Poids des tubes en acier: formules et méthodes de calcul

Avant d'acheter, vous devez calculer le poids du tuyau en acier. Cela est dû à ces facteurs. Premièrement, des produits similaires sont vendus au poids. Et, deuxièmement, les données obtenues détermineront la résistance de la structure créée. Tout GOST pertinent contient un tableau du poids du tuyau en acier indiquant la masse standard de 1 m linéaire. Cependant, les valeurs réelles peuvent différer de la norme, même si l'épaisseur et le diamètre de la paroi ne diffèrent pas.

Avantages et inconvénients

Le fait que les produits de tuyaux en acier occupent une partie importante des étagères de tout magasin de matériaux de construction indique qu'il présente certains avantages par rapport à ses concurrents. Arrêtons-nous brièvement sur eux.

• force mécanique. Le laminage de tuyaux en acier, tout d'abord, peut être utilisé dans des endroits où l'approvisionnement en eau est soumis à des contraintes mécaniques externes considérables. De plus, ces produits sont le meilleur choix pour organiser le transport de l'eau sous très haute pression;
• bon marché relatif. Bien sûr, vous ne pouvez pas appeler un tuyau en acier le matériau le moins cher. Mais le fait qu'elle soit l'un des produits les moins chers est certain. Dans ce cas, le poids du tuyau n'est pas affecté au rôle principal;
• large choix de raccords. Si un raccord de la forme nécessaire, par exemple, pour la même conduite d'eau en polypropylène, doit parfois être recherché, des tés ordinaires ou des coins en fonte en abondance sont présents sur les étagères de tout magasin de construction;
• faible coefficient de dilatation linéaire. Cette propriété est très importante lorsque la conduite d'eau principale (en tout cas, en acier ou en un autre matériau) est enduite ou encastrée dans la chape. Autrement dit, lorsque le pipeline en acier est chauffé, les fissures dans un tel revêtement n'apparaissent pas.

Les principaux inconvénients des produits tubulaires métalliques, en plus de la complexité d'installation et de démontage, les experts incluent la sensibilité à la corrosion et la diminution du jeu utile au fil du temps. Quant au poids d'un tuyau en acier de 1 m, le propriétaire du futur système d'alimentation en eau ressentira la grande importance de ce paramètre à toutes les étapes de la construction. Commençant par le transport d'un lot de produits de tuyauterie, y compris le déchargement et se terminant par l'installation du pipeline.

Un exemple de calcul du poids d'un tuyau rond en acier

Quelle que soit la méthode de calcul utilisée, il est nécessaire de connaître les valeurs numériques des paramètres suivants d'un tube rond en acier:

• épaisseur du mur;
• diamètre extérieur.

Important! L'une des principales caractéristiques lors du calcul du poids d'un tuyau rond est la nuance de l'acier.

À partir d'un cours de physique au lycée, il est connu que pour déterminer la gravité spécifique d'un tuyau en acier, le volume de matériau utilisé doit être multiplié par sa densité. Le dernier paramètre est une valeur constante, tandis que le volume du matériau (dans notre cas, l'acier) doit être calculé. Il existe deux méthodes pour résoudre ce problème. Il s'agit d'un calcul du volume de la feuille formant un tuyau rond, ou d'un calcul de la différence de volume entre le cylindre extérieur et le cylindre intérieur.

1.Pour calculer le poids du tuyau (par exemple, avec un diamètre de 168 mm avec une épaisseur de paroi de 8 mm) dans un premier temps, vous devez d'abord déterminer la circonférence:

L = π * D - 3,14 * 0,168 = 0,52752 m.

Ici: D est le diamètre du produit et est la constante transcendantale mathématique bien connue.

L'étape suivante consiste à calculer la surface. Un tel calcul est effectué en multipliant la circonférence d'une unité de production de tubes ronds par sa longueur. Lors du calcul du poids d'un mètre de tuyau en acier dans notre cas, la formule prend la forme suivante:

S = 0,52752 * 1 = 0,52752 m²,

où S est la surface de 1 m du tuyau rond.

À l'étape suivante du calcul du poids d'un tuyau rond de 1 mètre, le volume d'acier utilisé pour la production de ce produit est calculé. Cela se fait en multipliant la surface par l'épaisseur de la paroi:

V = S * W = 0,52752 * 0,008 = 0,00422 m²

À la dernière étape du calcul du poids de 1 mètre de tube rond en acier, la densité de l'acier est déterminée. Dans un tableau spécial, la valeur de ce paramètre indique telle - 7850 kg / m³. Ensuite, la densité de l'acier est multipliée par le volume:

P = 7850 * 0,00422 = 33,127 kg.

Le tableau 1 montre les résultats des calculs pour les produits de tuyauterie des tailles standard les plus courantes. Il faut souligner qu'il s'agit de la valeur théorique du poids d'un mètre linéaire de tuyau.

Tableau 1

Pouces	Diamètre extérieur	Pass conditionnel	épaisseur du mur			Poids 1 m linéaire, kg
			Renforcé New York	habituellement veineux	Poumon	Renforcé New York	habituellement veineux	Poumon
2 ½	75,5	65	4,5	4,0	3,20	7,88	7,05	5,71
2 ¼		57
2	60,0	50	4,50	3,50	3	6,16	4,88	4,22
1 ¾		45
1 ½	48,0	40	4	3,50	3	4,34	3,84	3,33
1 ¼	42,3	32	4,0	3,20	2,80	3,78	3,09	2,73
1	33,5	25	4	3,20	2,8	2,91	2,39	2,12
¾	26,8	20	3,20	2,80	2,5	1,86	1,66	1,5
½	21,3	15	3,20	2,80	2,5	1,43	1,28	1,16
¼	10,2	6,0	2,50	2,0	1,80	0,47	0,4	0,37

 

2. Le calcul du poids d'un mètre linéaire de tuyau par la deuxième méthode implique le calcul des volumes des cylindres intérieur et extérieur. La première étape consiste à calculer les surfaces des surfaces externes et internes.

L'espace extérieur est:

S_Nar = π * D - 3,14 * 0,168 = 0,5278 m².

Pour calculer la surface interne, vous devez d'abord connaître le diamètre du cylindre interne. C'est comme ça: 0,168-0,016 = 0,152 mm. Et la zone interne est de 0,152 × 3,14 = 0,4773

De plus, il est déjà possible de calculer les volumes. Étant donné que cette technique concerne le calcul du poids d'un mètre d'un tuyau rond en acier, les formules semblent très simples.

Le volume du cylindre extérieur sera de 0,5278 × 1 = 0,5278 et de l'intérieur de 0,4773 × 1 = 0,4773.

La différence de volumes est: 0,5278-0,4773 = 0,00505.

Pour calculer enfin le poids du tuyau en acier, il ne reste plus qu'à multiplier le volume par la densité:

0,00505 × 7850 = 39,64 kg.

Comme nous le voyons, les résultats ne correspondent pas. Mais la différence est raisonnable.

Important! Si vous vous référez au GOST correspondant, alors dans le tableau, vous verrez une valeur complètement différente pour le poids d'un tuyau en acier rond. Cela est dû au fait que les fabricants utilisent les erreurs autorisées par ce document.

Comment calculer le poids d'un tuyau d'une manière simple et ronde

Bien que les méthodes ci-dessus ne puissent pas être qualifiées de complexes, il existe un moyen encore plus simple de calculer le poids du tuyau par diamètre et épaisseur de paroi. La formule ressemble à ceci:

P = π * (D - S_st) * S_st* T.

Ici: D est le diamètre extérieur; St - épaisseur du mur; T est la densité (gravité spécifique).

Dans notre cas, il s'avère:

P = 3,14 * (0,168 - 0,008) * 0,008 * 7850 = 31,55 kg.

De cette façon, vous pouvez savoir combien un tuyau de n'importe quelle taille se bloque. Par exemple, 1 m de produit avec un diamètre extérieur de 75,5 mm et une épaisseur de paroi de 4,5 mm pèse:

P = 3,14 * (0,0755 - 0,0045) * 0,0045 * 7850 = 7,82 kg.

Eh bien, pour connaître la masse totale d'un tuyau en acier, vous devez multiplier le nombre résultant par le nombre de mètres de produits de tuyaux utilisés.

Le résultat final est affecté non seulement par la qualité de l'acier, mais aussi par le mode de production. Ainsi, par exemple, le poids d'un produit homogène ne sera pas le même que acier soudé électriquemême si leurs diamètres extérieurs et épaisseurs de paroi sont les mêmes. En effet, pour la production de chaque type de matériau, des matières premières sont utilisées (c'est-à-dire de l'acier) d'une certaine composition, caractérisées par une valeur de densité individuelle.

Et un instant.Le poids d'un tuyau galvanisé est de 3% supérieur à celui d'un tuyau non galvanisé de dimensions similaires.

Un exemple de calcul du poids d'un profil de tuyau en acier

Il existe sur le marché des produits en acier non seulement ronds, mais aussi avec des sections carrées et rectangulaires. Tout d'abord, parlons de la façon dont le poids d'un tuyau à profil carré est reconnu.

La formule de calcul est la suivante:

P = (L - S_st) * S_st*0,0316.

Ici: P est le poids d'un mètre de tuyau en acier; L est la taille du côté; St - épaisseur du mur; 0,0316 est un coefficient constant trouvé empiriquement.

Par exemple, si L = 33,5 mm, S = 4 mm, puis:

(33,5-4) × 4 × 0,03163,73 kg.

Maintenant, comment le poids d'un tuyau avec une section rectangulaire est reconnu. Pour ce faire, utilisez la formule suivante:

P = (L1 - L₂ - s_st) * S_st*0,0158,

où L1 et L2 sont les tailles des côtés; St - épaisseur du mur; 0,0158 est également un coefficient constant déterminé empiriquement.

Par exemple, si L1 = 40 mm, L2 = 20 mm, S = 2 mm, le poids de 1 mètre d'un tuyau rectangulaire en acier sera égal à:

P = (40 + 20-2 * 2) * 2 * 0,0158≈1,77 kg.

Comment calculer le poids d'un tuyau avec une section transversale inhabituelle

Parfois, dans la construction, les produits en métal laminé sont utilisés non seulement avec une section rectangulaire, carrée et ronde. Par exemple, une variété de clôtures et de garde-corps sont fabriqués à partir de produits de section ovale. Et en génie mécanique, ils ont trouvé une large application dans la création de radiateurs de refroidissement et de divers systèmes hydrauliques.

Pour calculer le poids d'un tuyau avec une section transversale inhabituelle, vous devez utiliser la formule suivante:

P = ρ * X * L,

où P est la masse du produit; ρ est la densité du matériau; X est l'aire de la section transversale; L est la longueur du tuyau unitaire.

Cette formule est utile pour les produits de n'importe quelle section. Pour comprendre si les produits reçus correspondent aux exigences spécifiées dans la commande, il suffit de sélectionner plusieurs échantillons dans le lot de location, de mesurer et de calculer.

Conseil! Si vous connaissez le poids du lot, cette formule vous permet de savoir combien de mètres de tube roulé vous avez été livré: L = P / ρ * X.

La précision du calcul de la masse des tuyaux en acier de cette manière est de pourcentage. Le résultat final dépend de nombreux facteurs, dont la composition de l'acier, la corrosion des métaux, l'épaisseur uniforme des parois, voire l'humidité de l'air, sans parler de la température ambiante. Par conséquent, afin d'obtenir une valeur plus précise du poids d'un tuyau métallique, il est au moins nécessaire de clarifier la qualité de l'acier et, lors des calculs, de remplacer sa densité (gravité spécifique) dans la formule. Pour les mesures, il est recommandé d'utiliser un outil plus précisément qu'un ruban à mesurer, en particulier lors de la mesure de l'épaisseur de paroi.

Calcul alternatif du poids d'un tuyau en acier de 1 m

Pour déterminer le poids d'un tuyau rond, des calculs complexes ne sont pas du tout nécessaires. L'accès à Internet vous permettra de trouver et d'utiliser facilement le calculateur de masse en ligne pour calculer les matériaux des deux types - à la fois rond et profilé.

Cependant, pour connaître le poids du tuyau, vous pouvez procéder comme suit: familiarisez-vous simplement avec le tableau placé dans la norme correspondante. Encore une fois, cela peut être fait via Internet. Par exemple, si nécessaire, achetez une conduite d'eau dans le champ de recherche Yandex ou Google, tapez l'expression "GOST 3262 75". En réponse, vous recevrez environ un million d'options. Cliquez sur le plus approprié et sur la première page de ce document réglementaire, vous verrez un tableau du poids du tuyau en acier. Il vous suffit de trouver la ligne et la colonne qui affichent les dimensions de vos produits de canalisation. Il présente la valeur du poids théorique du tube rond en acier. Mais elle diffère peu de la réalité. Et la masse la plus précise du tuyau ne peut être déterminée que par pesée.

Conclure

Il y en a en fait quelques-uns.

• différentes méthodes de calcul du poids de 1 m de tuyau donnent une dispersion assez sensible des résultats. Cela n'est pas critique du point de vue de la marge de sécurité des structures métalliques: dans tous les cas, cette caractéristique de l'acier couvrira excessivement les écarts par rapport à la masse calculée d'un mètre de tube enroulé. Cependant, lors de l'achat d'un grand lot de tuyaux, vous pouvez faire une erreur dans le métrage sur un côté plus petit ou plus grand. Et cela entraînera la nécessité d'un réapprovisionnement ou entraînera des dépassements de coûts;
• Lors de l'achat de tuyaux, il est plus conseillé de se fier aux chiffres présentés dans GOST. Ensuite, si une situation controversée survient, vos arguments seront plus convaincants. Par exemple, le document d'application de la réglementation stipule qu'il devrait y avoir 110 mètres de tuyaux par tonne de tuyaux en acier et il y en a 120. Dans ce cas, nous pouvons supposer que le fabricant a négligé les exigences des normes afin d'économiser. Cependant, le facteur humain n'est pas exclu ici.

Conseil! Un calcul préliminaire vous permettra de déterminer provisoirement la fréquence d'installation des supports de la canalisation extérieure pour l'empêcher de s'affaisser.

Si vous devez encore acheter des tuyaux et que cette procédure n'est pas associée à de grandes difficultés, pour des raisons d'économie, il est préférable de prendre en compte le minimum des valeurs de poids calculées.