Оцинкованный лист применяется в строительстве, автомобилестроении, машиностроении, при изготовлении металлоконструкций, тары, товаров народного потребления и т.д. Толщина, ширина, механические характеристики, качество покрытия и другие показатели оцинкованного металлопроката регламентируются требованиями национальных и международных стандартов, таких как ДСТУ EN 10346, ASTM A653/A653M, ГОСТ 14918 и др. Один из важных параметров, который необходимо учитывать, выбирая лист оцинкованный – вес квадратного или погонного метра металлопроката. Однако в действующих нормативно-технических документах на поставку такой продукции подобная информация отсутствует. Поэтому потребителям остается только выполнять ориентировочный расчет с применением теоретических параметров. При этом также следует учитывать толщину защитного слоя цинкового покрытия, которое существенно отличается по плотности от стальной основы.
Зачем покупателю знать вес оцинкованного листа? Этот параметр пригодится для того, чтобы:
- правильно рассчитывать нагрузки на несущие конструкции;
- определить стоимость металла, поскольку в большинстве случаев цена на оцинкованные листы рассчитывается исходя из их массы;
- выбрать подходящий метод крепления, например, при выполнении кровельных и фасадных работ;
- подобрать необходимый транспорт для перевозки проката и т.д.
Теоретический вес оцинкованного листа
Лист оцинкованный ГОСТ и другие группы стандартов относят к прокату с защитным покрытием. Его получают путем нанесения на поверхность основы из углеродистой или низколегированной стали тонкого металлического слоя, который представляет собой сплав цинка с другими металлами. Покрытие наносится либо путем погружения стальной полосы в расплав, либо с применением гальванических методов. В зависимости от выбранной технологии и конечного применения варьируется как толщина слоя, так и его химический и структурный состав.
Теоретический вес листа оцинкованного, как и любого другого изделия, можно рассчитать путем умножения удельной массы (плотности) и объема. Сложность такого расчета для плоского проката с цинковым покрытием заключается в следующем:
- Плотность стальной основы и цинкового слоя отличаются: средняя плотность для нелегированной стали составляет 7850 кг/м³, плотность чистого цинка – 7133 кг/м³. При этом, в случае использования в качестве покрытия сплавов цинка с алюминием, магнием, свинцом или другими элементами, плотность поверхностного слоя значительно изменяется, что приводит к погрешности определения массы изделия.
- Толщина и, соответственно, масса защитного слоя непостоянны. Во-первых, они зависят от выбранного класса оцинкования и допустимых для него предельных отклонений, которые оговариваются нормативной документацией. Во-вторых, на них влияют качество исходного сырья, особенности технологического оборудования и точность контрольных приборов при изготовлении проката с покрытием.
- Толщина и масса стальной основы также может существенно разниться. Для изготовления оцинкованного рулона и листа может использоваться как горячекатаный, так и холоднокатаный прокат. Предельные отклонения по толщине у этих двух видов разные: для горячекатаной продукции их диапазон почти в два раза шире, чем для холоднокатаной.
Поэтому теоретический вес оцинкованной стали - весьма приблизительный показатель. Точную массу листового проката с покрытием можно определить исключительно путем взвешивания с применением соответствующего поверенного весового оборудования и методик, оговоренных стандартами на поставку такой продукции.
Толщина и масса цинкового покрытия в соответствии с ДСТУ EN 10346
| Обозначение покрытия | Плотность покрытия, г/см3 | Теоретическое значение толщины покрытия с одной стороны, мкм | Минимальная масса покрытия с двух сторон, г/м2 | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Диапазон | Типовое значение | По одной точке | Среднее по трем точкам | ||
| Z100 | 7,1 | 5-12 | 7 | 85 | 100 |
| Z140 | 7-15 | 10 | 120 | 140 | |
| Z200 | 10-20 | 14 | 170 | 200 | |
| Z225 | 11-22 | 16 | 195 | 225 | |
| Z275 | 13-27 | 20 | 235 | 275 | |
| Z350 | 17-33 | 25 | 300 | 350 | |
| Z450 | 22-42 | 32 | 385 | 450 | |
| Z600 | 29-55 | 42 | 510 | 600 | |
Как рассчитать вес оцинкованного листа?
Формула для расчета веса 1 квадратного метра оцинкованного листа (и любого другого раскроя) включает две основные составляющие – массу стальной основы и массу металлического покрытия:
Mобщ = Мст + Мц, где:
Mобщ — масса листа оцинкованного, кг;
Мст — масса стальной основы, кг;
Мц — масса защитного цинкового покрытия, кг;
Массы основы и цинкового слоя рассчитываются, исходя из их номинальных объемов и теоретической плотности:
Мобщ = ρст х Vст + ρц х Vц, где:
ρст – теоретическая плотность стали, равная 7,85 г/см3 (7850 кг/м3);
Vст – объем стальной основы, рассчитанный по номинальным размерам с применением формулы для прямоугольного параллелепипеда, см3 (м3);
ρц – теоретическая плотность цинкового сплава (в соответствии с EN 10346 она составляет 7,1 г/см3 или 7100 кг/м3);
Vц – объем цинкового слоя, рассчитанный по номинальным размерам с применением формулы для прямоугольного параллелепипеда, см3 (м3).
С целью упрощения расчетов для оцинкованной продукции, поставляемой по ДСТУ EN 10346, в качестве массы цинкового слоя можно использовать минимальную массу покрытия с двух сторон, которая приведена в таблице 12 стандарта.
Пример расчета
Предположим, что нам нужно определить, сколько весит лист оцинкованный толщиной 0,5 мм, шириной 1 м и длиной 1 м, с защитным покрытием класса Z140 по EN 10346.
Взглянув в таблицу, представленную выше, определяем, что типичное значение толщины покрытия для данного класса – 10 мкм с одной стороны. Учитывая то, что лист имеет две стороны с покрытием, данное значение следует удвоить. Вычитанием толщины цинкового покрытия из общей толщины продукта получаем номинальную толщину стальной основы: 0,5 – 2 х 0,01 = 0,48 мм.
Объем каждой из составляющих определяется умножением толщины на ширину и длину; значения теоретической плотности стали и цинка даны в стандарте. Возьмем размеры в метрах, плотность в кг/м3 и подставим полученные значения в формулу массы оцинкованного проката:
Mобщ = 7850 х 0,00048х1х1 + 7100 х 0,00002х1х1 = 3,768 + 0,142 = 3,910 кг.
Таким образом, ориентировочная масса квадратного метра оцинкованного листа толщиной 0,5 мм с покрытием Z140 составит чуть менее 4 кг. Изменение теоретического веса проката с цинковым покрытием в зависимости от класса покрытия представлено в таблице ниже.
Зависимость расчетной массы 1 м2 оцинкованного листа от толщины цинкового покрытия (для продукции толщиной 0,5 мм по ДСТУ EN 10346)
| Обозначение покрытия | Типичная толщина цинкового покрытия с двух сторон, мм | Расчетная масса цинкового покрытия на 1м2, кг | Номинальная толщина стальной основы, мм | Расчетная масса стальной основы на 1м2, кг | Общая масса 1 м2 оцинкованного листа, кг |
|---|---|---|---|---|---|
| Z100 | 0,014 | 0,099 | 0,486 | 3,815 | 3,914 |
| Z140 | 0,020 | 0,142 | 0,480 | 3,768 | 3,910 |
| Z200 | 0,028 | 0,199 | 0,472 | 3,705 | 3,904 |
| Z225 | 0,032 | 0,227 | 0,468 | 3,674 | 3,901 |
| Z275 | 0,040 | 0,284 | 0,460 | 3,611 | 3,895 |
| Z350 | 0,050 | 0,355 | 0,450 | 3,533 | 3,888 |
Как видно из таблицы, с увеличением толщины защитного слоя цинка общая масса продукции снижается весьма незначительно.
Еще раз обращаем внимание потребителей, что данные расчеты являются исключительно приблизительными и не учитывают фактические геометрические параметры оцинкованного проката, точность его изготовления и равномерность нанесения покрытия. Для определения точного веса продукции следует использовать измерительное оборудование и методы, указанные в стандартах.
