محاسبه وزن دقیق آهن آلات به پارامترهای مختلفی مانند چگالی نسبی فلزات و ابعاد مقاطع فلزی بستگی دارد. بیشتر مهندسان پروژه‌های ساختمانی یا صنعتی با کاربرد جدول وزنی فلزات، جدول اشتال، اطلاعات دیتاشیت محصولات فولادی تولید کارخانجات و فرمول‌های سریع وزنی تخمین دقیقی از وزن انواع آهن‌آلات دارند. البته در برخی موارد نیز محاسبه وزن با نرم‌افزارهای طراحی یا محاسبهگرهای آنلاین انجام می‌گیرد. در هر حالت تخمین وزن مقاطع فلزی در طراحی اولیه پروژه‌ها برای تخمین هزینه‌های اجرا، حمل و نقل و ارزیابی کیفیت آهن‌الات بسیار اهمیت دارد. در این مطلب بعد از بررسی کلی اهمیت انجام این محاسبات، انواع روش‌های دستی و آنلاین تعیین وزن آهن آلات و دلایل تفاوت‌های موجود با وزن واقعی باسکول را تشریح می‌کنیم.
تعریف وزن آهن آلات و کاربرد آن
آهن آلات در دسته‌بندی‌های مختلفی مانند انواع تیرآهن، میلگرد، ورق، قوطی، لوله، نبشی و سایر موارد مشابه برای پروژه‌های صنعتی و ساختمانی کاربرد دارند. وزن هر یک از این آهن‌آلات بسته به ابعاد، ضخامت، جنس و مشخصات مکانیکی آن‌ها متفاوت است. محاسبه وزن عامل اصلی و تعیین‌کننده در قیمت نهایی پروژه، قابلیت حمل و نقل و انجام اصولی فعالیت ساختمانی یا صنعتی است. همچنین هزینه حمل و نقل بر اساس وزن محصولات تعیین می‌شود.
اما نکته مهم این است که تطابق وزن آهن آلات مورد نظر هنگام خرید با وزن محاسبه شده دید مناسبی در مورد کیفیت آن می‌دهد. زیرا در صورتی‌که اختلاف بسیاری در وزن باسکول هنگام خرید با مقدار محاسبه شده وجود داشته باشد، باید به کیفیت مواد اولیه موجود در آن و به نوعی تقلبی بودن آهن آلات شک کرد.
با توجه به اهمیت محاسبات وزنی در پروژه‌های عمرانی و صنعتی، مدیران پروژه قبل از هر فعالیتی با همراهی متخصصین مربوط محاسبات وزنی مربوط را انجام می‌دهند تا چشم‌اندازی دقیق در خصوص نحوه اجرا و کیفیت کار داشته باشند. برای محاسبه وزن دقیق آهن آلات روش‌های مختلف دستی، آنلاین، کاتالوگ‌های فنی، جداول وزنی، وب‌سایت تولیدکنندگان، فروشگاه‌های آنلاین آهن و سایر مراجع معتبر وجود دارد. مدیران پروژه بر حسب سرعت و دقت مورد نیاز خود یک یا چند مورد را به شکل ترکیبی استفاده می‌کنند.
روش‌های دستی و نرم‌افزاری محاسبه وزن
محاسبه وزن انواع آهن آلات به روش‌های مختلفی انجام می‌گیرد و حتی می‌توان بر حسب نوع آن (میلگرد، نبشی، تیرآهن،….) فرمول و جدول‌های خاصی را استفاده کرد. متداول‌ترین این روش‌ها به شرح زیر هستند:
فرمول‌های استاندارد محاسبه وزن مقاطع فولادی
فرمول‌های دستی یکی از روش‌های ساده محاسبه وزن آهن‌آلات هستند. برای این کار کافی است بعد از استخراج اطلاعات کلی مانند طول، عرض، ضخامت و چگالی فولاد (۷.۸۶ گرم بر سانتی‌متر مکعب) از فرمول محاسبه وزن زیر استفاده کرد:
ضخامت (میلی‌متر)× عرض (متر) × طول (متر) ×۷.۸۶ = وزن مقطع فولادی (کیلوگرم)
نقش چگالی فولاد در دقت محاسبات
همان طور که در فرمول مشخص است، چگالی یا وزن مخصوص فولاد به‌طور استاندارد ۷.۸۶ کیلوگرم بر متر مکعب است. در برخی فرمول‌ها این عدد را ۸ کیلوگرم بر متر مکعب نیز در نظر می‌گیرند. اما در بیشتر موارد در حالت واقعی به‌دلیل تغییر در ترکیب مواد اولیه مانند کربن، کروم و نیکل در آلیاژ فولاد، این چگالی کمتر یا بیشتر می‌شود. بنابراین تفاوت‌هایی نیز در محاسبه وزن محاسبه شده و وزن واقعی وجود خواهد داشت. برای رفع این موضوع استفاده از چگالی دقیق کارخانه تولیدکننده در فرمول و جداول وزنی خاص تهیه شده توسط آن‌ها می‌تواند میزان خطای محاسباتی در این فرمول را به حداقل برساند.
ابزارهای آنلاین محاسبه وزن آهن‌آلات
بسیاری از فروشندگان معتبر محاسبهگرهای آنلاینی را در وب‌سایت‌های خود برای محاسبه وزن آهن آلات قرار داده‌اند. خریداران می‌توانند با ورود اطلاعات عمومی مانند طول، عرض، ضخامت، چگالی انواع مختلف آهن‌آلات به راحتی وزن را محاسبه کنند. برای محاسبه آنلاین وزن با این ابزارها کافی است حتما از اعتبار وب‌سایت اطمینان حاصل پیدا کرد تا وزن کالا با دقت محاسبه شود.
مزایای استفاده از ابزارهای آنلاین محاسبه وزن
ابزارهای آنلاین این حسن را دارند که برای محاسبه وزن نیازی به جستجو در ردیف‌های جداول وزنی معمول یا جدول اشتال ندارید. در نتیجه بدون صرف زمان زیاد، به‌راحتی می‌توان در زمان خرید آهن‌الات با محاسبه وزن، کیفیت آن‌را بررسی کرد. با استفاده از این ابزارها وزن آهن آلات مورد نظر با درصد خطای کم و به سرعت قابل محاسبه است.
جداول وزن آهن‌آلات
جداول وزنی یکی از ابزارهای محاسباتی دقیق وزن هستند که با توجه به استانداردهای صنعتی بین‌المللی یا ملی تهیه می‌شوند. با استفاده از این جداول می‌توان بر حسب نوع آهن آلات و مشخصات فیزیکی هر یک، وزن آن‌را با دقت بالایی به دست آورد. بسیاری از تولیدکنندگان و کارخانجات معتبر، جدول‌های مخصوصی متناسب با محصول تولیدی خود دارند. به‌عنوان مثال جدول وزنی فولاد مبارکه اصفهان یا فولاد اکسین اهواز برای ورق سیاه بر حسب ابعاد مختلف آن متفاوت است.
همچنین کارخانجات ذوب‌آهن اصفهان یا ناب تبریز جدول وزنی مخصوص خود را برای سایزهای مختلف تیرآهن دارند. بنابراین لازم است جداول مربوط را بر حسب کارخانه تولیدکننده آن از فروشنده یا تامین‌کننده آهن آلات درخواست کرد و بر اساس آن مقایسه‌ها و بررسی های مربوط را انجام داد. در قسمت انواع مختلف جدول اشتال، می توانید جدول های اشتال را برای مقاطع فولادی مختلف ببینید.
جدول اشتال و اهمیت آن در محاسبات وزنی
جدول اشتال یک جدول وزنی مرجع است که در آن وزن آهن‌آلات به صورت مجزا بر اساس استانداردهای بین‌المللی در آن ذکر شده است. از آنجا که استانداردهای جهانی بسیار دقیق و با توجه به بالاترین کیفیت مواد اولیه و آلیاژی در آهن‌آلات تعیین می‌شوند، در بیشتر موارد تفاوت‌هایی با وزن استاندارد محصولات تولیدی کارخانجات داخل دارند.
هر اندازه وزن محصولات تولیدی در حالت واقعی به مقادیر جداول اشتال وزنی نزدیک‌تر باشد، محصول دارای کیفیت بالاتر از لحاظ استانداردهای بین المللی است. به عنوان مثال وزن آهن و میلگرد تولیدی فولاد مبارکه اصفهان بسیار به جدول اشتال نزدیک است و در صورتی‌که پروژه اجرایی مد نظر حساس باشد، استفاده از محصولات تولیدی این کارخانه می‌تواند در گزینه اول خرید قرار گیرد.
تفاوت اصلی جدول اشتال با جدول وزنی، تعداد پارامترهای محاسبه شده موجود در آن‌ها است. در جداول کارخانجات علاوه بر وزن فقط یک پارامتر(به عنوان مثال سایز میلگرد یا طول و عرض ورق) در آن وجود دارد. اما در جدول اشتال، اطلاعات فنی دقیقی بر حسب نوع آهن‌آلات مانند تحمل بار، میزان گشتاور در جهت‌های مختلف، تحمل بار و ابعاد ارائه می‌شود.
نرم‌افزارهای محاسباتی تعیین وزن آهن‌آلات
برای انجام محاسبات دقیق مهندسی نرم‌افزارهای مختلفی وجود دارد. متداول‌ترین آن‌ها Tekla Structure، SAP2000 یا Etab است که در آن وزن مقاطع بر حسب ابعاد و چگالی یا وزن مخصوص فولاد و آهن تعیین می‌شود. البته این نرم‌افزارها بسیار تخصصی هستند و به‌عنوان مدلسازی و مدیریت پروژه‌های ساختمانی و صنعتی کاربرد دارند.
علت تفاوت وزن محاسبه‌شده و واقعی در آهن‌آلات
تعیین وزن آهن‌آلات با روش‌های تئوریک تفاوت اندکی با شرایط واقعی تولید آن‌ها دارد. بنابراین بهتر است با در نظر گرفتن همه جوانب نسبت به خرید کالای مورد نظر اقدام کرد. مهم‌ترین دلایل تفاوت وزن تئوری و واقعی به شرح زیر است:
۱.ابعاد آهن آلات دارای کمی تلورانس وزنی در تولید هستند که همین موضوع اختلاف اندکی را در محاسبات تئوریک ایجاد می‌کند.
۲. چگالی فولاد در فرمول‌های و محاسبات تئوری معمولا ۷.۸۶ گرم بر سانتی‌متر مکعب لحاظ می‌شود. در حالی که با توجه به روش تولید و ترکیب آلیاژهای سبک و سنگین در فولادسازی مورد استفاده تفاوت‌هایی در واقعیت وجود دارد.
۳. برخی فرایندها مانند جوشکاری، برش یا نورد گرم بر وزن واقعی آهن‌آلات تاثیر می‌گذارند. این دسته از عملیات در حین یا پس از فرایند تولید به‌خصوص یکی از فاکتورهای تاثیرگذار در ضخامت ورق و در نتیجه وزن آن است.
۴. پوشش‌های محافظ مانند گالوانیزه یا رنگ در محاسبات تئوریک در نظر گرفته نمی‌شوند. بنابراین وزن واقعی در این موارد نسبت به وزن محاسباتی بیشتر است و باید به نقش پوشش‌های محافظ در وزن توجه کرد.
۵. آهن‌آلاتی که دارای سطح مقطع نامنظم هستند، همواره وزن واقعی آن‌ها با وزن محاسبه شده متفاوت است.
بهترین کار برای به حداقل رساندن این تفاوت در صورت نیاز می‌توان از نرم‌افزارهای مهندسی یا جداول وزنی تولیدکنندگان معتبر استفاده کرد.
چالش‌های محاسبات وزن در پروفیل‌های توخالی
محاسبات دقیق وزن نبشی، وزن پروفیل‌ها یا سایر مقاطع توخالی مانند قوطی، لوله به ساختار هندسی و مواد اولیه آن‌ها بسیار بستگی دارد. بنابراین ممکن است برای تعیین وزن آن‌ها به چالش‌های زیر برخورد کنیم:
۱.این مقاطع، فضایی توخالی دارند که هنگام محاسبه دقیق وزن باید حجم این فضا و ضخامت دیواره‌ها را در نظر گرفت.
۲. در برخی مقاطع توخالی ضخامت دیواره‌ها ممکن است متفاوت باشند که محاسبه دقیق وزن را دشوارتر می‌کند.
۳. از آنجا که مقاطع توخالی شکل هندسی مختلفی مانند دایره، مستطیل یا مربع دارند، فرمول محاسبه وزن برای هر یک متفاوت است.
۴. در برخی مقاطع بعد از سرد شدن یا عملیات پردازش نهایی، ممکن است تغییراتی در ابعاد ایجاد و ضخامت مقاطع توخالی شود که بر وزن آن‌ها تاثیر می‌گذارد.
۵. روش تولید مقطع (نورد گرم، سرد، اکستروژن) بر توزیع مواد در سطح مقطع و محاسبه دقیق وزن تاثیر می‌گذارد.
برای رفع این چالش‌ها بهترین کار استفاده از فرمول‌های استاندارد و مراجعه به جداول وزنی تولیدکنندگان معتبر و شناخته شده است.
جمع‌بندی پایانی
محاسبه دقیق وزن آهن‌آلات در پروژه‌ها، شاخص مهمی در برآورد هزینه کل و همچنین ارزیابی کیفی محصول هنگام خرید است. برای این کار از فرمول‌های دستی، جداول وزنی کارخانجات، جدول اشتال، محاسبهگرهای آنلاین و نرم‌افزارهای خاص مهندسی استفاده می‌شود. البته همواره تفاوت‌های نه چندان چشمگیری در تعیین محاسبات وزن تئوریک و واقعی وجود دارد که مدیران پروژه و مهندسان با توجه به نیاز و تجربه خود ارزیابی نهایی در این مورد را انجام می‌دهند.
با سالها سابقه در عرصه فولاد و آهن آلات، برای شما می نویسیم. تا نوشته های ما، راهنمایی برای شما باشد و اطلاعات شما را در این رابطه افزایش دهد. چون معتقدیم که دانش بیشتر شما، باعث اتخاذ تصمیم بهینه خواهد شد.
