Коэффициент плотности стали листовой

Удельный вес металла. Таблица плотности металлов и сплавов

Все металлы обладают определенными физико-механическими свойствами, которые, собственно говоря, и определяют их удельный вес. Чтобы определить, насколько тот или иной сплав черной или нержавеющий стали подходит для производства рассчитывается удельный вес металлопроката.

Все металлические изделия, имеющие одинаковый объем, но произведенные из различных металлов, к примеру, из железа, латуни или алюминия, имеют различную массу, которая находится в прямой зависимости от его объема. Иными словами, отношение объема сплава к его массе – удельная плотность (кг/м3), является постоянной величиной, которая будет характерной для данного вещества.

Плотность сплава рассчитывается по специальной формуле и имеет прямое отношение к расчету удельного веса металла.

В таблице даны плотности металлов цветных и черного железа.

Таблица разделена на группы металлов и сплавов, где под каждым наименованием обозначена марка по ГОСТ и соответствующая ей плотность в г/см3 в зависимости от температуры плавления.

Для определения физического значения удельной плотности в кг/м3 нужно табличную величину в г/см3 умножить на 1000. Например, так можно узнать какова плотность железа – 7850 кг/м3.

Наиболее типичным черным металлом является железо. Значение плотности – 7,85 г/см3 можно считать удельным весом черного металла на основе железа.

− легкие – магний, алюминий;

− благородные металлы (драгоценные) – платина, золото, серебро и полублагородная медь;

− легкоплавкие металлы – цинк, олово, свинец.

Наименование металла, обозначение	Атомный вес	Температура плавления, °C	Удельный вес, г/куб.см
Цинк Zn (Zinc)	65,37	419,5	7,13
Алюминий Al (Aluminium)	26,9815	659	2,69808
Свинец Pb (Lead)	207,19	327,4	11,337
Олово Sn (Tin)	118,69	231,9	7,29
Медь Cu (Сopper)	63,54	1083	8,96
Титан Ti (Titanium)	47,90	1668	4,505
Никель Ni (Nickel)	58,71	1455	8,91
Магний Mg (Magnesium)	24	650	1,74
Ванадий V (Vanadium)	6	1900	6,11
Вольфрам W (Wolframium)	184	3422	19,3
Хром Cr (Chromium)	51,996	1765	7,19
Молибден Mo (Molybdaenum)	92	2622	10,22
Серебро Ag (Argentum)	107,9	1000	10,5
Тантал Ta (Tantal)	180	3269	16,65
Железо Fe (Iron)	55,85	1535	7,85
Золото Au (Aurum)	197	1095	19,32
Платина Pt (Platina)	194,8	1760	21,45

Таблица удельного веса сплавов металлов

Удельный вес металлов определяют чаще всего в лабораторных условиях, но в чистом виде они весьма редко применяются в строительстве. Значительно чаще находится применение сплавам цветных металлов и сплавам черных металлов, которые по удельному весу подразделяют на легкие и тяжелые.

Легкие сплавы активно используются современной промышленностью, из-за их высокой прочности и хороших высокотемпературных механических свойств. Основными металлами подобных сплавов выступают титан, алюминий, магний и бериллий. Но сплавы, созданные на основе магния и алюминия, не могут использоваться в агрессивных средах и в условиях высокой температуры.

В основе тяжелых сплавов лежит медь, олово, цинк, свинец. Среди тяжелых сплавов во многих сферах промышленности применяют бронзу (сплав меди с алюминием, сплав меди с оловом, марганцем или железом) и латунь (сплав цинка и меди). Из этих марок сплавов производятся архитектурные детали и санитарно-техническая арматура.

Ниже в справочной таблице приведены основные качественные характеристики и удельный вес наиболее распространенных сплавов металлов. В перечне представлены данные по плотности основных сплавов металлов при температуре среды 20°C.

Список сплавов металлов	Плотность сплавов(кг/м3)
Адмиралтейская латунь – Admiralty Brass (30% цинка, и 1% олова)	8525
Алюминиевая бронза – Aluminum Bronze (3-10% алюминия)	7700 – 8700
Баббит – Antifriction metal	9130 -10600
Бериллиевая бронза (бериллиевая медь) – Beryllium Copper	8100 – 8250
Дельта металл – Delta metal	8600
Желтая латунь – Yellow Brass	8470
Фосфористые бронзы – Bronze – phosphorous	8780 – 8920
Обычные бронзы – Bronze (8-14% Sn)	7400 – 8900
Инконель – Inconel	8497
Инкалой – Incoloy	8027
Ковкий чугун – Wrought Iron	7750
Красная латунь (мало цинка) – Red Brass	8746
Латунь, литье – Brass – casting	8400 – 8700
Латунь, прокат – Brass – rolled and drawn	8430 – 8730

Удельный вес металлов

Все тела, имеющие одинаковый объем, но произведенные из различных веществ, имеют различную массу, которая находится в прямой зависимости от его объема. Отношение объема сплава к его массе — плотность — является постоянной величиной, которая будет характерной для данного вещества. А удельный вес — это сила тяжести непосредственно взятого за основу объема данного вещества. Другими словами, удельным весом металла называется вес единицы объема безусловного плотного (непористого) материала. Для обозначения удельного веса следует массу сухого материала поделить на его объем в полностью плотном состоянии.Все известные и применяемые в промышленности металлы обладают определенными физико-механическими свойствами, которые, собственно говоря, и определяют их удельный вес. Металлы обладают характерными свойствами, среди которых можно назвать высокую прочность, тепло- и электропроводность, пластичность.Химические свойства и удельный вес цветных металлов

Наименование цветного металла	Химическое обозначение	Атомный вес	Температура плавления, °C	Удельный вес, г/куб.см
Цинк (Zinc)	Zn	65,37	419,5	7,13
Алюминий (Aluminium)	Al	26,9815	659	2,69808
Свинец (Lead)	Pb	207,19	327,4	11,337
Олово (Tin)	Sn	118,69	231,9	7,29
Медь (Сopper)	Cu	63,54	1083	8,93
Титан (Titanium)	Ti	47,90	1668	4,505
Никель (Nickel)	Ni	58,71	1455	8,91
Магний (Magnesium)	Mg	24	650	1,74
Ванадий (Vanadium)	V	6	1900	6,11
Вольфрам (Wolframium)	W	184	3422	19,3
Хром (Chromium)	Cr	51,996	1765	7,19
Молибден (Molybdaenum)	Mo	92	2622	10,22
Серебро (Argentum)	Ag	107,9	1000	10,5
Тантал (Tantal)	Ta	180	3269	16,65
Золото (Aurum)	Au	197	1095	19,32
Платина (Platina)	Pt	194,8	1760	21,45

Удельный вес наиболее распространенных марок стали

Наименование (тип стали)	Марка или обозначение	Удельный вес (г/см3)
Сталь нержавеющая конструкционная криогенная	12Х18Н10Т	7,9
Сталь нержавеющая коррозионно-стойкая жаропрочная	08Х18Н10Т	7,9
Сталь конструкционная низколегированная	09Г2С	7,85
Сталь конструкционная углеродистая качественная	10,20,30,40	7,85
Сталь конструкционная углеродистая	Ст3сп, Ст3пс	7,87
Сталь инструментальная штамповая	Х12МФ	7,7
Сталь конструкционная рессорно-пружинная	65Г	7,85
Сталь инструментальная штамповая	5ХНМ	7,8
Сталь конструкционная легированная	30ХГСА	7,85

Удельный вес стали различных марок

Наименование (тип стали)	Марка или обозначение	Удельный вес (г/см3)
никельхромовая сталь	ЭИ 418	8,51
хромомарганцовоникелевая сталь	Х13Н4Г9 (ЭИ100)	8,5
хромистая сталь	1Х13 (ЭЖ1)	7,75
2Х13 (ЭЖ2)	7,70
3Х13 (ЭЖ3)	7,70
4Х14 (ЭЖ4)	7,70
Х17 (ЭЖ17)	7,70
Х18 (ЭИ229)	7,75
Х25 (ЭИ181)	7,55
Х27 (Ж27)	7,55
Х28 (ЭЖ27)	7,85
хромоникелевая сталь	0Х18Н9 (ЭЯ0)	7,85
1Х18Н9 (ЭЯ1)	7,85
2Х18Н9 (ЭЯ2)	7,85
Х17Н2 (ЭИ268)	7,75
ЭИ307	7,7
ЭИ334	8,4
Х23Н18 (ЭИ417)	7,9
хромокремнемолибденовая сталь	ЭИ107	7,62
хромоникельвольфрамовая сталь	ЭИ69	8,0
хромоникельвольфрамовая с кремнием сталь	Х25Н20С2 (ЭИ283)	8,0
хромоникелькремнистая сталь	ЭИ72	7,7
прочая особая сталь	ЭИ401	7,9
ЭИ418	8,51
ЭИ434	8,13
ЭИ435	8,51
ЭИ437	8,20
ЭИ415	7,85

Удельный вес стали углеродистой и легированной

Наименование (тип стали)	Марка или обозначение	Удельный вес (г/см3)
высокоуглеродистая сталь	70 (ВС и ОВС)	7,85
среднеуглеродистая сталь	45	7,85
малоуглеродистая сталь	10 и 10А; 20 и 20А	7,85
малоуглеродистая электро-техническая (железо типа Армко) сталь	А и Э; ЭА; ЭАА	7,8
хромистая сталь	15ХА	7,74
хромоалюминиевомолибденовая азотируемая сталь	38ХМЮА	7,65
хромомарганцовокремнистая сталь	25ХГСА	7,85
хромованадиевая сталь	30ХГСА	7,85
20ХН3А	7,85
40ХФА	7,80
50ХФА	7,74

automator.in.ua

Определение и характеристика плотности

Плотность — физическая величина, определяющая соотношение массы к объему. Подобным физико-механическим показателем характеризуются практически все материалы. Стоит учитывать, что соответствующий показатель плотности алюминия, меди и чугуна существенно отличаются.

Рассматриваемое физико-механическое качество определяет:

1. Некоторые физико-механические свойства. В большинстве случаев повышение плотности связано с уменьшением зернистости структуры. Чем меньше расстояние между отдельными частицами, тем более прочная образуется связь между ними, повышается твердость и снижается пластичность.
2. С уменьшением расстояния между частицами увеличивается их количество и вес материала. Поэтому при создании автомобилей, самолетов и другой техники выбирается материал, который обладает легкостью и достаточной прочностью. Например, плотность алюминия кг м3 составляет около 2 700, в то время как плотность металла кг м3 более, чем в два раза больше.

Существуют специальные таблицы плотности металлов, в которых указывается рассматриваемый показатель для стали и цветных сплавов, а также чугуна.

Читать также: Паспорт счетчика электроэнергии меркурий

Что такое удельный вес

Удельным весом называют плотность, умноженную на ускорение свободного падения (силу тяжести) или отношение веса тела к его объёму. Путать его с плотностью недопустимо. Однако часто это происходит из-за смешения понятий массы и веса. Вес тела, а следовательно и удельный вес, изменяется в зависимости от силы тяжести. Он не является постоянной величиной. В зависимости от места, где находится предмет, он имеет разные значения. Эта физическая величина будет разной даже в разных точках Земли. Ускорение свободного падения на экваторе больше, чем на полюсах. Масса и плотность постоянны.

К примеру, можно вычислить удельный вес серебра. На Земле эта величина будет составлять 10500 кг/м³ (плотность чистого металла). Умножив на 9,81м/с2 (сила тяжести), можно получить 103005 Н/м³. А на Луне 10500 кг/м³ умножается на 1,62м/с2 (сила тяжести на Луне). Результат уже другой — 17,01Н/м³. В кабине корабля, вращающегося вокруг Земли — невесомость, ускорение равно нулю. Следовательно, и вес любого материала здесь ноль.

Все значения будут разными. Самое большое значение будет в первом случае, потому что на Земле ускорение свободного падения имеет самое большое значение. В невесомости вещь не весит ничего. Плотность одного и того же материала в любом месте будет одинаковой. Она является константой.

Для того, чтобы составить таблицы удельного веса металлов на различных планетах (или в других условиях), необходимо знать ускорение свободного падения и плотность.

Что такое удельный вес

Удельным весом называют плотность, умноженную на ускорение свободного падения (силу тяжести) или отношение веса тела к его объёму. Путать его с плотностью недопустимо. Однако часто это происходит из-за смешения понятий массы и веса. Вес тела, а следовательно и удельный вес, изменяется в зависимости от силы тяжести. Он не является постоянной величиной. В зависимости от места, где находится предмет, он имеет разные значения. Эта физическая величина будет разной даже в разных точках Земли. Ускорение свободного падения на экваторе больше, чем на полюсах. Масса и плотность постоянны.

К примеру, можно вычислить удельный вес серебра. На Земле эта величина будет составлять 10500 кг/м³ (плотность чистого металла). Умножив на 9,81м/с2 (сила тяжести), можно получить 103005 Н/м³. А на Луне 10500 кг/м³ умножается на 1,62м/с2 (сила тяжести на Луне). Результат уже другой — 17,01Н/м³. В кабине корабля, вращающегося вокруг Земли — невесомость, ускорение равно нулю. Следовательно, и вес любого материала здесь ноль.

Все значения будут разными. Самое большое значение будет в первом случае, потому что на Земле ускорение свободного падения имеет самое большое значение. В невесомости вещь не весит ничего. Плотность одного и того же материала в любом месте будет одинаковой. Она является константой.

Для того, чтобы составить таблицы удельного веса металлов на различных планетах (или в других условиях), необходимо знать ускорение свободного падения и плотность.

Классификация стали

В зависимости от доли неметаллических примесей, определяемой методом выплавки данной марки, стальные сплавы разделяют на:

• особо высококачественные;
• высококачественные;
• обыкновенного качества.

По химическому составу сплавы также разделяют на легированные и углеродистые.

Углеродистые стали

Используются преимущественно для производства сварных конструкций и содержит от 0,25 до 2,14 процента углерода. Внутри группы они далее разделяются на подгруппы, и также по процентной доле углерода:

• высокоуглеродистые (0,6-2,14);
• среднеуглеродистые (0,3-0,55);
• низкоуглеродистые (ниже 0,25).

В качестве присадок в них также входят кремний и марганец. Кроме полезных, вводимых целенаправленно присадок в сплаве могут содержаться и вредные примеси, отрицательно влияющие на ее физико- химические свойства:

• фосфор снижает пластичность при нагреве и повышает хрупкость при охлаждении;
• сера приводит к образованию микротрещин.

Низкоуглеродистая сталь

В состав сплава могут попадать и другие примеси.

Классификация стали

В зависимости от доли неметаллических примесей, определяемой методом выплавки этой марки, стальные сплавы делят на:

• особо высокого качества;
• высокого качества;
• обычного качества.

По химическому составу сплавы также делят на легированные и углеродистые.

Углеродистые стали

Применяются преимущественно для изготовления сварных конструкций и имеет от 0,25 до 2,14 процента углерода. В середине группы они дальше делятся на подгруппы, и также по процентной доле углерода:

• высокоуглеродистые (0,6-2,14);
• среднеуглеродистые (0,3-0,55);
• низкоуглеродистые (ниже 0,25).

В качестве присадок в них также входят кремний и марганец. Помимо полезных, вводимых целенаправленно присадок в сплаве находятся и вредные примеси, отрицательно которые влияют на ее физико- химические свойства:

• фосфор уменьшает эластичность при нагревании и увеличивает хрупкость при охлаждении;
• сера приводит к появлению маленьких трещин.

В состав сплава как правило попадают и остальные примеси.

Легированная сталь

Для обретения сплавом требуемых параметров при плавке в него добавляют полезные присадки, или легирующие детали, очень часто металлы, такие, как алюминий, молибден, хром, марганец, никель, ванадий и остальные. Свойства сплава меняются при этом очень значительно: сплав приобретает устойчивость к коррозии, особенную крепость, высокую ковкость, очень высокую или низкую проводимость электричества и т.д. Сплав с подобными добавками называют легированной сталью. По процентному содержанию легирующих присадок они разделяют на 3 группы:

• высоколегированные – более 11;
• среднелегированные – от 4 до 11;
• низколегированные – менее 4.

По сфере использования стальные сплавы разделяют на:

• инструментальные — очень прочные сплавы применяются для производства инструментов, штампов, фрез, сверл и резцов;
• конструкционные – применяются для изготовления корпусов и узлов ТС, станков, конструкций строительства;
• специализированные. В данную группу включают сплавы с очень высокой стойкостью к кислотной и щелочной обстановке, радиации, нержавеющие сплавы, электроматериалы и др.

Некоторые присадки и виды обработки увеличивают плотность материала, а иные – уменьшают, к примеру:

Метод обработки или добавка	Изменение плотности
углерод	уменьшается
хром, алюминий, марганец	уменьшается
кобальт, вольфрам, медь	растет
волочение	растет в границах трех процентов

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Закрыть

Что это — плотность металлов, как она определяется? Расчет плотности для осмия

Плотность является важной физической величиной для любого агрегатного состояния материи. В данной статье рассмотрим вопрос, что это — плотность металлов, приведем таблицу этого параметра для химических элементов и расскажем о самом плотном металле на Земле

О какой физической характеристике пойдет речь?

Плотность представляет собой величину, которая характеризует количество вещества, находящегося в известном объеме. Согласно этому определению, ее можно математически вычислить так:

ρ = m/V.

Обозначают эту величину греческой буквой ρ (ро).

Плотность является универсальной характеристикой, поскольку по ней можно сравнивать разные материалы. Этот факт можно использовать для их идентификации, что и сделал греческий философ Архимед, согласно легенде (он смог установить подделку золотой короны, измерив величину ρ для нее).

Этот параметр для конкретного материала зависит от двух основных факторов:

• от массы составляющих вещество атомов и молекул;
• от средних межатомных и межмолекулярных расстояний.

Например, любой из переходных металлов (золото, железо, ванадий, вольфрам) имеет большую плотность, чем любой углеродный материал, поскольку масса атома последнего в десятки раз меньше. Другой пример. Графит и алмаз — это две углеродные структуры. Второй является более плотным, поскольку межатомные расстояния в его решетке меньше.

Плотность металлов

Это самая многочисленная группа периодической таблицы Менделеева. Металлом является любое вещество, которое обладает высокой тепло- и электропроводностью, характерным блеском поверхности при ее полировке, способностью к пластической деформации.

Такой химический элемент обладает низкой электроотрицательностью в сравнении с такими веществами, как азот, кислород и углерод. Этот факт приводит к тому, что в объемных структурах атомы металла образуют друг с другом металлическую связь. Она представляет собой электрическое взаимодействие между положительно заряженными ионными основаниями и отрицательным электронным газом.

Атомы металлов в пространстве располагаются в виде упорядоченной структуры, которая называется кристаллической решеткой. Существует всего три их типа:

• кубическая;
• ОЦК (объемно-центрированная кубическая);
• ГПУ (гексагональная плотноупакованная);
• ГЦК (гранецентрированная кубическая).

Плотность металлов — это физическая величина, которая зависит от типа кристаллической решетки. Ниже приводится таблица этого параметра для всех химических элементов в г/см3, которые при нормальных условиях находятся в твердом состоянии.

Из таблицы следует, что плотность металлов — это изменяющаяся в широких пределах величина. Так, самым слабым является литий, который при одинаковых объемах в два раза легче воды. Плотность редкого металла осмия является самой большой в природе. Она составляет 22,59 г/см3.

Плотность металлов — это характеристика, которую можно определить двумя принципиально разными способами:

• экспериментальным;
• теоретическим.

Экспериментальные методы бывают следующего вида:

1. Непосредственные измерения веса тела и его объема. Последний легко вычислить, если известны геометрические параметры тела, а его форма является идеальной, например, призмой, пирамидой или шаром.
2. Гидростатические измерения. В этом случае используются специальные весы, изобретенные еще Галилеем в XVI веке. Принцип их действия достаточно прост: сначала взвешивают тело неизвестной плотности в воздухе, а затем — в жидкости (воде). После этого по простой формуле вычисляют искомую величину.

Что касается теоретического способа определения плотности металлов — это достаточно простой метод, который требует знания типа кристаллической решетки, межатомного расстояния в ней и массы атома. Далее покажем на примере осмия, как этот метод применяют.

Плотность редкого металла осмия

Он содержится в незначительных количествах на нашей планете. Чаще всего его встречают в виде сплавов с иридием и платиной, а также в форме оксидов. Осмий обладает ГПУ решеткой с параметрами a = 2,7343 и c = 4,32 ангстрема. Масса одного атома составляет в среднем m = 190,23 а.е.м.

Приведенных выше цифр достаточно, чтобы определить величину ρ. Для этого следует воспользоваться исходной формулой для плотности и учесть, что одна гексагональная призма содержит шесть атомов. В результате мы приходим к рабочей формуле:

ρ = 4*m/(√3*a2*c).

Подставляя записанные выше цифры и учитывая их размерности, приходим к результату: ρ = 22 579 кг/м3.

Таким образом, плотность редкого металла равна 22,58 г/см3, что равняется измеренному экспериментально табличному значению.

Сколько килограмм в 1 литре воды?

Если учитывать все показатели, внешние факторы, модно вычислить вес жидкости в 1 кг. А сколько килограмм в 5 литрах воды? Так, при комнатной температуре в 20 градусов Цельсия, и атмосферном давлении в 760 миллиметров столбца ртутного, масса будет следующей:

• 1 литр = 1 килограмм;
• 5 литров = 5 килограмм;
• 10 литров = 10 килограмм.

В случае же других температурных «плюсовых» значений, масса 1 л воды будет составлять 998,6 грамма. Жидкость из водопровода тоже отличается от чистой дистиллированной. Чтобы выявить массу воды из-под крана, нужно определить, какие примеси в ней имеются. Исходя из химических показателей, вес жидкости будет высчитываться по специальной формуле.

Эта статья посвящена самому распространенному, уникальному, и всем хорошо известному веществу — воде. Трудно встретить человека, которому была бы неизвестна простейшая химическая формула H 2 O. Чего уж проще. Но так ли она проста, эта вездесущая и всем знакомая вода? Увы, это далеко не так.

Как бы прагматично не звучали слова известного ученого Эйнштейна: «Что может знать рыба о воде, в которой плавает всю жизнь?» — их трудно не воспринимать, как камень в свой огород. И уж совсем резонансно звучат высказывания ведущих мужей ученого мира о том, что в нашем бытие ничего не происходит случайно, и во всем присутствует разумный замысел.

Скажете: ерунда? Уверены, рассматривая любую новую разработку IT технологий, вас посещает первая мысль о человеке, который ее создал.

Но, не будем спорить о высоких материях и вернемся к вопросам насущным. Как часто в повседневной жизни мы задаемся вопросом: сколько же весит литр воды? Для кого-то этот вопрос может показаться тривиальным, а ответ, лежащий в плоскости начальных знаний физики – элементарным.

Но это всего лишь из-за поверхностного восприятия сути вопроса. Не принять тот факт, что в разные периоды существования человечества единица измерения веса вещества постоянно меняла свое истинное значение — невозможно.

Немного исторических данных:

• В 1793 году во Франции впервые была принята новая единица измерения — литр, приравненная к одному кубическому дециметру;
• В 1879 году Международный Комитет мер и весов принял решение и приравнял один литр одному кубическому дециметру;
• В 1901 году литр воды был приравнен к 1 килограмму воды при температуре +3,98 о С и давлении в одну атмосферу. В объемном эквиваленте ему соответствовал 1,000028 кубического дециметра;
• В 1964 году одному литру возвращают его прежнее значение – один дециметр кубический.

Самые легкие и самые тяжелые алюминиевые сплавы

• Одним из самых легких алюминиевым сплавом является зарубежный литейный сплав 518.0 (7,5-8,5 % магния) – 2,53 г на кубический сантиметр . Отечественный сплав АМг11 (АЛ22) содержит еще больше магния – от 10,5 до 13,0 %. Поэтому, надо думать, он еще легче, но точных данных у нас нет!
• Самыми тяжелыми алюминиевыми сплавами являются зарубежные литейные сплавы 222.0 и 238.0 с номинальным содержанием меди 10 %. Их номинальная плотность – 2,95 г на кубический сантиметр .
• Самый легкий деформируемый сплав – алюминиево-литиевый сплав 8090 с номинальным содержанием лития 2,0 %. Его номинальная плотность – 2,55 г на кубический сантиметр .
• Самые тяжелые деформируемые алюминиевые сплавы – сплав В95 и зарубежный сплав 7175: 2,85 г на кубический сантиметр .

Характеристики и особенности трубной продукции

Трубы – довольно распространенная категория прокатной продукции. Основные характеристики данных изделий:

• общая длина;
• толщина стенки;
• внутренний и наружный диаметры;
• вид материала;
• способ изготовления.

Большая часть трубной продукции имеет круглое сечение, но производят также квадратные и плоские трубы. Способов изготовления несколько:

• прокатка;
• прессование;
• литье;
• сварка.

Основная часть металлических трубных изделий имеет круглое сечение

В зависимости от особенностей процесса изготовления трубы бывают бесшовные и сварные. Бесшовные применяют для транспортировки газов и жидкостей, находящихся под давлением выше 1 МПа. Сварные трубы создают путем сворачивания штрипса (прокатной полосы), накладывания способом встык и внахлест и сваривания шва. Эти изделия используют для перемещения по ним газов и жидкостей с низким давлением. Требования к трубной продукции регламентируются следующими документами:

• ГОСТ 10705-80 – трубы электросварные;
• ГОСТ 10704-91 – прямошовные изделия;
• ГОСТ 8732-78 – трубы бесшовные;
• ГОСТ 3262-75 (ТУ) – водогазопроводные;
• ГОСТ 8645-68 – профильные прямоугольные;
• ГОСТ 8639-82 – профильные квадратные.

Трубы используют в газовой и нефтедобывающей промышленности, в машиностроении, строительстве. Их применяют для прокладывания различных трубопроводов, для изготовления промышленных баллонов и сосудов.

Общая характеристика

Каждый элемент занимает индивидуальную величину. Определение плотности может обозначаться греческой буквой ρ, D или d. Если объемы двух тел одинаковы, а массы различны, тогда плотности не идентичны.

Основные понятия

Определения и характеристики показателя известны с 7 класса школьной программы химии. Плотность представляет собой физическую величину о свойствах вещества. Это удельный вес любого элемента. Существует средняя и относительная плотность. Последняя классификация — это отношение плотности (П) вещества к П эталонного вещества. Часто за эталон принимают дистиллированную воду. Единица измерения П- кг/м3 в интернациональной системе.

Формула нахождения плотности:

P = m/V

Обозначения:

• m — масса.
• V — объем.

Кроме стандартной формулы плотности, применяемой для твердых состояний веществ, имеется формула для газообразных элементов в нормальных условиях.

ρ (газа) = M/Vm M

Расшифровка:

• М — молярная масса газа [г/моль].
• Vm — объем газа (в норме 22,4 л/моль).

Для сыпучих и пористых тел различают истинную плотность, вычисляемую без учета пустот, и удельную плотность, рассчитываемую как отношение массы вещества ко всему объему. Истинную П получают через коэффициент пористости — доли объема пустот в занимаемом объеме. Для сыпучих тел удельная П называется насыпной.

Способы измерения:

• Пикнометр. Измеряет истинную П.
• Ареометр, денсиметр, плотномер. Используется для жидкого состояния.
• Бурик. Измеряет П почвы.

Вещества состоят из молекулярных структур, масса тела формируется из скопления молекул. Аналогично вес пакета с карамелью складывается из масс всех конфет в мешке. Если все сладости одинаковые, то массу упаковки определяют умножением веса одной конфеты на количество штук.

Молекулярные частицы чистого вещества одинаковы, поэтому вес капли воды равен произведению массы 1 молекулы Н2О на число составляющих молекул в капле. Плотность вещества показывает, чему равна масса одного кубического метра.

Плотность воды – 1000 кг/м³, а масса 1 м³ Н2О равна 1000 килограмм. Это число можно вычислить, умножив массу 1 молекулы воды на количество молекулярных частиц, содержащихся в 1 м3 объема.

При равнозначности физических масс двух тел их объемы различаются. Например, объём льда в девять раз больше объема бруска из металлического сплава. Масса тела распределяется неодинаково, устанавливает П в каждой точке тела.

Влияние факторов

П зависит от давления и температуры. При высоком давлении молекулы плотно прилегают друг к другу, поэтому вещество обладает значительной плотностью.

Зависимость показателей учитывается при расчете П. При повышении температуры П снижается из-за термического расширения, при котором объем вырастает, а масса остается прежней. Если температура снижается, П увеличивается, хотя имеются вещества, П которых при некоторых условиях температурного режима ведет себя иначе. Это вода, бронза, чугун. При фазовом переходе, модифицировании агрегатного состояния П меняется скачками. Условия вычисления зависят от свойств веществ, молекулярных элементов. Для разных природных объектов П изменяется в широком диапазоне.

П воды ниже П льда из-за молекулярной структуры твердой формы жидкости. Вещество, переходя из жидкой в твердую форму, изменяет молекулярную структуру, расстояние между составными частицами сужается и плотность увеличивается. Зимой, если забыть слить воду из труб, их разрывает на части после замерзания. На П Н2О влияют примеси. У морской воды знак П выше, чем у пресной. При соединении в одном стакане двух типов жидкости пресная останется на поверхности. Чем выше концентрация соли, тем больше П воды.

Когда плотность вещества больше П воды, оно полностью погрузится в воду. Предметы, сделанные из материала по низкой П, будут плавать на поверхности воды. На практике эти свойства используются человеком. Сооружая суда, инженеры-проектировщики применяют материалы с высокой П. Корабли, теплоходы, яхты смогут затонуть во время плавания, в корпусах суден создают специальные полости, наполненные воздухом, ведь его П ниже плотности воды.

Жирные пятна масла, нефти, бензина остаются на поверхности воды из-за низкой П маслянистых веществ.

Метод 4

Применяют для определения плотности жидкостей и газов в малом объеме (1 – 2 мл) с точностью до ± 0,0001 г/cм3 с помощью плотномера.

Принцип измерения плотности плотномером основан на определении периода колебаний U-образной измерительной трубки определенного объема, вызываемых электромагнитным генератором.

Частота собственных колебаний трубки зависит от ее конструктивных особенностей (упругости и массы) и определяется в процессе калибровки при заполнении ее веществом с известной плотностью. При заполнении трубки испытуемым веществом частота колебаний трубки меняется в зависимости от массы (плотности) вещества. Измеряемый специальным датчиком период колебаний измерительной трубки автоматически пересчитывается на плотность образца в г/см3.

Скачать в PDF ОФС.1.2.1.0014.15 Плотность

Перевозки изделий из металлов

В системе грузоперевозок задействовано такое понятие, как «объёмный вес». Если масса предмета в одном кубическом метре 167 кг, то такой вес считается физическим, а если меньше — объёмным. Например, масса куба стали углеродистой — 7750 кг. Другими словами, объёмный вес стали 7750 кг. Эти расчёты нужны, чтобы определить, какой объем займёт перевозимый груз.

Однако в зависимости от того, какие металлические изделия перевозятся, объем будет меняться. Предположим, что есть несколько различных метизов одной и той же марки стали. По идее, они обладают одинаковой плотностью. Однако слитки, крупносортные изделия и бунты проволоки обладают различным объёмом, а следовательно, при их перевозке займут больше или меньше места на транспорте. Таким образом, они обладают разным объёмным весом. При любых условиях кубометр стали больше 167 кг, следовательно, его не назовёшь объёмным.

pc=m/Ve

где m — масса материала, Ve — объем материала.

Среднюю плотность сыпучих материалов — щебня, гравия, песка, цемента и др. — называют насыпной плотностью. В объем входят поры непосредственно в материале и пустоты между зернами.

Эту характеристику необходимо знать при расчетах прочности конструкций с учетом их собственного веса, а также для выбора транспортных средств при перевозках строительных материалов.

Относительная плотность, d — отношение средней плотности материала к плотности стандартного вещества. За стандартное вещество принята вода при температуре 4оС, имеющая плотность 1000 кг/м3.

Пористостью, П называется отношение объема пор к общему объему материала. Пористость вычисляется по формуле