Mật độ thép không gỉ không phải là một con số. Trên các cấp độ được sử dụng cho ống cuộn, dây điều khiển và cáp thiết bị, nó di chuyển trong khoảng từ 7,70 đến 8,10 g/cm3, và mức chênh lệch đó chỉ chuyển thành tải trọng thực khi nó được nhân với 5.000 mét ống trên một cuộn hoặc một sợi dây dài 3.000 mét treo trong giếng. Sai số mật độ một phần trăm trên sợi dây 10 tấn là 100 kg mà không ai đưa vào biểu đồ tải trọng.
Mật độ vật liệu SS thực sự đo lường điều gì
Mật độ vật liệu SS là khối lượng thép không gỉ trên một đơn vị thể tích và đối với các loại ống dẫn dầu, nó thường được trích dẫn trong khoảng từ 7,70 đến 8,10 g/cm3 ở nhiệt độ phòng.
Mật độ vật liệu SS là một đặc tính của hợp kim, không phải là hình dạng: mao quản 6 mm và ống 2 inch cùng loại có chung một mật độ và chỉ có thể tích của chúng khác nhau.
Mật độ là khối lượng chia cho thể tích, vì vậy đơn vị quan trọng bằng giá trị. Loại được báo giá ở mức 7,93 g/cm3 cũng là 7.930 kg/m3 và 495 lb/ft3. Trọng lượng riêng, con số được in trên hầu hết các giấy chứng nhận của nhà máy, là cùng một con số khi loại bỏ đơn vị vì nước nằm ở mức 1.000 g/cm3.
Chuyển đổi đơn vị cho thép không gỉ loại 304 ở mật độ danh nghĩa là 7,93 g/cm3. | Đơn vị | Giá trị | Nó được sử dụng ở đâu |
| g/cm3 | 7.93 | Hình tham khảo tiêu chuẩn |
| kg/m3 | 7.930 | Tính toán kết cấu và tải trọng |
| kg/dm3 | 7.93 | Dữ liệu nhà máy châu Âu |
| lb/in3 | 0.286 | Bảng trọng lượng ống của Mỹ |
| lb/ft3 | 495 | Ước tính số lượng lớn và vận chuyển |
| Trọng lượng riêng | 7.93 | Giấy chứng nhận nhà máy, không có đơn vị |
Chỉ riêng mật độ sẽ không cho bạn biết ống nặng bao nhiêu. Trọng lượng là mật độ nhân với thể tích, do đó, một máy nghiền có mật độ cộng hoặc trừ 0,02 g/cm3 nhưng thành chạy nặng 8% vẫn vận chuyển một sợi dây nặng hơn biểu đồ tải trọng giả định. Hai dung sai phải được đọc cùng nhau.
Mật độ thép không gỉ theo cấp
Lớp 304 nằm ở mức gần 7,93 g/cm3, 316 ở mức 8,00 g/cm3, 316L ở mức 7,98 g/cm3, 321 ở mức 7,90 g/cm3 và duplex 2205 ở mức 7,80 g/cm3.
Mật độ nhiệt độ phòng của các loại không gỉ được sử dụng trong ống mỏ dầu, đường dây điều khiển và cáp. | lớp | UNS | g/cm3 | Sử dụng mỏ dầu điển hình |
| 304 | S30400 | 7.93 | Ống cuộn, đường điều khiển, ống thông thường |
| 304L | S30403 | 7.90 | Ống hàn có kiểm soát carbon chặt chẽ |
| 316 | S31600 | 8.00 | Chất lỏng giếng chứa clorua, ống dụng cụ |
| 316L | S31603 | 7.98 | Vỏ cáp, phần cứng hoàn thiện |
| 321 | S32100 | 7.90 | Dịch vụ nhiệt độ cao |
| 2205 song công | S32205 | 7.80 | Đường dòng và đường điều khiển cường độ cao |
| 430 ferrit | S43000 | 7.70 | Các bộ phận cắt và không chịu áp lực |
Mỗi 0,10 g/cm3 chênh lệch mật độ tương đương khoảng 1,3% tổng trọng lượng của cùng một ống.
Mẫu này rất dễ đọc. Niken ở mức 8,90 g/cm3 và molypden ở mức 10,2 g/cm3 kéo mật độ lên cao, đó là lý do tại sao 316 với 2 đến 3% molypden là loại đặc hơn trong hai loại đặc tính này. Crom ở mức 7,19 g/cm3 và mạng ferit lập phương tập trung vào vật thể kéo nó xuống, đó là lý do tại sao 430 và song công lại thấp hơn. Gia đình 18-8 đứng sau hầu hết các lớp này đã được giải mã trong này phân tích cấp lớp và thành phần .
Các bảng đã xuất bản không đồng ý tới 0,05 g/cm3 cho cùng một loại vì chúng được đo ở các nhiệt độ khác nhau hoặc được làm tròn khác nhau. Khi biên độ tải dưới 3 phần trăm, hãy lấy mật độ từ giấy chứng nhận của nhà máy thay vì trang danh mục.
Điều gì thay đổi số trong dịch vụ
Đối với công việc tải ở nhiệt độ phòng, một giá trị là đủ. Ba tác động làm thay đổi mật độ thép không gỉ và chỉ tác động đầu tiên trong số đó thường quan trọng.
Nhiệt độ
Thép không gỉ Austenitic nở ra khi nóng lên, do đó mật độ giảm xuống. Độ giãn nở tuyến tính của 304 là khoảng 17,3 microstrain trên mỗi độ C và sự thay đổi thể tích diễn ra khoảng ba lần như vậy, do đó, giữa nhiệt độ phòng và 700 C, mật độ của 304 giảm từ 7,93 xuống khoảng 7,65 g/cm3.
Công việc nguội
Kéo và cuộn có thể tạo thành một chút martensite gây ra sức căng, giúp đóng gói các nguyên tử kém hiệu quả hơn. 304 gia công nguội thường có khối lượng từ 7,88 đến 7,91 g/cm3, thấp hơn khoảng 0,3% so với con số được ủ. Nhỏ nhưng nó giải thích tại sao hai cuộn dây cùng cấp có thể khác nhau trên một cầu cân.
Hợp kim và biến đổi nhiệt thành nhiệt
Thêm 2% molypden vào hóa chất loại 304 sẽ làm tăng mật độ khoảng 0,07 g/cm3, trong khi cấu trúc hoàn toàn ferritic giảm mật độ xuống 0,2 g/cm3 hoặc hơn. Sự chênh lệch giữa các lần gia nhiệt trong cùng một lớp thường nằm trong khoảng 0,02 g/cm3.
Quy tắc làm việc: xử lý thép không gỉ dòng 300 ở mức 7,93 g/cm3 trừ khi biên độ tải dưới 3%, sau đó sử dụng giá trị được chứng nhận cho nhiệt lượng.
Từ mật độ đến trọng lượng trên mét ống
Trọng lượng trên mét của ống tròn không gỉ bằng pi nhân (OD trừ tường) nhân tường nhân mật độ, chia cho 1000, với OD và tường tính bằng milimét và mật độ tính bằng g/cm3.
W (kg/m) = 3,1416 x (OD - t) x t x mật độ / 1000
Hệ số tắt: 0,02491 cho 304, 0,02513 cho 316, 0,02450 cho song công 2205
Chia pi lần mật độ cho 1000 sẽ thu gọn công thức thành một hệ số duy nhất cho mỗi loại, đó là lý do tại sao bảng trọng lượng ống được in theo loại thay vì theo họ hợp kim.
Một ống 1,5 inch OD 38,1 mm với thành 0,095 inch 2,41 mm ở cấp 316 cho 0,02513 lần 2,41 lần 35,69, hoặc 2,16 kg/m. Cùng một ống trong 304 chạy 2,14 kg/m. Hai mươi gam trên mét là tiếng ồn; trên một cuộn dây dài 5.000 mét, nó nặng khoảng 100 kg.
- Xác nhận OD và tường từ giấy chứng nhận của nhà máy, không phải từ bản vẽ danh nghĩa.
- Tính mặt cắt ngang: diện tích bằng 3,1416 lần (OD trừ tường) nhân tường.
- Nhân với mật độ lớp để có khối lượng trên mét.
- Nhân với tổng chiều dài, sau đó thêm các phụ kiện, phần cứng cáp và cuộn cho tải thực.
7.93 mật độ g/cm3, loại 304
0.02491 hệ số trọng lượng, ống 304
2.16 kg/m, 1,5 inch x 0,095 inch, 316
10,8 tấn 5.000 m ống đó
Tại sao số lượng lại quan trọng ở Downhole và trên guồng
Mật độ cung cấp phía tải của mọi quyết định về ống: trọng lượng dây, công suất cuộn, định mức tời và giới hạn vận chuyển.
316 không gỉ 8.00
304 không gỉ 7.93
Thép cacbon 7.85
Song công 2205 7.80
Titan 4.51
Nhôm 2.70
Ba con số theo sau cho một công việc 3.000 mét điển hình.
- Trong không khí, 3.000 m ống 1,5 inch x 0,095 inch 316 nặng khoảng 6,5 tấn.
- Trong nước muối có trọng lượng riêng 1,5, hệ số nổi là 1 trừ 1,5 chia cho 7,93 hoặc 0,81, do đó trọng lượng ngập nước là khoảng 5,3 tấn.
- Cùng một ống trên cuộn 5.000 m là 10,8 tấn trước cuộn, cáp và các phụ kiện được tính.
Ống dầu liên tục bằng thép không gỉ để gia công và khoan giếng Ống liên tục ở các loại 316L, 316, 304, Incoloy và song công phù hợp với công việc gia công, khai thác gỗ và khoan, bao gồm các công việc điển hình ở độ cao 3.000 mét. Xem sản phẩm → Mật độ thay đổi trọng lượng, không phải sức mạnh. Áp lực nổ và sập đến từ độ dày của tường, cường độ chảy và độ ôvan, do đó việc chuyển đổi cấp độ mua được khoảng 1% trong khi việc cắt tỉa tường mua được 10% và chi phí định mức áp suất.
Một dây điều khiển 1/4 inch với thành 0,035 inch ở 316 nặng khoảng 0,12 kg/m, do đó, 8.000 mét trên một ống cuộn chỉ nặng dưới một tấn, đủ nhẹ để chạy từ một giàn khoan nhỏ.
Đường ống điều khiển thủy lực bằng thép không gỉ và ống mao dẫn Dây điều khiển 316 inch nặng khoảng 0,12 kg/m; kiểm tra cẩn thận mật độ vật liệu và đơn vị để theo dõi áp suất, phun hóa chất và kiểm soát van. Xem sản phẩm → Dòng Austenitic 300
- Mật độ 7,90 đến 8,00 g/cm3
- Sản lượng ủ 205 đến 310 MPa
- Khả năng uốn cong tốt nhất cho ống cuộn
- Không có từ tính khi ủ hoàn toàn
Song công 2205
- Mật độ 7,80 g/cm3, nhẹ hơn khoảng 1,5 phần trăm
- Năng suất 450 đến 550 MPa
- Cường độ cao hơn cho phép tường mỏng hơn
- Cần kiểm soát hàn và ferrite chặt chẽ hơn
Năm sai lầm về mật độ đạt đến thông số kỹ thuật thực tế
Hầu hết các lỗi mật độ trong thông số kỹ thuật của ống đều đến từ việc trộn vật liệu, đơn vị trộn hoặc giả định số lượng là chính xác.
- Lấy 7,85 g/cm3 làm chỉ số cho thép. Đó là thép cacbon; áp dụng cho 316 nó giảm trọng lượng khoảng 1,9%.
- Trộn lb/ft3 với kg/m3. 495 so với 7.930 là hệ số mười sáu và nó xảy ra thường xuyên nhất khi bảng cân của Hoa Kỳ đáp ứng đơn đặt hàng theo hệ mét.
- Sử dụng tường danh nghĩa. Dung sai thành cộng hoặc trừ 10 phần trăm sẽ di chuyển khối lượng nhiều hơn bất kỳ lựa chọn cấp nào trong dòng 300.
- Bỏ qua sức nổi. Trong nước muối có trọng lượng riêng 1,5, trọng lượng hiệu dụng của dây bằng khoảng 81% trọng lượng không khí của nó.
- Giả sử một mật độ trên một chứng chỉ. Nhiệt lượng thay đổi khoảng 0,02 g/cm3 và nó kết hợp với khả năng chịu đựng của tường.
Đặt mật độ và dung sai của tường trên cùng một dòng đơn đặt hàng. Số liệu về trọng lượng không có dải dung sai không phải là thông số kỹ thuật.
Các khớp nối và đầu nối tạo thêm một khối lượng nhỏ nhưng thực tế ở mỗi khớp nối và hoạt động của chúng dưới tác động của rung động sẽ tỷ lệ thuận với tải trọng mà toàn bộ dây mang, vì vậy chúng thuộc cùng một phép tính.
Khớp nối thép không gỉ cho đường ống dẫn chất lỏng và khí đốt Các phụ kiện tăng thêm khối lượng và tải rung; thiết bị đầu cuối ferrule 304/316L này được định mức 0–20 MPa đối với dầu, nước và khí đốt, với mật độ austenit gần 8.000 kg/m³. Xem sản phẩm → Câu hỏi thường gặp
Mật độ của thép không gỉ tính bằng kg/m3 là bao nhiêu?
Hầu hết các loại austenit rơi vào khoảng 7.900 đến 8.000 kg/m3 ở nhiệt độ phòng. Lớp 304 thường được lấy là 7.930 kg/m3 và lớp 316 là 8.000 kg/m3.
Thép không gỉ có đặc hơn thép carbon không?
Nhẹ nhàng. Thép carbon là khoảng 7,85 g/cm3 và thép không gỉ 304 là 7,93 g/cm3, cao hơn khoảng một phần trăm, do đó, đơn hàng thép carbon 10 tấn sẽ trở thành khoảng 10,1 tấn thép không gỉ.
Mật độ thép không gỉ có thay đổi theo nhiệt độ không?
Đúng. Sự giãn nở nhiệt làm giảm khoảng 3 đến 4 phần trăm giữa nhiệt độ phòng và 700 C, do đó, ước tính tải nhiệt độ cao nên sử dụng mật độ giảm thay vì số liệu trong danh mục.
Làm cách nào để tính trọng lượng của ống không gỉ từ mật độ của nó?
Nhân pi với (OD trừ tường) với tường theo mật độ rồi chia cho 1000, với kích thước tính bằng milimét và mật độ tính bằng g/cm3. Đối với 304, phím tắt là 0,02491 lần thời gian tường (OD trừ tường) tính bằng kilôgam trên mét.
Nếu hai nhà cung cấp báo giá cùng một ống với trọng lượng mỗi mét khác nhau thì mật độ hiếm khi là lý do. Yêu cầu dung sai của tường trước.
Bảng mật độ được công bố là điểm khởi đầu. Giá trị được chứng nhận về nhiệt, cùng với dung sai của tường đi kèm với nó, là những gì thuộc về tính toán tải trọng.
Nếu mật độ, dung sai thành và trọng lượng trên mét cần được xác nhận dựa trên một chuỗi cụ thể, hãy gửi OD, tường, cấp và tổng chiều dài cùng với yêu cầu thông qua trang liên hệ và các số liệu sẽ xuất hiện cùng với báo giá.
Liên hệ với chúng tôi