Плотность материала SS: таблица плотности нержавеющей стали и руководство по расчету веса

Что на самом деле измеряет плотность материала SS

Плотность материала SS представляет собой массу нержавеющей стали на единицу объема, а для нефтепромысловых труб обычно составляет от 7,70 до 8,10 г/см3 при комнатной температуре.

Плотность равна массе, разделенной на объем, поэтому единицы измерения имеют такое же значение, как и значение. Марка, указанная в 7,93 г/см3, также составляет 7930 кг/м3 и 495 фунтов/фут3. Удельный вес, показатель, указанный в большинстве заводских сертификатов, равен числу без учета единиц, поскольку содержание воды составляет 1000 г/см3.

Сама по себе плотность не скажет вам, сколько весит трубка. Вес – это плотность, умноженная на объем, поэтому мельница, которая поддерживает плотность плюс-минус 0,02 г/см3, но работает на восемь процентов тяжелее, все равно отправляет струну тяжелее, чем предполагалось в таблице нагрузок. Оба допуска следует рассматривать вместе.

Плотность нержавеющей стали по маркам

Марка 304 имеет плотность около 7,93 г/см3, 316 — 8,00 г/см3, 316Л — 7,98 г/см3, 321 — 7,90 г/см3 и дуплекс 2205 — 7,80 г/см3.

Схема легко читается. Никель при 8,90 г/см3 и молибден при 10,2 г/см3 увеличивают плотность, поэтому марка 316 с содержанием молибдена от 2 до 3 процентов является более плотной из двух марок «рабочей лошадки». Хром с плотностью 7,19 г/см3 и объемно-центрированная кубическая ферритовая решетка тянут его вниз, поэтому 430 и дуплекс сидят ниже. Семья 18-8 лет, стоящая за большинством этих классов, раскрыта в этом разбивка по сортам и составу .

Опубликованные таблицы расходятся до 0,05 г/см3 для одной и той же марки, поскольку они измерены на разных плавках или по-разному округлены. Если запас по нагрузке составляет менее 3 процентов, плотность следует брать из сертификата завода, а не из страницы каталога.

Что меняет номер в обслуживании

Для работы с нагрузкой при комнатной температуре достаточно одного значения. На плотность нержавеющей стали влияют три эффекта, и обычно имеет значение только первый из них.

Температура

Аустенитная нержавеющая сталь расширяется при нагревании, поэтому плотность падает. Линейное расширение 304 составляет около 17,3 микродеформации на градус Цельсия, а объемное изменение примерно в три раза больше, поэтому между комнатной температурой и 700 C плотность 304 падает с 7,93 примерно до 7,65 г/см3.

Холодная работа

Вытяжка и намотка могут образовать небольшой мартенсит, вызванный деформацией, который менее эффективно упаковывает атомы. Холодно обработанный 304 обычно имеет плотность от 7,88 до 7,91 г/см3, что примерно на 0,3 процента ниже показателя отожженного. Небольшой, но объясняет, почему на весах две катушки одного сорта могут отличаться.

Легирование и изменение температуры от нагрева

Добавление 2 процентов молибдена к химическому составу типа 304 повышает плотность примерно на 0,07 г/см3, тогда как полностью ферритная структура снижает ее на 0,2 г/см3 или более. Разница между плавками внутри одной марки обычно не превышает 0,02 г/см3.

От плотности к весу на метр трубы

Вес на метр круглой трубы из нержавеющей стали равен пи, умноженному на (наружный диаметр минус стенка), умноженному на стенку, умноженному на плотность, разделенному на 1000, при этом внешний диаметр и стенка указаны в миллиметрах, а плотность - в г/см3.

При делении плотности на 1000 формула сводится к одному коэффициенту для каждой марки, поэтому таблицы веса труб печатаются для каждой марки, а не для каждого семейства сплавов.

Трубка диаметром 1,5 дюйма, наружным диаметром 38,1 мм и стенкой 0,095 дюйма толщиной 2,41 мм марки 316 дает 0,02513 x 2,41 x 35,69, или 2,16 кг/м. Та же трубка 304 имеет расход 2,14 кг/м. Двадцать граммов на метр — это шум; на катушке длиной 5000 метров это около 100 килограммов.

1. Подтвердите внешний вид и стенку по сертификату завода, а не по номинальному чертежу.
2. Вычислите поперечное сечение: площадь равна 3,1416 умножению (наружный диаметр минус стена) на стену.
3. Умножьте на плотность сорта, чтобы получить массу на метр.
4. Умножьте на общую длину, затем добавьте фитинги, кабели и катушки для реальной нагрузки.

Почему количество имеет значение в скважине и на барабане

Плотность определяет нагрузку при каждом выборе НКТ: вес струны, емкость барабана, мощность лебедки и ограничения на транспортировку.

Далее следуют три цифры для типичной работы на 3000 метров.

• В воздухе трубка 316 длиной 3000 м размером 1,5 х 0,095 дюйма весит около 6,5 тонн.
• В рассоле с удельным весом 1,5 коэффициент плавучести равен 1 минус 1,5, разделенный на 7,93, или 0,81, поэтому подводный вес составляет около 5,3 тонны.
• Та же самая труба на катушке длиной 5000 м весит 10,8 тонны без подсчета катушки, кабеля и фитингов.

Непрерывная нефтепроводная труба из нержавеющей стали для ремонта и бурения скважин Непрерывные НКТ из марок 316L, 316, 304, Incoloy и дуплекс подходят для капитального ремонта скважин, каротажа и бурения, включая типичные работы на глубину 3000 метров. Посмотреть продукт →

Контрольный трос длиной четверть дюйма со стенкой 0,035 дюйма из модели 316 весит около 0,12 кг/м, поэтому длина 8000 метров на катушке составляет чуть менее одной тонны, что достаточно легко, чтобы его можно было пропустить с небольшой установки для капитального ремонта.

Трубопровод гидравлического управления из нержавеющей стали и капиллярные трубки Четвертьдюймовая леска управления 316 весит около 0,12 кг/м; Тщательно проверьте материал и плотность агрегата для контроля давления, впрыска химикатов и управления клапанами. Посмотреть продукт →

Пять ошибок плотности, которые достигают реальных характеристик

Большинство ошибок плотности в спецификациях трубок возникает из-за смешивания материалов, смесительных устройств или предположения о том, что их число является точным.

• В качестве показателя для стали используем 7,85 г/см3. Это углеродистая сталь; Применительно к 316 он занижает вес примерно на 1,9 процента.
• Смешивание фунтов/фут3 с кг/м3. 495 против 7930 — это коэффициент шестнадцати, и чаще всего это происходит, когда весовая таблица США соответствует заказу на закупку в метрической системе.
• Использование номинальной стены. Допуск на стенку плюс-минус 10 процентов увеличивает массу гораздо больше, чем любой выбор класса в серии 300.
• Игнорирование плавучести. В рассоле с удельным весом 1,5 эффективный вес струны составляет около 81 процента от веса воздуха.
• Предполагается, что в сертификате одна плотность. Нагрев варьируется примерно на 0,02 г/см3 и зависит от допусков стенок.

Фитинги и соединители добавляют небольшую, но реальную массу в каждом соединении, и их поведение при вибрации зависит от нагрузки, которую несет вся струна, поэтому они подлежат одним и тем же расчетам.

Муфта из нержавеющей стали для трубопроводов для жидкости и газа Фитинги добавляют массовые и вибрационные нагрузки; этот наконечник с обжимным кольцом 304/316L рассчитан на давление 0–20 МПа для нефти, воды и газа и имеет плотность аустенита около 8000 кг/м³. Посмотреть продукт →

Часто задаваемые вопросы

Какая плотность нержавеющей стали в кг/м3?

У большинства аустенитных марок плотность составляет от 7900 до 8000 кг/м3 при комнатной температуре. Марку 304 обычно принимают за 7930 кг/м3, а марку 316 — за 8000 кг/м3.

Нержавеющая сталь плотнее углеродистой стали?

Немного. Углеродистая сталь составляет около 7,85 г/см3, а нержавеющая сталь 304 — 7,93 г/см3, что примерно на один процент больше, поэтому заказ на десять тонн углеродистой стали равен примерно 10,1 тонны нержавеющей стали.

Меняется ли плотность нержавеющей стали с температурой?

Да. Тепловое расширение снижает ее примерно на 3–4 процента между комнатной температурой и 700 C, поэтому для оценки нагрузки при повышенных температурах следует использовать пониженную плотность, а не каталожную величину.

Как рассчитать вес нержавеющей трубы по ее плотности?

Умножьте число «пи» на (наружный диаметр минус стенка) на плотность стенки и разделите на 1000, при этом размеры будут указаны в миллиметрах, а плотность — в г/см3. Для 304 сокращение составляет 0,02491 раз, умноженное на время стены (наружный диаметр минус стена) в килограммах на метр.

Если плотность, допуск на стену и вес на метр необходимо подтвердить по конкретной веревке, отправьте наружный диаметр, стену, уклон и общую длину вместе с запросом через страница контактов и цифры возвращаются с котировкой.