Калькулятор трубы

Методика

Три вопроса к трубе — сколько она весит, сколько в ней воды и сколько краски на неё уйдёт — считаются одной геометрией круглого сечения, и переключатель выбирает, какую величину считать.

Вес — это площадь стального кольца, умноженная на плотность и длину:

Масса метра = (D − s) × s × π × плотность, где D — наружный диаметр, s — стенка. Кольцо тонкой стенки почти не имеет площади, поэтому вес трубы растёт не столько от диаметра, сколько от стенки: труба 57×3,5 тяжелее трубы 57×3 на седьмую часть при том же внешнем виде.

Объём воды считается по внутреннему диаметру: π/4 × d² × длина. Диаметр именно внутренний — наружный завысил бы объём на две стенки, для трубы 57×3,5 это лишние 30%.

Площадь под окраску — наружная поверхность цилиндра: π × D × длина. Красится наружная сторона, поэтому диаметр наружный.

Плотность подставлена для углеродистой стали — 7850 кг/м³; для нержавейки или алюминия её меняют прямо в поле, формула та же.

Разобранный пример

Электросварная труба 57×3,5, отрезок 10 м. Сколько она весит?

1. Кольцо сечения: (57 − 3,5) × 3,5 = 187,25 мм², умножить на π — 588 мм², или 0,000588 м².
2. Масса метра: 0,000588 × 7850 = 4,62 кг/м.
3. Масса отрезка: 4,62 × 10 = 46,2 кг.

Проверка по справочнику: для ВГП-трубы 21,3×2,8 та же формула даёт 1,28 кг/м — ровно столько печатает таблица 2 ГОСТ 3262-75. Формула и сортамент — одно и то же число с разных сторон: в стандарте масса вычислена из этой же геометрии.

Когда считать, а когда смотреть в таблицу

Для ходовых водогазопроводных труб масса метра давно посчитана стандартом — быстрее взять готовое число из таблицы веса трубы, где выписана обыкновенная серия ГОСТ 3262-75 от Ду6 до Ду150.

Калькулятор нужен во всех остальных случаях: электросварные и бесшовные трубы любых сочетаний диаметра и стенки, нержавейка и алюминий с их плотностью, нестандартные и импортные размеры. Формула у таблицы и калькулятора общая, поэтому на ходовых размерах они сходятся с точностью до округления стандарта.

Границы применимости

Расчёт считает гладкую круглую трубу. Он не учитывает:

• профильные трубы — у квадратного и прямоугольного сечения другая формула периметра и площади, по кругу они не считаются;
• резьбу, муфты и оцинковку — нарезка и покрытие меняют массу на единицы процентов и остаются за расчётом;
• изгибы и фитинги трассы — длина берётся суммарная по прямым участкам;
• расход краски — площадь под окраску выходит в квадратных метрах, а литры зависят от укрывистости конкретной краски и числа слоёв.

Объём воды — это вместимость полного сечения: частично заполненные самотёчные трубы считаются по гидравлике, а не по цилиндру.

Вопросы

Почему вес зависит от плотности, если труба всегда стальная?

Стальная — чаще всего, но не всегда: нержавеющие стали плотнее углеродистой примерно на процент, алюминий легче почти втрое. Плотность вынесена в поле именно затем, чтобы одна формула считала любые металлы.

Как узнать внутренний диаметр, если известны наружный и стенка?

Вычесть две стенки: у трубы 57×3,5 внутренний диаметр 57 − 7 = 50 мм. Стенка входит в размер дважды — с обеих сторон сечения.

Сколько литров в кубометре из результата объёма?

Тысяча. Объём 0,0196 м³ — это 19,6 литра: запятая сдвигается на три знака.

Почему условный проход ВГП-трубы не совпадает с диаметром?

Условный проход — имя типоразмера, округлённое к внутреннему диаметру: у «трубы на 15» наружный диаметр 21,3 мм. Для веса и площади нужен наружный диаметр с маркировки, а не проход.

Совпадает ли расчёт с массой из ГОСТ?

Да: стандарт вычисляет табличную массу из той же площади кольца и плотности 7850. На трубе 21,3×2,8 формула даёт 1,277 кг/м против 1,28 в таблице — расхождение только в округлении печати.

Можно ли посчитать объём бетона для заливки трубы-опоры?

Да — это тот же объём внутренней полости: режим объёма по внутреннему диаметру. Только вода в формуле ни при чём: цилиндр одинаково вмещает и воду, и бетон.