De dichtheid van roestvrij staal is niet één getal. Over de kwaliteiten die worden gebruikt voor spiraalbuizen, stuurleidingen en instrumentkabels beweegt het tussen grofweg 7,70 en 8,10 g/cm3, en die spreiding verandert pas in echte belasting als het wordt vermenigvuldigd met 5.000 meter buis op een haspel of een touw van 3.000 meter dat in een put hangt. Een dichtheidsfout van één procent op een touw van tien ton is 100 kilogram die niemand in de lasttabel heeft gezet.
Wat SS-materiaaldichtheid feitelijk meet
De SS-materiaaldichtheid is de massa roestvrij staal per volume-eenheid, en voor buiskwaliteiten voor olievelden ligt deze normaal gesproken tussen 7,70 en 8,10 g/cm3 bij kamertemperatuur.
De dichtheid van het SS-materiaal is een eigenschap van de legering, niet van de vorm: een capillair van 6 mm en een pijp van 2 inch van dezelfde kwaliteit delen dezelfde dichtheid, en alleen hun volume verschilt.
Dichtheid is massa gedeeld door volume, dus de eenheden zijn net zo belangrijk als de waarde. Een cijfer van 7,93 g/cm3 is ook 7.930 kg/m3 en 495 pond/ft3. Het soortelijk gewicht, het cijfer dat op de meeste fabriekscertificaten staat, is hetzelfde getal als de eenheden eraf zijn gehaald, omdat het watergehalte 1.000 g/cm3 bedraagt.
Eenheidsconversies voor roestvrij staal 304 met een nominale dichtheid van 7,93 g/cm3. | Eenheid | Waarde | Waar het wordt gebruikt |
| g/cm3 | 7.93 | Standaard referentiefiguur |
| kg/m3 | 7.930 | Constructie- en belastingsberekeningen |
| kg/dm3 | 7.93 | Gegevens over Europese molens |
| pond/inch3 | 0.286 | Amerikaanse buisgewichttabellen |
| lb/ft3 | 495 | Bulk- en verzendschattingen |
| Soortelijk gewicht | 7.93 | Molencertificaten, zonder eenheden |
De dichtheid alleen vertelt je niet wat een buis weegt. Gewicht is de dichtheid vermenigvuldigd met volume, dus een molen die de dichtheid op plus of min 0,02 g/cm3 houdt maar de muur acht procent zwaar maakt, vervoert nog steeds een stuk zwaarder dan in de lasttabel werd aangenomen. De twee toleranties moeten samen worden gelezen.
Roestvrij staaldichtheid per kwaliteit
Graad 304 ligt rond de 7,93 g/cm3, 316 op 8,00 g/cm3, 316L op 7,98 g/cm3, 321 op 7,90 g/cm3 en duplex 2205 op 7,80 g/cm3.
Dichtheid bij kamertemperatuur van roestvrij staal dat wordt gebruikt in buizen, stuurleidingen en kabels in olievelden. | Rang | UNS | g/cm3 | Typisch gebruik op olievelden |
| 304 | S30400 | 7.93 | Opgerolde slangen, controlelijnen, algemene slangen |
| 304L | S30403 | 7.90 | Gelaste buis met strakke koolstofcontrole |
| 316 | S31600 | 8.00 | Chloridehoudende putvloeistoffen, instrumentenslangen |
| 316L | S31603 | 7.98 | Kabelmantels, voltooiingshardware |
| 321 | S32100 | 7.90 | Dienstverlening op hoge temperatuur |
| 2205 tweezijdig | S32205 | 7.80 | Hoge sterkte stroomlijnen en controlelijnen |
| 430 ferritisch | S43000 | 7.70 | Trim- en niet-drukonderdelen |
Elke 0,10 g/cm3 dichtheidsverschil komt overeen met ongeveer 1,3 procent van het totale gewicht van dezelfde buis.
Het patroon is gemakkelijk te lezen. Nikkel bij 8,90 g/cm3 en molybdeen bij 10,2 g/cm3 verhogen de dichtheid. Daarom is 316 met 2 tot 3 procent molybdeen de dichtere van de twee werkpaardkwaliteiten. Chroom weegt 7,19 g/cm3 en het op het lichaam gecentreerde kubieke ferrietrooster trekt het naar beneden, waardoor 430 en duplex lager zitten. De 18-8-familie achter de meeste van deze klassen wordt hierin uitgepakt rangschikking en samenstellingsverdeling .
Gepubliceerde tabellen verschillen tot 0,05 g/cm3 voor dezelfde kwaliteit, omdat ze op verschillende heats zijn gemeten of anders zijn afgerond. Als de laadmarge minder dan 3 procent bedraagt, neem dan de dichtheid van het fabriekscertificaat in plaats van een cataloguspagina.
Wat verandert het nummer in gebruik
Voor belastingswerk bij kamertemperatuur is één waarde voldoende. Drie effecten beïnvloeden de dichtheid van roestvrij staal, en meestal is alleen de eerste van belang.
Temperatuur
Austenitisch roestvast staal zet uit bij verhitting, waardoor de dichtheid afneemt. De lineaire uitzetting voor 304 bedraagt ongeveer 17,3 microspanning per graad Celsius en de volumetrische verandering bedraagt ongeveer drie keer zoveel, dus tussen kamertemperatuur en 700 C daalt de dichtheid van 304 van 7,93 naar ongeveer 7,65 g/cm3.
Koud werk
Trekken en oprollen kan een beetje door spanning geïnduceerde martensiet vormen, waardoor atomen minder efficiënt worden verpakt. Koud bewerkt 304 meet gewoonlijk 7,88 tot 7,91 g/cm3, ongeveer 0,3 procent onder het gegloeide cijfer. Klein, maar het verklaart waarom twee rollen van één kwaliteit op een weegbrug kunnen verschillen.
Legering en warmte-tot-warmtevariatie
Het toevoegen van 2 procent molybdeen aan een 304-type chemie verhoogt de dichtheid met ongeveer 0,07 g/cm3, terwijl een volledig ferritische structuur deze met 0,2 g/cm3 of meer verlaagt. De variatie tussen heats binnen één klasse blijft normaal gesproken binnen 0,02 g/cm3.
Werkregel: behandel roestvrij staal uit de 300-serie als 7,93 g/cm3, tenzij de belastingsmarge minder dan 3 procent bedraagt, en gebruik dan de gecertificeerde waarde voor de hitte.
Van dichtheid tot gewicht per meter buis
Het gewicht per meter van een ronde roestvrijstalen buis is pi vermenigvuldigd met (OD minus wand) vermenigvuldigd met wand vermenigvuldigd met dichtheid, gedeeld door 1000, met buitendiameter en wand in millimeters en dichtheid in g/cm3.
W (kg/m) = 3,1416 x (OD - t) x t x dichtheid / 1000
Snelkoppelingsfactoren: 0,02491 voor 304, 0,02513 voor 316, 0,02450 voor duplex 2205
Door pi maal de dichtheid door 1000 te delen, wordt de formule samengevouwen tot één factor per kwaliteit. Daarom worden de buisgewichtstabellen per kwaliteit afgedrukt in plaats van per legeringsfamilie.
Een buis van 1,5 inch met een buitendiameter van 38,1 mm en een wand van 0,095 inch van 2,41 mm in kwaliteit 316 geeft 0,02513 maal 2,41 maal 35,69, of 2,16 kg/m. Dezelfde buis in 304 heeft een druk van 2,14 kg/m. Twintig gram per meter is lawaai; over een haspel van 5.000 meter is dat ongeveer 100 kilogram.
- Bevestig de buitendiameter en de muur op basis van het molencertificaat, niet op basis van de nominale tekening.
- Bereken de doorsnede: oppervlakte is gelijk aan 3,1416 maal (OD minus muur) maal muur.
- Vermenigvuldig met de dichtheid van het niveau om de massa per meter te krijgen.
- Vermenigvuldig dit met de totale lengte en voeg vervolgens de fittingen, kabel- en haspelbeslag toe voor de werkelijke belasting.
7.93 g/cm3 dichtheid, klasse 304
0.02491 gewichtsfactor, 304 buis
2.16 kg/m, 1,5 inch x 0,095 inch, 316
10,8 ton 5.000 m van die buis
Waarom het aantal belangrijk is, zowel in het boorgat als op de haspel
De dichtheid speelt een rol bij de belastingkant van elke beslissing over buizen: het gewicht van de snaar, de capaciteit van de haspel, het vermogen van de lier en de transportlimieten.
316 roestvrij 8.00
304 roestvrij 7.93
Koolstofstaal 7.85
Dubbelzijdig 2205 7.80
Titaan 4.51
Aluminium 2.70
Er volgen drie cijfers voor een typische klus van 3.000 meter.
- In de lucht weegt 3.000 m 316-buis van 1,5 inch bij 0,095 inch ongeveer 6,5 ton.
- In pekel met een soortelijk gewicht van 1,5 is de drijfvermogenfactor 1 min 1,5 gedeeld door 7,93, of 0,81, dus het ondergedompelde gewicht is ongeveer 5,3 ton.
- Dezelfde buis op een haspel van 5.000 m weegt 10,8 ton voordat de haspel, de kabel en de hulpstukken worden meegeteld.
Doorlopende olieleiding van roestvrij staal voor putonderzoek en boren Doorlopende buizen in de kwaliteiten 316L, 316, 304, Incoloy en duplex zijn geschikt voor werkzaamheden, houtkap en boren, inclusief typische klussen van 3.000 meter. Bekijk Product → Dichtheid verandert het gewicht, niet de kracht. De druk op barsten en bezwijken wordt veroorzaakt door wanddikte, vloeigrens en ovaliteit, dus het wisselen van kwaliteit kost ongeveer één procent, terwijl het trimmen van muren tien procent kost en de drukwaarde kost.
Een stuurlijn van een kwart inch met een wand van 0,035 inch in een 316 weegt ongeveer 0,12 kg/m, dus 8.000 meter op een spoel komt neer op iets minder dan een ton, licht genoeg om vanaf een kleine reparatieinstallatie te rennen.
Roestvrijstalen hydraulische besturingspijpleiding en capillaire buizen De 316-controlelijn van een kwart inch weegt ongeveer 0,12 kg/m; controleer het materiaal en de dichtheid van de unit zorgvuldig voor drukbewaking, chemicaliëninjectie en klepbediening. Bekijk Product → Austenitische 300-serie
- Dichtheid 7,90 tot 8,00 g/cm3
- Gegloeid rendement 205 tot 310 MPa
- Beste buigbaarheid voor opgerolde buizen
- Niet-magnetisch wanneer volledig uitgegloeid
Dubbelzijdig 2205
- Dichtheid 7,80 g/cm3, ongeveer 1,5 procent lichter
- Opbrengst 450 tot 550 MPa
- Hogere sterkte maakt een dunnere wand mogelijk
- Strakker lassen en ferrietcontrole nodig
Vijf dichtheidsfouten die echte specificaties bereiken
De meeste dichtheidsfouten in slangspecificaties worden veroorzaakt door het mengen van materialen, het mengen van eenheden, of door aan te nemen dat het getal exact is.
- Gebruik 7,85 g/cm3 als getal voor staal. Dat is koolstofstaal; toegepast op 316 onderschat het het gewicht met ongeveer 1,9 procent.
- lb/ft3 mengen met kg/m3. 495 tegen 7.930 is een factor zestien, en dit gebeurt het vaakst wanneer een Amerikaanse gewichtentabel voldoet aan een metrische inkooporder.
- Met behulp van nominale muur. Een wandtolerantie van plus of min 10 procent verplaatst de massa veel meer dan welke soort dan ook binnen de 300-serie.
- Het negeren van drijfvermogen. In pekel met een soortelijk gewicht van 1,5 bedraagt het effectieve stringgewicht ongeveer 81 procent van het luchtgewicht.
- Uitgaande van één dichtheid over een certificaat. De warmte varieert met ongeveer 0,02 g/cm3, en het mengt zich met wandtolerantie.
Zet dichtheid en wandtolerantie op dezelfde inkooporderregel. Een gewichtscijfer zonder tolerantieband is geen specificatie.
Fittingen en connectoren voegen een kleine maar echte massa toe aan elk gewricht, en hun gedrag onder trilling is afhankelijk van de belasting die de hele snaar draagt, zodat ze in dezelfde berekening thuishoren.
Roestvrijstalen ferruleverbinding voor vloeistof- en gasleidingen Fittingen voegen massa- en trillingsbelastingen toe; deze 304/316L ferrule-terminal heeft een nominaal vermogen van 0–20 MPa voor olie, water en gas, met een austenitische dichtheid van bijna 8.000 kg/m³. Bekijk Product → Veelgestelde vragen
Wat is de dichtheid van roestvrij staal in kg/m3?
De meeste austenitische kwaliteiten liggen tussen 7.900 en 8.000 kg/m3 bij kamertemperatuur. Meestal wordt voor klasse 304 7.930 kg/m3 genomen en voor klasse 316 8.000 kg/m3.
Is roestvrij staal dichter dan koolstofstaal?
Lichtelijk. Koolstofstaal weegt ongeveer 7,85 g/cm3 en roestvrij staal 304 is 7,93 g/cm3, ongeveer één procent meer, dus een bestelling van tien ton koolstofstaal wordt ongeveer 10,1 ton roestvrij staal.
Verandert de dichtheid van roestvrij staal met de temperatuur?
Ja. Door thermische uitzetting wordt deze met grofweg 3 tot 4 procent verlaagd tussen kamertemperatuur en 700 C, dus schattingen van verhoogde temperatuurbelasting moeten een lagere dichtheid gebruiken in plaats van het cataloguscijfer.
Hoe bereken ik het gewicht van een roestvrijstalen buis op basis van de dichtheid?
Vermenigvuldig pi met (OD minus muur) per muur op dichtheid en deel door 1000, met afmetingen in millimeters en dichtheid in g/cm3. Voor 304 is de kortere weg 0,02491 maal wandtijden (OD minus wand) in kilogram per meter.
Als twee leveranciers dezelfde buis met verschillende gewichten per meter opgeven, is de dichtheid zelden de reden. Vraag eerst naar de muurtolerantie.
Gepubliceerde dichtheidstabellen zijn een uitgangspunt. De gecertificeerde waarde voor de warmte, samen met de meegeleverde muurtolerantie, is wat hoort bij een belastingsberekening.
Als dichtheid, wandtolerantie en gewicht per meter moeten worden bevestigd aan de hand van een specifieke string, stuur dan de buitendiameter, wand, graad en totale lengte samen met de aanvraag via de contactpagina en de cijfers komen terug met het citaat.
Neem contact met ons op