Ống thép carbon Schedule 40 đường kính 6 inch nặng 18.97 pound/foot. Cùng kích thước đó nhưng theo tiêu chuẩn Schedule 80 nặng 28.60 pound/foot. Việc tăng trọng lượng 50% do thay đổi thiết kế này sẽ làm tăng chi phí vận chuyển lên hàng nghìn đô la trong quá trình thực hiện một dự án. Ống Schedule 40 đường kính 2 inch chỉ nặng 3.65 lb/ft, trong khi ống Schedule 40 đường kính 12 inch nặng 53.52 lb/ft.
Trọng lượng vật liệu đường ống trở nên vô cùng quan trọng trong quá trình thiết kế đường ống. Các kỹ sư sử dụng trọng lượng để xác định chi phí vận chuyển, yêu cầu về cần cẩu, tính toán khoảng cách đỡ và ước tính trọng lượng kết cấu cần thiết. Hầu hết các kỹ sư vẫn dựa vào trí nhớ hoặc các kỹ thuật ước tính cơ bản để tính toán trọng lượng đường ống. Các ước tính mà các kỹ sư đưa ra thường chứa sai số từ 10-20%, dẫn đến vượt quá ngân sách vận chuyển và kích thước giá đỡ đường ống không đủ.
Bài viết này cung cấp bảng trọng lượng đầy đủ của ống thép cacbon và thép không gỉ. Tài liệu này cung cấp các bảng trọng lượng hiển thị kích thước danh nghĩa và tiêu chuẩn, cùng với công thức tính trọng lượng ống bao gồm ví dụ minh họa và thông tin thực tế về cách trọng lượng ảnh hưởng đến vận chuyển, xử lý và thiết kế kết cấu.
Các nội dung chính
- Trọng lượng ống thép thay đổi tùy thuộc vào kích thước danh nghĩa, tiêu chuẩn và mác vật liệu. Bảng trọng lượng ống thép đầy đủ là rất cần thiết để ước tính chính xác.
- Công thức tính trọng lượng ống: W = 10.68 x (Đường kính ngoài – Độ dày thành) x Độ dày thành cho ra trọng lượng tính bằng lb/ft đối với ống thép carbon tính bằng inch.
- Ống Schedule 80 nặng hơn khoảng 40-70% so với ống Schedule 40 có cùng áp suất tịnh (NPS), điều này làm tăng trực tiếp chi phí vận chuyển và lắp đặt.
- Ống thép không gỉ nặng hơn một chút so với ống thép cacbon có cùng kích thước vì thép không gỉ loại 304 và 316 có mật độ cao hơn.
- Dung sai của máy cán cho phép độ dày thành ống thấp hơn danh nghĩa tới 12.5%, do đó trọng lượng vận chuyển thực tế có thể nhẹ hơn 5-10% so với giá trị lý thuyết trong bảng.
Cách tính trọng lượng ống: Công thức
Trước khi sử dụng bảng trọng lượng ống thép, bạn nên hiểu nguồn gốc của các con số. Trọng lượng ống đơn giản là thể tích thép trong thành ống nhân với mật độ của vật liệu.
Đối với ống thép cacbon, công thức tiêu chuẩn theo hệ đo lường Anh là:
W = 10.68 x (OD – t) xt
Trong đó W là trọng lượng tính bằng pound trên foot, OD là đường kính ngoài tính bằng inch, và t là độ dày thành tính bằng inch. Hằng số 10.68 kết hợp mật độ của thép (xấp xỉ 490 lb/ft³) với các hệ số chuyển đổi đơn vị.
Trong hệ đơn vị đo lường mét, công thức trở thành:
W = 0.02466 x (OD – t) xt
Trong đó W là trọng lượng tính bằng kilogam trên mét, OD và t tính bằng milimét, và 0.02466 bao gồm mật độ theo hệ mét của thép (7,850 kg/m³).
Dưới đây là một ví dụ minh họa cho NPS 4, Phụ lục 40:
- OD = 4.500 inch
- Độ dày thành = 0.237 inch
- W = 10.68 x (4.500 – 0.237) x 0.237
- W = 10.68 x 4.263 x 0.237
- W = 10.79 lb/ft
Giá trị này hoàn toàn trùng khớp với giá trị trong bảng tiêu chuẩn. Bạn có thể sử dụng công thức này khi bảng trọng lượng ống thép không liệt kê trọng lượng của kích thước không tiêu chuẩn hoặc khi bạn có độ dày thành ống thực tế đo được từ chứng chỉ của nhà máy thay vì giá trị danh nghĩa.
Để hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của kích thước và bảng thông số ống, hãy xem hướng dẫn về ý nghĩa bảng thông số ống của chúng tôi.
Bảng trọng lượng ống thép: Thép cacbon (ASME B36.10M)
Bảng dưới đây thể hiện trọng lượng lý thuyết trên mỗi foot đối với các kích thước và tiêu chuẩn ống thép carbon thông dụng nhất theo ASME B36.10M . Các giá trị này giả định ống có đầu trơn và độ dày thành danh nghĩa.
Trọng lượng ống thép cacbon theo tiêu chuẩn NPS và Schedule
| NPS | OD (trong) | Sch 40 (lb/ft) | Sch 40 (kg/m) | Sch 80 (lb/ft) | Sch 80 (kg/m) | Sch 160 (lb/ft) | Sch 160 (kg/m) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 / 2 " | 0.840 | 0.85 | 1.27 | 1.09 | 1.62 | 1.31 | 1.95 |
| 3 / 4 " | 1.050 | 1.13 | 1.68 | 1.47 | 2.19 | 1.94 | 2.89 |
| 1 " | 1.315 | 1.68 | 2.50 | 2.17 | 3.23 | 2.84 | 4.23 |
| 1-1 / 2 " | 1.900 | 2.72 | 4.05 | 3.63 | 5.41 | 4.86 | 7.24 |
| 2 " | 2.375 | 3.65 | 5.44 | 5.02 | 7.48 | 7.46 | 11.11 |
| 3 " | 3.500 | 7.58 | 11.29 | 10.26 | 15.29 | 14.32 | 21.33 |
| 4 " | 4.500 | 10.79 | 16.07 | 14.99 | 22.33 | 22.51 | 33.54 |
| 6 " | 6.625 | 18.97 | 28.26 | 28.60 | 42.62 | 36.39 | 54.22 |
| 8 " | 8.625 | 28.55 | 42.55 | 43.43 | 64.71 | 67.76 | 100.94 |
| 10 " | 10.750 | 40.48 | 60.31 | 64.49 | 96.11 | 104.13 | 155.14 |
| 12 " | 12.750 | 53.52 | 79.73 | 88.71 | 132.15 | 143.68 | 214.08 |
Các trọng lượng này là giá trị lý thuyết cho ống có đầu trơn. Trọng lượng vận chuyển thực tế có thể thay đổi đôi chút tùy thuộc vào mác vật liệu cụ thể và dung sai sản xuất.
Sự khác biệt về trọng lượng giữa Schedule 40 và Schedule 80
| NPS | Trọng lượng Sch 40 | Trọng lượng Sch 80 | Tăng cân |
|---|---|---|---|
| 2 " | 3.65 lb / ft | 5.02 lb / ft | nặng hơn 38% |
| 4 " | 10.79 lb / ft | 14.99 lb / ft | nặng hơn 39% |
| 6 " | 18.97 lb / ft | 28.60 lb / ft | nặng hơn 51% |
| 8 " | 28.55 lb / ft | 43.43 lb / ft | nặng hơn 52% |
| 12 " | 53.52 lb / ft | 88.71 lb / ft | nặng hơn 66% |
Sự chênh lệch trọng lượng giữa ống Schedule 40 và Schedule 80 càng lớn khi kích thước danh nghĩa của ống tăng lên. Đối với ống nhỏ, sự khác biệt này có thể chấp nhận được. Đối với các đường ống có đường kính lớn, trọng lượng tăng thêm có thể đòi hỏi cần cẩu lớn hơn, giá đỡ chắc chắn hơn và chi phí vận chuyển đắt hơn.
Bảng trọng lượng ống thép không gỉ
Bảng trọng lượng của ống thép không gỉ thể hiện trọng lượng của chúng theo tiêu chuẩn ASME B36.19, khác với tiêu chuẩn B36.10M đối với các kích thước ống lớn hơn. Mật độ của thép không gỉ cao hơn thép cacbon một chút. Mật độ của thép không gỉ loại 304 là 495 lb/ft³ (7,930 kg/m³) trong khi thép cacbon có mật độ là 490 lb/ft³ (7,850 kg/m³).
Trọng lượng ống thép không gỉ 304 (Schedule 40S và 80S)
| NPS | OD (trong) | Sch 40S (lb/ft) | Sch 40S (kg/m) | Sch 80S (lb/ft) | Sch 80S (kg/m) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 / 2 " | 0.840 | 0.85 | 1.27 | 1.09 | 1.62 |
| 1 " | 1.315 | 1.68 | 2.50 | 2.17 | 3.23 |
| 2 " | 2.375 | 3.65 | 5.44 | 5.02 | 7.48 |
| 4 " | 4.500 | 10.79 | 16.07 | 14.99 | 22.33 |
| 6 " | 6.625 | 18.97 | 28.26 | 28.60 | 42.62 |
| 8 " | 8.625 | 28.55 | 42.55 | 43.43 | 64.71 |
| 12 " | 12.750 | 49.56 | 73.84 | 88.71 | 132.15 |
Độ dày thành ống của Schedule 40S và Schedule 40S có cùng kích thước và trọng lượng tương đương nhau đối với tất cả các kích thước ống dưới NPS 8. Ở NPS 12, Schedule 40S mỏng hơn Schedule 40 (0.375″ so với 0.406″), do đó trọng lượng của thép không gỉ giảm xuống còn 49.56 lb/ft so với 53.52 lb/ft của thép carbon Schedule 40.
Đối với môi trường ăn mòn mạnh, nơi yêu cầu sử dụng ống thép không gỉ , luôn luôn kiểm tra ký hiệu tiêu chuẩn thực tế. Các tiêu chuẩn B36.19 có hậu tố S không thể thay thế cho các tiêu chuẩn B36.10M đối với NPS 10 trở lên.
Trọng lượng ống trong các ứng dụng thực tế
Dữ liệu từ bảng trọng lượng ống thép không chỉ là con số tham khảo. Nó ảnh hưởng trực tiếp đến việc mua sắm, hậu cần, lắp đặt và kỹ thuật kết cấu trong mọi dự án công nghiệp.
Tác động của chi phí vận chuyển và cước phí
Phương pháp định giá cước vận chuyển đường biển tiêu chuẩn đối với ống thép yêu cầu đo trọng lượng ống thép bằng tấn. Trọng lượng của một lô hàng, chứa 5,000 feet ống thép loại 6 inch (Schedule 40), đạt khoảng 142 tấn. Cùng chiều dài đó nhưng là ống loại Schedule 80 nặng khoảng 214 tấn. Chi phí vận chuyển hiện tại từ Trung Quốc đến châu Âu và Trung Đông dẫn đến chi phí vận chuyển bổ sung từ 4,000 đến 8,000 do chênh lệch trọng lượng 72 tấn.
Li Wei, một quản lý thu mua cho một công ty xây dựng có trụ sở tại Dubai, đã phát hiện ra thông tin này trong quá trình thực hiện dự án đường ống nước lạnh vào năm 2024. Yêu cầu kỹ thuật đặt ra là sử dụng ống Schedule 80 cho toàn bộ dự án để đảm bảo khả năng bảo vệ cơ học. Li Wei đã nhận báo giá cho cả ống Schedule 40 và Schedule 80. Sự khác biệt về chi phí vật liệu giữa hai loại ống này ở mức vừa phải. Tuy nhiên, sự khác biệt về chi phí vận chuyển thì không đáng kể. Ống Schedule 80 nặng hơn 50%, dẫn đến chi phí vận chuyển cao hơn. Quy trình tối ưu hóa chi phí mà anh ấy áp dụng đã giúp tiết kiệm được 200 chi phí vận chuyển và giảm chi phí thuê cần cẩu tại công trường bằng cách lựa chọn sử dụng ống Schedule 40 cho các nhánh không thiết yếu. Sự thay đổi này không ảnh hưởng đến an toàn hệ thống vì áp suất hoạt động thấp hơn nhiều so với khả năng chịu tải của ống Schedule 40.
Thiết kế tải trọng và kết cấu đỡ
Trọng lượng ống quyết định khoảng cách giữa các trụ đỡ, tải trọng neo và lực địa chấn. Một đoạn ống Schedule 40 dài 100 feet (khoảng 30 mét) đường kính 8 inch nặng 2,855 pound (khoảng 924 kg). Đoạn ống tương tự nhưng làm bằng Schedule 80 nặng 4,343 pound (khoảng 1.343 kg). Trọng lượng tăng thêm 1,488 pound (khoảng 924 kg) đó đòi hỏi:
- Giá đỡ ống chắc chắn hơn ở khoảng cách gần hơn.
- Bu lông neo và tấm đế lớn hơn
- Thép kết cấu bổ sung trong khung tòa nhà
- Khả năng gia cố chống động đất cao hơn
Tại các khu vực địa chấn, tầm quan trọng của trọng lượng được nhân lên gấp bội. Lực địa chấn tỷ lệ thuận với khối lượng. Một đường ống nặng hơn 50% sẽ tạo ra lực ngang lớn hơn 50% trong một trận động đất. Các kỹ sư đôi khi chỉ định sử dụng ống loại Schedule 40 thay vì Schedule 80 cho các đường ống không quan trọng để giảm tải trọng địa chấn lên kết cấu.
Nhân công lắp đặt và vận chuyển
Quá trình lắp đặt đòi hỏi thiết bị bổ sung và nhân lực thêm để xử lý các đường ống nặng hơn. Trọng lượng của một ống Schedule 40 đường kính 12 inch là 53.5 pound cho mỗi foot chiều dài của nó. Trọng lượng của một đoạn ống dài 20 foot là 1,070 pound. Khả năng nâng tối đa của vật thể đó yêu cầu hai người để xử lý. Ống cùng kích thước nhưng theo tiêu chuẩn Schedule 160 nặng 143.7 lb/ft. Trọng lượng của một đoạn ống dài 20 foot là 2,874 pound. Quá trình lắp đặt yêu cầu xe nâng hoặc cần cẩu cho mỗi mối nối.
Quá trình lắp đặt sẽ bị chậm trễ do sự khác biệt giữa hai yếu tố khác nhau. Công nhân có thể dễ dàng di chuyển các đường ống nhẹ vì họ không cần thiết bị đặc biệt. Quá trình lắp đặt đòi hỏi công nhân phải sử dụng thiết bị nâng hạ vì các đường ống nặng cần được xử lý đặc biệt.
Để được hướng dẫn lựa chọn loại ống phù hợp với yêu cầu về trọng lượng và áp suất, hãy xem hướng dẫn về xếp hạng áp suất ống Schedule 40 của chúng tôi.
Dung sai trọng lượng ống và chứng nhận nhà máy
Sự chênh lệch trọng lượng giữa bảng trọng lượng ống thép và trọng lượng thực tế khi vận chuyển là do dung sai sản xuất. Tiêu chuẩn ASTM A53 và ASTM A106 cho phép độ dày thành ống mỏng hơn giá trị danh nghĩa tới 12.5%. Ống Schedule 40 cho phép thành ống có độ dày danh nghĩa 0.237 inch nhưng có thể mỏng đến 0.207 inch.
Độ dày thành ống quyết định trọng lượng của ống vì trọng lượng ống tỷ lệ thuận với độ dày thành ống. Thành ống mỏng hơn 12.5% có nghĩa là ống chứa ít hơn 12.5% vật liệu thép. Sự chênh lệch trọng lượng tổng thể trong một lô hàng lớn sẽ đạt mức đáng kể.
Giấy chứng nhận kiểm định chất lượng sản phẩm (MTR) được lập ra để đảm bảo chất lượng sản phẩm. MTR theo dõi các phép đo độ dày thành thực tế cùng với các tính toán trọng lượng áp dụng cho từng lô sản xuất cụ thể. Ước tính chi phí vận chuyển của bạn sẽ dẫn đến ước tính trọng lượng cao hơn từ 5-10% nếu bạn sử dụng các giá trị lý thuyết trong biểu đồ. Trọng lượng lý thuyết là một lựa chọn an toàn cho mục đích lập ngân sách vận chuyển. Trọng lượng thực tế trong giấy chứng nhận của nhà máy nên được sử dụng để tính toán kết cấu chính xác.
Trọng lượng danh nghĩa thể hiện một trong những ký hiệu tiêu chuẩn của ống. Hình vẽ trên ống cho thấy trọng lượng danh nghĩa là 18.97 LB/FT thông qua ký hiệu NPS 6 SCH 40 18.97 LB/FT. Thiết bị đo trọng lượng (MTR) cung cấp thông tin trọng lượng thực tế, đồng thời bạn cũng có thể đo chiều dài mẫu bằng cân đã được chứng nhận.
Câu hỏi thường gặp về trọng lượng ống
Ống thép tiêu chuẩn Schedule 40 nặng bao nhiêu?
Trọng lượng của ống thép Schedule 40 phụ thuộc vào kích thước danh nghĩa của nó theo bảng trọng lượng ống thép. Trọng lượng của ống Schedule 40 2 inch đạt 3.65 pound/foot. Trọng lượng của ống 4 inch đạt 10.79 pound/foot. Trọng lượng của ống 6 inch đạt 18.97 pound/foot. Trọng lượng của ống 8 inch đạt 28.55 pound/foot. Bảng trọng lượng ống thép cung cấp thông tin trọng lượng đầy đủ cho tất cả các loại ống được sử dụng trong bài viết này.
Công thức tính trọng lượng ống là gì?
Công thức W = 10.68 x (OD – t) xt tính trọng lượng ống thép carbon theo hệ đo lường Anh. Công thức này sử dụng W là trọng lượng tính bằng lb/ft, OD là đường kính ngoài tính bằng inch và t là độ dày thành ống tính bằng inch. Công thức theo hệ đo lường mét W = 0.02466 x (OD – t) xt tính trọng lượng tính bằng kg/m bằng cách sử dụng kích thước tính bằng milimét.
Ống thép đường kính 6 inch nặng bao nhiêu?
Ống thép carbon Schedule 40 có kích thước danh nghĩa 6 inch nặng 18.97 lb/ft (28.26 kg/m). Cùng kích thước đó, ống Schedule 80 nặng 28.60 lb/ft (42.62 kg/m). Trọng lượng của thép không gỉ Schedule 40S bằng trọng lượng của thép carbon Schedule 40 ở cùng kích thước này.
Ống thép không gỉ có nặng hơn ống thép cacbon không?
Câu trả lời là có, vì thép không gỉ 304 nặng hơn thép carbon. Thép không gỉ loại 304 có mật độ khoảng 495 lb/ft³ so với 490 lb/ft³ của thép carbon. Với cùng kích thước, ống thép không gỉ 304 nặng hơn ống thép carbon khoảng 1%. Trọng lượng của các ống NPS 8 trở xuống cần được coi là trọng lượng tương đương trong hầu hết các ứng dụng thực tế.
Trọng lượng của Schedule 40 và Schedule 80 chênh lệch nhau bao nhiêu?
Ống Schedule 80 nặng hơn ống Schedule 40 từ 40-66%, tùy thuộc vào kích thước danh nghĩa. Sự khác biệt nhỏ nhất đối với ống nhỏ (38% đối với NPS 2) và lớn nhất đối với ống lớn (66% đối với NPS 12). Việc tăng trọng lượng ảnh hưởng trực tiếp đến ba lĩnh vực, bao gồm chi phí vận chuyển, thiết kế hệ thống hỗ trợ và nhu cầu nhân lực lắp đặt.
Kết luận
Mỗi giai đoạn của dự án đường ống đều yêu cầu trọng lượng ống là thông số kỹ thuật cơ bản. Biểu đồ trọng lượng ống thép trong bài viết này cung cấp cho bạn các giá trị lý thuyết cho ống thép carbon và thép không gỉ thuộc các loại và kích thước phổ biến nhất. Công thức tính trọng lượng ống giúp bạn tính toán các kích thước không tiêu chuẩn và xác nhận các giá trị trong bảng.
Trọng lượng lý thuyết chỉ tồn tại dưới dạng khái niệm lý thuyết. Trọng lượng thực tế của một vật thể sẽ thay đổi từ 5 đến 10 phần trăm do dung sai sản xuất, sự biến đổi mật độ vật liệu và các công đoạn chuẩn bị cuối cùng. Sử dụng các giá trị trong bảng để ước tính chi phí vận chuyển. Phải sử dụng các chứng chỉ kiểm định của nhà máy để thực hiện các tính toán kết cấu chính xác.
Việc lựa chọn giữa ống Schedule 40 và Schedule 80 không chỉ đơn thuần là quyết định về áp suất. Quyết định này đòi hỏi phải tính toán trọng lượng, yếu tố sẽ ảnh hưởng đến chi phí vận chuyển và xử lý, cũng như chi phí thiết kế và lắp đặt. Ống Schedule 40 đáp ứng yêu cầu về áp suất cho hầu hết các ứng dụng đồng thời mang lại lợi ích về trọng lượng và chi phí thấp hơn.
Hãy yêu cầu báo giá ống thép carbon hoặc thép không gỉ với dữ liệu trọng lượng chính xác để phục vụ cho việc vận chuyển và tính toán kết cấu. Công ty TNHH Kim loại LIANYUNGANG DAPU cung cấp các kích thước ống tiêu chuẩn và tùy chỉnh với đầy đủ chứng nhận nhà máy, tài liệu về trọng lượng lý thuyết và thực tế, và giao hàng toàn cầu đến công trường dự án của bạn.
