La densità dell'acciaio inossidabile non è un numero. Tra i gradi utilizzati per tubi a spirale, linee di controllo e cavi per strumenti, il peso oscilla tra circa 7,70 e 8,10 g/cm3 e tale distribuzione si trasforma in carico reale solo quando viene moltiplicata per 5.000 metri di tubo su una bobina o per una corda di 3.000 metri appesa in un pozzo. Un errore di densità dell'1% su una corda da dieci tonnellate equivale a 100 chilogrammi che nessuno ha inserito nel diagramma di carico.
Cosa misura effettivamente la densità del materiale SS
La densità del materiale SS è la massa dell'acciaio inossidabile per unità di volume e per i tipi di tubi per giacimenti petroliferi è normalmente compresa tra 7,70 e 8,10 g/cm3 a temperatura ambiente.
La densità del materiale SS è una proprietà della lega, non della forma: un capillare da 6 mm e un tubo da 2 pollici dello stesso grado condividono la stessa densità e differisce solo il loro volume.
La densità è la massa divisa per il volume, quindi le unità contano tanto quanto il valore. Una qualità indicata a 7,93 g/cm3 equivale anche a 7.930 kg/m3 e 495 libbre/piedi3. Il peso specifico, il valore stampato sulla maggior parte dei certificati di produzione, è lo stesso numero con le unità rimosse, poiché l'acqua si trova a 1.000 g/cm3.
Conversioni di unità per acciaio inossidabile di grado 304 con una densità nominale di 7,93 g/cm3. | Unità | Valore | Dove viene utilizzato |
| g/cm3 | 7.93 | Figura di riferimento standard |
| kg/m3 | 7.930 | Calcoli strutturali e di carico |
| kg/dm3 | 7.93 | Dati sui mulini europei |
| libbre/pollici3 | 0.286 | Tabelle del peso dei tubi statunitensi |
| lb/ft3 | 495 | Stime di quantità e spedizione |
| Gravità specifica | 7.93 | Certificati di mulino, senza unità |
La sola densità non ti dirà quanto pesa un tubo. Il peso è la densità moltiplicata per il volume, quindi un mulino che mantiene la densità a più o meno 0,02 g/cm3 ma ha una parete pesante dell'8% spedisce comunque una corda più pesante di quanto ipotizzato nel diagramma di carico. Le due tolleranze devono essere lette insieme.
Densità dell'acciaio inossidabile per grado
Il grado 304 si avvicina a 7,93 g/cm3, 316 a 8,00 g/cm3, 316L a 7,98 g/cm3, 321 a 7,90 g/cm3 e duplex 2205 a 7,80 g/cm3.
Densità a temperatura ambiente dei gradi di acciaio inossidabile utilizzati nelle tubazioni, nelle linee di controllo e nei cavi dei giacimenti petroliferi. | Grado | UNS | g/cm3 | Tipico utilizzo in giacimenti petroliferi |
| 304 | S30400 | 7.93 | Tubi a spirale, linee di controllo, tubi generali |
| 304L | S30403 | 7.90 | Tubo saldato con stretto controllo del carbonio |
| 316 | S31600 | 8.00 | Fluidi di pozzi contenenti cloruro, tubi di strumenti |
| 316L | S31603 | 7.98 | Guaine cavi, hardware di completamento |
| 321 | S32100 | 7.90 | Servizio ad alta temperatura |
| 2205 duplex | S32205 | 7.80 | Linee di flusso e linee di controllo ad alta resistenza |
| 430 ferritico | S43000 | 7.70 | Parti rifinite e non sotto pressione |
Ogni 0,10 g/cm3 di differenza di densità equivale a circa l'1,3% del peso totale dello stesso tubo.
Il modello è facile da leggere. Il nichel a 8,90 g/cm3 e il molibdeno a 10,2 g/cm3 aumentano la densità, motivo per cui il 316 con il 2-3% di molibdeno è il più denso dei due gradi di forza. Il cromo a 7,19 g/cm3 e il reticolo di ferrite cubica centrato sul corpo lo abbassano, motivo per cui 430 e duplex si trovano più in basso. La famiglia 18-8 dietro la maggior parte di questi voti non è imballata in questo classificazione e ripartizione della composizione .
Le tabelle pubblicate differiscono fino a 0,05 g/cm3 per la stessa qualità, perché sono state misurate su colate diverse o arrotondate in modo diverso. Se il margine di carico è inferiore al 3%, prendere la densità dal certificato della fabbrica anziché dalla pagina del catalogo.
Cosa cambia il numero in servizio
Per il funzionamento con carico a temperatura ambiente è sufficiente un valore. Tre effetti muovono la densità dell’acciaio inossidabile e di solito solo il primo conta.
Temperatura
L'acciaio inossidabile austenitico si espande man mano che si riscalda, quindi la densità diminuisce. L'espansione lineare per 304 è di circa 17,3 microdeformazione per grado Celsius e la variazione volumetrica è circa tre volte superiore, quindi tra la temperatura ambiente e 700 C la densità di 304 scende da 7,93 a circa 7,65 g/cm3.
Lavoro a freddo
La trafilatura e l'avvolgimento possono formare una piccola martensite indotta dalla deformazione, che impacchetta gli atomi in modo meno efficiente. Il 304 lavorato a freddo misura comunemente da 7,88 a 7,91 g/cm3, circa lo 0,3% in meno rispetto al valore ricotto. Piccolo, ma spiega perché due bobine di un grado possono differire su una pesa a ponte.
Lega e variazione calore-calore
L'aggiunta del 2% di molibdeno a un composto chimico di tipo 304 aumenta la densità di circa 0,07 g/cm3, mentre una struttura completamente ferritica la riduce di 0,2 g/cm3 o più. La variazione tra i colati all'interno di un singolo grado normalmente rimane entro 0,02 g/cm3.
Regola operativa: trattare l'acciaio inossidabile della serie 300 come 7,93 g/cm3 a meno che il margine di carico non sia inferiore al 3%, quindi utilizzare il valore certificato per il calore.
Dalla densità al peso per metro di tubo
Il peso per metro di un tubo inossidabile rotondo è pi greco moltiplicato per (OD meno parete) moltiplicato per parete moltiplicato per densità, diviso per 1000, con diametro esterno e parete in millimetri e densità in g/cm3.
W (kg/m) = 3,1416 x (OD - t) x t x densità / 1000
Fattori di scelta rapida: 0,02491 per 304, 0,02513 per 316, 0,02450 per duplex 2205
Dividendo pi greco per la densità per 1000 si riduce la formula in un singolo fattore per grado, motivo per cui le tabelle del peso dei tubi vengono stampate per grado anziché per famiglia di leghe.
Un tubo da 1,5 pollici con diametro esterno di 38,1 mm con una parete da 0,095 pollici di 2,41 mm di grado 316 fornisce 0,02513 volte 2,41 volte 35,69, ovvero 2,16 kg/m. Lo stesso tubo nel 304 scorre 2,14 kg/m. Venti grammi al metro sono rumore; su una bobina di 5.000 metri si tratta di circa 100 chilogrammi.
- Confermare il diametro esterno e la parete dal certificato della fabbrica, non dal disegno nominale.
- Calcola la sezione trasversale: l'area è pari a 3,1416 volte (OD meno muro) per muro.
- Moltiplicare per la densità della qualità per ottenere la massa per metro.
- Moltiplicare per la lunghezza totale, quindi aggiungere raccordi, cavo e hardware della bobina per il carico reale.
7.93 Densità g/cm3, grado 304
0.02491 fattore di peso, tubo 304
2.16 kg/m, 1,5 x 0,095 pollici, 316
10,8 t 5.000 m di quel tubo
Perché il numero è importante nel pozzo e sulla bobina
La densità determina il lato di carico di ogni decisione relativa ai tubi: peso della corda, capacità della bobina, potenza del verricello e limiti di trasporto.
316 inossidabile 8.00
304 inossidabile 7.93
Acciaio al carbonio 7.85
Duplex 2205 7.80
Titanio 4.51
Alluminio 2.70
Seguono tre numeri per un tipico lavoro di 3.000 metri.
- Nell'aria, 3.000 m di tubo 316 da 1,5 pollici per 0,095 pollici pesano circa 6,5 tonnellate.
- In una salamoia con peso specifico 1,5 il fattore di galleggiabilità è 1 meno 1,5 diviso per 7,93, o 0,81, quindi il peso sommerso è di circa 5,3 tonnellate.
- Lo stesso tubo su una bobina da 5.000 m pesa 10,8 tonnellate prima del conteggio della bobina, del cavo e dei raccordi.
Tubo continuo per olio in acciaio inossidabile per lavori di pozzo e perforazione I tubi continui nelle qualità 316L, 316, 304, Incoloy e duplex si adattano bene alle lavorazioni, al disboscamento e alla perforazione, compresi i tipici lavori di 3.000 metri. Visualizza il prodotto → La densità cambia il peso, non la forza. La pressione di scoppio e collasso deriva dallo spessore della parete, dal carico di snervamento e dall'ovalizzazione, quindi il cambio di qualità costa circa l'1% mentre il taglio della parete costa il 10% e costa la valutazione della pressione.
Un filo di controllo da un quarto di pollice con una parete da 0,035 pollici nel 316 pesa circa 0,12 kg/m, quindi 8.000 metri su una bobina equivalgono a poco meno di una tonnellata, abbastanza leggero da poter essere eseguito da un piccolo impianto di lavoro.
Conduttura di controllo idraulico e tubazione capillare in acciaio inossidabile Il cavo di controllo 316 da un quarto di pollice pesa circa 0,12 kg/m; controllare attentamente la densità del materiale e dell'unità per il monitoraggio della pressione, l'iniezione di prodotti chimici e il controllo della valvola. Visualizza il prodotto → Austenitico serie 300
- Densità da 7,90 a 8,00 g/cm3
- Resa ricotta da 205 a 310 MPa
- Migliore piegabilità per tubi a spirale
- Non magnetico quando completamente ricotto
Duplex 2205
- Densità 7,80 g/cm3, circa 1,5% più leggero
- Resa da 450 a 550 MPa
- Una maggiore resistenza consente pareti più sottili
- Sono necessari controlli più severi della saldatura e della ferrite
Cinque errori di densità che raggiungono le specifiche reali
La maggior parte degli errori di densità nelle specifiche dei tubi derivano dalla miscelazione di materiali, unità di miscelazione o dal presupposto che il numero sia esatto.
- Utilizzando 7,85 g/cm3 come valore per l'acciaio. Questo è acciaio al carbonio; applicato al 316 sottostima il peso di circa l'1,9%.
- Miscelazione lb/ft3 con kg/m3. 495 contro 7.930 è un fattore di sedici, e accade più spesso quando una tabella di pesi statunitense soddisfa un ordine di acquisto metrico.
- Utilizzando il muro nominale. Una tolleranza della parete di più o meno 10% sposta la massa molto più di qualsiasi scelta di qualità all'interno della serie 300.
- Ignorando la galleggiabilità. Nella salamoia con peso specifico 1,5, il peso effettivo della corda è circa l'81% del peso dell'aria.
- Supponendo una densità in un certificato. Il calore varia di circa 0,02 g/cm3 e si combina con la tolleranza alla parete.
Inserire la densità e la tolleranza della parete nella stessa riga dell'ordine di acquisto. Un peso senza fascia di tolleranza non costituisce una specifica.
Raccordi e connettori aggiungono una massa piccola ma reale ad ogni giunzione, e il loro comportamento sotto vibrazione è proporzionale al carico sopportato dall'intera corda, quindi appartengono allo stesso calcolo.
Giunto con ghiera in acciaio inossidabile per tubazioni di fluidi e gas I raccordi aggiungono carichi di massa e vibrazioni; questo terminale con puntale in 304/316L è classificato 0–20 MPa per petrolio, acqua e gas, con densità austenitica vicina a 8.000 kg/m³. Visualizza il prodotto → Domande frequenti
Qual è la densità dell'acciaio inossidabile in kg/m3?
La maggior parte dei gradi austenitici sono compresi tra 7.900 e 8.000 kg/m3 a temperatura ambiente. Il grado 304 viene solitamente considerato 7.930 kg/m3 e il grado 316 come 8.000 kg/m3.
L'acciaio inossidabile è più denso dell'acciaio al carbonio?
Leggermente. L'acciaio al carbonio ha un peso di circa 7,85 g/cm3 e l'acciaio inossidabile 304 è di 7,93 g/cm3, circa l'1% in più, quindi un ordine di dieci tonnellate di acciaio al carbonio diventa circa 10,1 tonnellate di acciaio inossidabile.
La densità dell'acciaio inossidabile cambia con la temperatura?
SÌ. L'espansione termica lo abbassa di circa il 3-4% tra la temperatura ambiente e 700 C, quindi le stime del carico di temperatura elevata dovrebbero utilizzare una densità ridotta anziché la cifra di catalogo.
Come calcolo il peso di un tubo inossidabile dalla sua densità?
Moltiplicare pi greco per (OD meno muro) per muro per densità e dividere per 1000, con dimensioni in millimetri e densità in g/cm3. Per 304 la scorciatoia è 0,02491 volte wall times (OD meno wall) in chilogrammi per metro.
Se due fornitori citano lo stesso tubo con pesi al metro diversi, raramente la ragione è la densità. Chiedere prima la tolleranza del muro.
Le tabelle di densità pubblicate rappresentano un punto di partenza. Il valore certificato per il calore, insieme alla tolleranza della parete che lo accompagna, è ciò che rientra nel calcolo del carico.
Se è necessario confermare la densità, la tolleranza della parete e il peso per metro rispetto a una stringa specifica, inviare il diametro esterno, la parete, il grado e la lunghezza totale insieme alla richiesta tramite il pagina dei contatti e le cifre tornano con la citazione.
Contattaci