Вес стальной, медной и алюминиевой проволоки – таблицы и формулы расчета

1 Какая масса проволоки представляет интерес?

Любая проволока поставляется в бухтах либо мотках. И кому-то нужно знать их вес. Скажем, если необходимо перевезти энное количество бухт с известным требуемым метражом. Ведь от общей их массы будет зависеть выбор вида и грузоподъемности транспортного средства для доставки проволоки к месту назначения. А для кого-то важно знать массу 1 м этого вида металлопродукции. Например, проектировщикам, чтобы учесть вес проволоки в общей массе конструируемых ими конструкций или изделий.

Любая проволока поставляется в бухтах либо мотках

А также тем самым перевозчикам этой металлопродукции, чтобы произвести перерасчет известного им количества отгружаемых метров в килограммы или тонны. Очевидно, что достаточно знать 2 из вышеупомянутых 3 характеристик проволоки, чтобы вычислить ту, которая неизвестна и нужна. Например, если есть данные о массе 1 м проволоки и общем метраже одной или всех бухт, то можно подсчитать их суммарный вес. А если известен последний параметр и общий метраж или масса 1 м, то можно вычислить вес 1 метра или суммарную длину соответственно.

Все эти расчеты укладываются в формулу: M = L * m, где

• L – общая длина проволоки (например, в бухте или целой партии), м;
• M – общая масса проволоки длиной L, кг;
• m – масса 1 м, кг.

И если надо вычислить m, то m = M/L, а когда L, то L = M/m.

2 Вес 1 м любой проволоки – способы и нюансы определения

Чаще всего все-таки необходимо определить вес 1 м, так как производители, а потом и поставщики проволоки отгружают ее в метрах (указывая длину отдельных бухт или мотков и общий метраж) либо в килограммах и даже тоннах. В последнем случае, как правило, указывается общая масса всей поставляемой партии. И тогда в первом варианте поставки необходимо выяснить суммарный вес получаемой проволоки, а во втором – общую длину (партии или бухт и мотков после их взвешивания). А сделать это можно, используя приведенные выше формулы, только определив сначала массу 1 м.

Легче всего узнать вес проволоки взвешиванием

Самый точный и безотказный способ определить вес 1 м проволоки – взвесить ее отрезок такой длины. А самый простой, но далеко не всегда результативный – посмотреть в таблицах производимых типоразмеров (диаметров) соответствующего ГОСТа либо справочного пособия. И третий способ – рассчитать самостоятельно по замеренному диаметру. Данный вариант по точности уступает первому, но может оказаться предпочтительнее второго, а по быстроте выполнения он чаще всего превосходит эти оба, но только если речь идет об обычной проволоке (просто круглого сечения), а не колючей.

Указанные характеристики для перечисленных способов вытекают из нюансов, с которыми можно столкнуться, выбрав тот или иной путь определения массы 1 м проволоки. Что касается первого способа: взвесить не всегда представляется возможным либо это связано с определенными трудностями и требует много времени. Относительно второго надо отметить следующее. Далеко не всегда есть под рукой нужный ГОСТ, справочник или возможность найти их в интернете. А даже если и найден нужный документ, то не во всяком будет искомая информация – вес 1 м. Дело в том, что не во всех ГОСТах (не на все типы проволоки) эта характеристика указана.

И последний момент по второму способу – в стандартах и справочниках, если и приведена масса 1 м, то теоретическая. То есть рассчитанная по номинальному диаметру этого изделия и некоторой усредненной величине плотности металла, из которого оно изготовлено (для стальных изделий – 7850 кг/м³, медных – 8890 кг/м³, а алюминиевых – 2703 кг/м³). А фактическая толщина может отличаться от регламентируемой ГОСТом номинальной в пределах допусков, устанавливаемых этим же стандартом. И сплав, из которого проволока, может иметь плотность, отличающуюся от использованной при расчетах. А значит и фактическая масса 1 м будет отличаться от табличной.

Для реализации третьего (расчетного) способа достаточно просто знать или замерить диаметр проволоки. Ну, и, разумеется, надо знать, из какого металла она изготовлена (сталь, медь или алюминий). Затем, используя эти данные, можно прибегнуть к помощи калькулятора (в интернете) веса проволоки. Либо рассчитать массу 1 м самостоятельно по определенным формулам. Как это сделать, будет описано ниже. Нетрудно догадаться, что расчетный способ тоже не даст точного фактического веса. В этом плане у него те же изъяны, что и при определении данной характеристики по ГОСТам. То есть диаметр вдоль всей протяженности изделия "гуляет", и плотность металла может отличаться от используемой при расчетах.

Зато благодаря такому недостатку расчетного способа можно смело при вычислениях не учитывать любые покрытия на проволоке (цинковые, полимерные, эмалевые). Ведь их толщина по сравнению с диаметром рассчитываемого изделия всегда будет ничтожно мала. И поэтому вышеуказанная погрешность "поглотит" ту, что была вызвана пренебрежением покрытием. То есть еще неизвестно, какой расчет окажется точнее (ближе по значению к фактическому весу 1 м), так как предельные допуски отклонения от номинального диаметра проволоки значительно больше толщины любого покрытия, которая, кстати, тоже варьируется по величине в некотором определенном диапазоне, согласно соответствующему ГОСТу. И, кроме того, плотность большинства покрытий меньше, чем у металла проволоки.

И еще один момент, который для большинства имеющих дело с этим металлопрокатом свидетельствует "против" учета массы покрытия при расчетах его веса. Определение толщины тонкого покрытия – очень сложный и даже трудоемкий процесс. А последующий раздельный расчет массы покрытия и стержня изделия тоже значительно усложняют вычисления, давая при том опять же лишь приблизительные результаты веса 1 м, а впоследствии мотка (рулона) и партии. Поэтому для всех изделий (в том числе оцинкованных, покрытых эмалью, полимером) имеет смысл использовать одну методику расчета – применяемую для продукции без покрытия.

Исключение составляют медные и алюминиевые электротехнические провода в изоляции. Для них покрытие, изолирующую оболочку, необходимо учитывать, так как у него толщина внушительная.

3 Табличные массы – из ГОСТов и других источников

Набольшим спросом для строительных, промышленно-производственных, общехозяйственных и других нужд пользуется, все-таки, стальная проволока. Поэтому для нее ниже приведены массы 1 м самых ходовых диаметров. Причем эти данные взяты из ГОСТов, и неважно, какого типа это изделие (проволока вязальная, катанка или какая-то другая), но вес стальной продукции одного и того же диаметра будет одинаков..

Для медных и алюминиевых проволок в ГОСТах на них масса 1 м не указывается. Но как ее рассчитать, будет рассмотрено в следующей главе.

Табличная масса проволоки берется из ГОСТов

Для колючей проволоки в стандартах на нее данных о массе ее 1 м тоже нет. Но в ряде сайтов интернета приводится следующая информация об этой характеристике. Для одноосных (с одной проволокой в основании) "колючек":

Для двухосной оцинкованной "колючки" (в основе скрутка из 2 проволок), производимой по ТУ У 27.1-136-001-2002:

4 Расчетные способы определения массы 1 м

Сразу следует отметить, что рассчитать массу колючей проволоки теоретически, конечно, можно, но практически крайне затруднительно. И даже если привести методику расчета, ею вряд ли кто из посетителей этого сайта решит воспользоваться. Поэтому ниже приводятся способы вычисления только для продукции правильного круглого сечения без каких-либо дополнительных элементов на ней (наподобие шипов и других).

При расчете массы проволоки делается корректировка на её плотность

Массу 1 м любой такой "обычной" проволоки можно рассчитать по следующей формуле: m = P*D*D*G/4, где

• m – теоретический (рассчитываемый) вес 1 метра, кг;
• P – константа (постоянная величина), равная 3,14;
• D – это и так понятно, что диаметр проволоки, м, его нужно замерить;
• G – плотность металла проволоки: обычно при расчетах принимают для стали – 7850 кг/м³, меди – 8890 кг/м³, алюминия – 2703 кг/м³.

Для более точных расчетов выясняют марку сплава. Затем узнают из ГОСТов или  справочников его плотность, которая может отличаться от приведенных выше значений. А уже потом производят вычисления. Кроме того, для изделий из алюминиевых и медных сплавов можно сделать расчет, пользуясь данными о массе 1 м стальной проволоки (в том числе указанными в таблице, приведенной выше). Для этого следует воспользоваться следующей формулой: M = MС/QС * Q, где

• M – вес 1 м медной проволоки или алюминиевой, кг;
• MС – вес 1 м стальной, кг;
• Q – плотность меди либо алюминия: 8890 и 2703 кг/м³ соответственно;
• QС – плотность стали: как указано выше, 7850 кг/м³.

И еще один способ расчета. Когда известна масса 1 м изделия любого диаметра, и неважно, из какого металла, то всегда можно вычислить эту характеристику для проволоки с другой толщиной и из иного сплава. Проще всего это сделать, если материал продукции с известным весом и рассчитываемой проволоки идентичен (оба изделия из стали, меди либо алюминия). Тогда достаточно воспользоваться формулой: MП = mп/K, где

• MП – расчетная масса 1 м изделия нужного диаметра из любого металла, кг;
• mп – известная масса 1 м проволоки какого-то любого диаметра из того же сплава, кг;
• K – коэффициент, который вычисляется: K = k * k, где k = DИ/DН (DИ – диаметр проволоки с известной массой 1 м, DН – толщина изделия, для которого вычисляется вес 1 м).

Если металлы проволоки с известной массой и той, для которой рассчитывается вес 1 м, разные, то после этого расчета необходимо будет дополнительно сделать корректировку по плотности металла. То есть провести вычисления, которые уже были приведены выше до этого способа (по формуле M = MС/QС * Q).