ステンレス鋼の密度は単一の数値ではありません。コイル状チューブ、制御ライン、計器ケーブルに使用されるグレード全体で、この荷重はおよそ 7.70 ～ 8.10 g/cm3 の間で変動し、その広がりは、リールに巻かれた 5,000 メートルのチューブまたは井戸に吊り下げられた 3,000 メートルの紐を掛け合わせた場合にのみ実際の荷重となります。 10 トンのストリングの 1 パーセントの密度誤差は 100 キログラムに相当し、誰も荷重表に記載しませんでした。
SS 材料の密度が実際に測定するもの
SS 材料の密度は、単位体積あたりのステンレス鋼の質量であり、油田管グレードの場合、通常、室温で 7.70 ～ 8.10 g/cm3 と見積もられます。
SS 材料の密度は形状ではなく合金の特性です。同じグレードの 6 mm キャピラリーと 2 インチ パイプは 1 つの密度を共有し、その体積のみが異なります。
密度は質量を体積で割ったものであるため、単位は値と同じくらい重要です。 7.93 g/cm3 で見積もられたグレードは、7,930 kg/m3 および 495 ポンド/フィート3 でもあります。水は 1.000 g/cm3 であるため、ほとんどの工場証明書に印刷されている比重は、単位を取り除いた数値と同じです。
公称密度 7.93 g/cm3 のグレード 304 ステンレス鋼の単位換算。 | 単位 | 値 | 使用される場所 |
| g/cm3 | 7.93 | 標準参考図 |
| kg/m3 | 7,930 | 構造および荷重の計算 |
| kg/dm3 | 7.93 | 欧州工場データ |
| ポンド/インチ3 | 0.286 | 米国のチューブ重量表 |
| lb/ft3 | 495 | 一括および配送の見積もり |
| 比重 | 7.93 | 工場証明書、単位なし |
密度だけではチューブの重さは分かりません。重量は密度と体積を乗算したものであるため、密度をプラスまたはマイナス 0.02 g/cm3 に保っても、8 パーセントの重さで稼働するミルは、想定される荷重グラフよりも重いストリングを出荷します。 2 つの公差を一緒に読み取る必要があります。
グレード別のステンレス鋼の密度
グレード 304 は 7.93 g/cm3 付近、316 は 8.00 g/cm3、316L は 7.98 g/cm3、321 は 7.90 g/cm3、デュプレックス 2205 は 7.80 g/cm3 です。
油田配管、制御ライン、およびケーブルに使用されるステンレス グレードの室温密度。 | グレード | UNS | g/cm3 | 典型的な油田の用途 |
| 304 | S30400 | 7.93 | コイルチューブ、制御ライン、一般チューブ |
| 304L | S30403 | 7.90 | カーボンを厳密に管理した溶接チューブ |
| 316 | S31600 | 8.00 | 塩化物を含む井戸の流体、計器管 |
| 316L | S31603 | 7.98 | ケーブルジャケット、完成金具 |
| 321 | S32100 | 7.90 | 高温サービス |
| 2205 二重 | S32205 | 7.80 | 高強度のフローラインとコントロールライン |
| 430フェライト系 | S43000 | 7.70 | トリムおよび非圧力部品 |
0.10 g/cm3 の密度差は、同じチューブの総重量の約 1.3 パーセントに相当します。
パターンが読みやすいです。 8.90 g/cm3 のニッケルと 10.2 g/cm3 のモリブデンは密度を引き上げます。そのため、2 ～ 3% のモリブデンを含む 316 が 2 つの主力グレードの中でより密度が高いのです。 7.19 g/cm3 のクロムと体心立方フェライト格子がそれを引き下げます。そのため、430 と二相の方が低い位置にあります。これらのグレードのほとんどを構成する 18-8 ファミリは、このセクションで詳しく説明されています。 学年と構成の内訳 .
公表されている表は、異なる熱で測定されているか、四捨五入が異なるため、同じグレードでも最大 0.05 g/cm3 の不一致があります。負荷マージンが 3% 未満の場合は、カタログ ページではなく工場証明書から密度を取得します。
サービス中の番号を変更するもの
室温負荷作業の場合は、1 つの値で十分です。ステンレス鋼の密度を変化させる効果は 3 つありますが、通常は最初の効果だけが問題になります。
温度
オーステナイト系ステンレスは加熱すると膨張するため、密度が低下します。 304 の線膨張は摂氏 1 度あたり約 17.3 マイクロストレインで、体積変化はその約 3 倍であるため、室温から 700 ℃ までの間では、304 の密度は 7.93 から約 7.65 g/cm3 に低下します。
冷間加工
延伸およびコイリングにより、わずかなひずみ誘起マルテンサイトが形成される可能性があり、原子の充填効率が低下します。冷間加工された 304 の一般的な寸法は 7.88 ～ 7.91 g/cm3 で、焼きなまし後の数値より約 0.3 パーセント低くなります。小さなことですが、これはなぜ同じグレードの 2 つのコイルが秤上で異なる可能性があるのかを説明しています。
合金化と熱対熱の変化
304 タイプの化学物質に 2 パーセントのモリブデンを添加すると、密度が約 0.07 g/cm3 増加しますが、完全なフェライト構造では密度が 0.2 g/cm3 以上低下します。単一グレード内の加熱間の変動は、通常 0.02 g/cm3 以内に収まります。
作業規則: 負荷マージンが 3% 未満でない限り、300 シリーズ ステンレスを 7.93 g/cm3 として扱い、熱の認定値を使用します。
密度からチューブ 1 メートルあたりの重量まで
丸いステンレス管のメートルあたりの重量は、円周率×(OD マイナス壁)×壁×密度×1000 で計算されます。外径と壁はミリメートル、密度は g/cm3 で表されます。
W (kg/m) = 3.1416 x (OD - t) x t x 密度 / 1000
ショートカット係数: 304 の場合は 0.02491、316 の場合は 0.02513、二重 2205 の場合は 0.02450
pi と密度を 1000 で割ると、式がグレードごとに 1 つの係数に分解されます。そのため、チューブ重量表が合金ファミリーごとではなくグレードごとに印刷されます。
グレード 316 の 2.41 mm の 0.095 インチの壁を備えた外径 38.1 mm の 1.5 インチのチューブでは、0.02513 × 2.41 × 35.69、つまり 2.16 kg/m が得られます。 304 の同じチューブは 2.14 kg/m で動作します。 1 メートルあたり 20 グラムは騒音です。 5,000 メートルのリールを巻くと約 100 キログラムになります。
- 外径と肉厚は呼び図ではなく工場証明書で確認してください。
- 断面を計算します。面積は 3.1416 倍 (OD から壁を差し引いた値) と壁の積に等しくなります。
- グレード密度を掛けると、1 メートルあたりの質量が得られます。
- 全長を掛けて、実際の荷重に合わせてフィッティング、ケーブル、リールハードウェアを追加します。
7.93 g/cm3 密度、グレード 304
0.02491 重量係数、304 チューブ
2.16 kg/m、1.5 インチ x 0.095 インチ、316
10.8t そのチューブを5,000メートル
ダウンホールでもリールでも数が重要な理由
密度は、糸の重さ、リールの容量、ウインチの定格、輸送制限など、あらゆるチューブの決定の負荷側に影響を与えます。
316ステンレス 8.00
304ステンレス 7.93
炭素鋼 7.85
デュプレックス 2205 7.80
チタン 4.51
アルミニウム 2.70
一般的な 3,000 メートルの作業では、3 つの数字が続きます。
- 空気中では、1.5 インチ×0.095 インチの 316 チューブ 3,000 m の重さは約 6.5 トンになります。
- 比重 1.5 のブラインでは、浮力係数は 1 マイナス 1.5 を 7.93 で割った値、つまり 0.81 となるため、水中の重量は約 5.3 トンになります。
- 5,000 メートルのリールに巻かれた同じチューブは、リール、ケーブル、継手をカウントする前に 10.8 トンになります。
坑井の改修および掘削用のステンレス鋼連続石油パイプ 316L、316、304、インコロイおよび二相グレードの連続チューブは、一般的な 3,000 メートルの作業を含む、改修、伐採、掘削に適しています。 製品を見る→ 密度は強度ではなく重量を変えます。破裂圧力と崩壊圧力は壁の厚さ、降伏強度、楕円度によって発生するため、グレードの切り替えには約 1 パーセントの費用がかかりますが、壁のトリミングには 10 パーセントの費用がかかり、圧力定格がかかります。
316 の 0.035 インチの壁を持つ 4 分の 1 インチのコントロール ラインの重さは約 0.12 kg/m なので、スプール上で 8,000 メートルの長さは 1 トン弱になり、小さなワークオーバー リグから実行できるほど軽量です。
ステンレス鋼の油圧制御パイプラインと毛細管 1/4 インチ 316 コントロール ラインの重量は約 0.12 kg/m です。圧力監視、化学薬品の注入、バルブ制御については、材料とユニットの密度を注意深く確認してください。 製品を見る→ オーステナイト系300シリーズ
- 密度 7.90 ～ 8.00 g/cm3
- 焼鈍降伏 205 ～ 310 MPa
- コイルドチューブに最適な曲げ性
- 完全に焼きなましすると非磁性になります
デュプレックス 2205
- 密度 7.80 g/cm3、約 1.5 パーセント軽量
- 降伏量450～550MPa
- 強度が高いため薄肉化が可能
- より厳密な溶接とフェライト制御が必要
実際の仕様に到達するための 5 つの密度の間違い
チューブ仕様における密度誤差のほとんどは、材料の混合、単位の混合、または数値が正確であると仮定することに起因します。
- 鋼の数値として 7.85 g/cm3 を使用します。それは炭素鋼です。 316 に適用すると、重量が約 1.9 パーセント少なく表示されます。
- lb/ft3 と kg/m3 を混合します。 495 対 7,930 は 16 の因数であり、これは米国のウェイト テーブルがメートル法の発注書と一致するときに最も頻繁に発生します。
- 公称壁を使用します。プラスまたはマイナス 10% の壁の公差により、300 シリーズ内のどのグレードの選択よりもはるかに多くの質量が移動します。
- 浮力無視。比重 1.5 のブラインでは、ストリングの有効重量は空気重量の約 81 パーセントになります。
- 証明書全体で 1 つの密度を想定しています。熱は約 0.02 g/cm3 変化し、壁の許容差も大きくなります。
密度と壁の公差を同じ発注書行に入力します。許容範囲のない重量数値は仕様ではありません。
フィッティングとコネクタはすべてのジョイントに小さいながら実際の質量を追加し、振動下でのそれらの動作は弦全体が担う荷重に比例するため、同じ計算に属します。
流体・ガス配管用ステンレス製フェルールジョイント 継手は質量と振動負荷を追加します。この 304/316L フェルール端子は、油、水、ガスに対して 0 ～ 20 MPa の定格があり、オーステナイト密度は 8,000 kg/m3 近くです。 製品を見る→ よくある質問
ステンレス鋼の密度は何kg/m3ですか?
ほとんどのオーステナイトグレードは、室温で 7,900 ～ 8,000 kg/m3 の間にあります。通常、グレード 304 は 7,930 kg/m3、グレード 316 は 8,000 kg/m3 と見なされます。
ステンレス鋼は炭素鋼よりも密度が高いですか?
わずかに。炭素鋼は約 7.85 g/cm3、304 ステンレスは 7.93 g/cm3 で、約 1 パーセント多いため、10 トンの炭素鋼の注文はステンレスでは約 10.1 トンになります。
ステンレス鋼の密度は温度によって変化しますか?
はい。室温と 700 ℃ の間では、熱膨張によっておよそ 3 ～ 4 パーセント低下するため、高温負荷の推定ではカタログ値ではなく、換算した密度を使用する必要があります。
ステンレス管の密度から重量を計算するにはどうすればよいですか?
寸法はミリメートル、密度は g/cm3 で、円周率に (OD から壁を引いたもの) と壁と密度を掛けて 1000 で割ります。 304 の場合、ショートカットは 0.02491 倍の壁時間 (OD から壁を差し引いた値) (キログラム/メートル) です。
2 つのサプライヤーがメートルあたりの重量が異なる同じチューブを見積もる場合、密度が原因であることはほとんどありません。まず壁の公差を尋ねてください。
公開されている密度テーブルが出発点となります。熱の認定値は、それに付属する壁の公差とともに、荷重計算に含まれます。
特定のストリングに対して密度、壁の公差、メートルあたりの重量を確認する必要がある場合は、外径、壁、グレード、全長を問い合わせフォームに送信してください。 お問い合わせページ 数値は見積書とともに返されます。
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