Оцинкований лист застосовується в будівництві, автомобілебудуванні, машинобудуванні, при виготовленні металоконструкцій, тари, товарів народного споживання тощо. Товщина, ширина, механічні характеристики, якість покриття та інші показники оцинкованого металопрокату регламентуються вимогами національних і міжнародних стандартів, таких як ДСТУ EN 10346, ASTM A653/A653M, ГОСТ 14918 та ін. Один із важливих параметрів, який необхідно враховувати, обираючи лист оцинкований — вага квадратного або погонного метра металопрокату. Однак у чинних нормативно-технічних документах на постачання такої продукції подібна інформація відсутня. Тому споживачам залишається лише виконувати орієнтовний розрахунок із застосуванням теоретичних параметрів. При цьому також слід враховувати товщину захисного шару цинкового покриття, яке суттєво відрізняється за густиною від сталевої основи.
Навіщо покупцеві знати вагу оцинкованого листа? Цей параметр стане в пригоді для того, щоб:
- правильно розраховувати навантаження на несучі конструкції;
- визначити вартість металу, оскільки в більшості випадків ціна на оцинковані листи розраховується виходячи з їхньої маси;
- вибрати відповідний метод кріплення, наприклад, при виконанні покрівельних і фасадних робіт;
- підібрати необхідний транспорт для перевезення прокату тощо.
Теоретична вага оцинкованого листа
Лист оцинкований ГОСТ та інші групи стандартів відносять до прокату із захисним покриттям. Його отримують шляхом нанесення на поверхню основи з вуглецевої або низьколегованої сталі тонкого металевого шару, який являє собою сплав цинку з іншими металами. Покриття наноситься або шляхом занурення сталевої смуги в розплав, або із застосуванням гальванічних методів. Залежно від обраної технології та кінцевого застосування варіюється як товщина шару, так і його хімічний і структурний склад.
Теоретична вага листа оцинкованого, як і будь-якого іншого виробу, може бути розрахована шляхом множення питомої маси (густини) та об'єму. Складність такого розрахунку для плоского прокату з цинковим покриттям полягає в наступному:
- Густина сталевої основи та цинкового шару відрізняються: середня густина для нелегованої сталі становить 7850 кг/м³, густина чистого цинку — 7133 кг/м³. При цьому, у разі використання як покриття сплавів цинку з алюмінієм, магнієм, свинцем або іншими елементами, густина поверхневого шару значно змінюється, що призводить до похибки визначення маси виробу.
- Товщина і, відповідно, маса захисного шару непостійні. По-перше, вони залежать від обраного класу оцинкування та допустимих для нього граничних відхилень, які обумовлюються нормативною документацією. По-друге, на них впливають якість вихідної сировини, особливості технологічного обладнання та точність контрольних приладів при виготовленні прокату з покриттям.
- Товщина і маса сталевої основи також можуть суттєво різнитися. Для виготовлення оцинкованого рулону та листа може використовуватися як гарячекатаний, так і холоднокатаний прокат. Граничні відхилення за товщиною у цих двох видів різні: для гарячекатаної продукції їхній діапазон майже вдвічі ширший, ніж для холоднокатаної.
Тому теоретична вага оцинкованої сталі — вельми приблизний показник. Точну масу листового прокату з покриттям можна визначити виключно шляхом зважування із застосуванням відповідного повіреного вагового обладнання та методик, обумовлених стандартами на постачання такої продукції.
Товщина та маса цинкового покриття відповідно до ДСТУ EN 10346
| Позначення покриття | Густина покриття, г/см³ | Теоретичне значення товщини покриття з одного боку, мкм | Мінімальна маса покриття з двох боків, г/м² | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Діапазон | Типове значення | По одній точці | Середнє по трьох точках | ||
| 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 | |
Як розрахувати вагу оцинкованого листа?
Формула для розрахунку ваги 1 квадратного метра оцинкованого листа (і будь-якого іншого розкрою) включає дві основні складові — масу сталевої основи та масу металевого покриття:
Mзаг = Мст + Мц, де:
Mзаг — маса листа оцинкованого, кг;
Мст — маса сталевої основи, кг;
Мц — маса захисного цинкового покриття, кг;
Маси основи та цинкового шару розраховуються виходячи з їхніх номінальних об'ємів і теоретичної густини:
Мзаг = ρст х Vст + ρц х Vц, де:
ρст – теоретична густина сталі, що дорівнює 7,85 г/см3 (7850 кг/м3);
Vст – об'єм сталевої основи, розрахований за номінальними розмірами із застосуванням формули для прямокутного паралелепіпеда, см3 (м3);
ρц – теоретична густина цинкового сплаву (відповідно до EN 10346 вона становить 7,1 г/см3 або 7100 кг/м3);
Vц – об'єм цинкового шару, розрахований за номінальними розмірами із застосуванням формули для прямокутного паралелепіпеда, см3 (м3).
З метою спрощення розрахунків для оцинкованої продукції, що постачається за ДСТУ EN 10346, як масу цинкового шару можна використовувати мінімальну масу покриття з двох боків, яка наведена в таблиці 12 стандарту.
Приклад розрахунку
Припустимо, що нам потрібно визначити, скільки важить лист оцинкований товщиною 0,5 мм, шириною 1 м і довжиною 1 м, із захисним покриттям класу Z140 за EN 10346.
Поглянувши в таблицю, представлену вище, визначаємо, що типове значення товщини покриття для даного класу — 10 мкм з одного боку. Враховуючи те, що лист має два боки з покриттям, це значення слід подвоїти. Відніманням товщини цинкового покриття від загальної товщини продукту отримуємо номінальну товщину сталевої основи: 0,5 – 2 х 0,01 = 0,48 мм.
Об'єм кожної зі складових визначається множенням товщини на ширину та довжину; значення теоретичної густини сталі та цинку наведені в стандарті. Візьмемо розміри в метрах, густину в кг/м3 і підставимо отримані значення у формулу маси оцинкованого прокату:
Mзаг = 7850 х 0,00048х1х1 + 7100 х 0,00002х1х1 = 3,768 + 0,142 = 3,910 кг.
Таким чином, орієнтовна маса квадратного метра оцинкованого листа товщиною 0,5 мм з покриттям Z140 становитиме трохи менше 4 кг. Зміна теоретичної ваги прокату з цинковим покриттям залежно від класу покриття представлена в таблиці нижче.
Залежність розрахункової маси 1 м2 оцинкованого листа від товщини цинкового покриття (для продукції товщиною 0,5 мм за ДСТУ EN 10346)
| Позначення покриття | Типова товщина цинкового покриття з двох боків, мм | Розрахункова маса цинкового покриття на 1м², кг | Номінальна товщина сталевої основи, мм | Розрахункова маса сталевої основи на 1м², кг | Загальна маса 1 м² оцинкованого 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 |
Як видно з таблиці, зі збільшенням товщини захисного шару цинку загальна маса продукції знижується незначно.
Ще раз звертаємо увагу споживачів, що дані розрахунки є виключно приблизними і не враховують фактичні геометричні параметри оцинкованого прокату, точність його виготовлення та рівномірність нанесення покриття. Для визначення точної ваги продукції слід використовувати вимірювальне обладнання та методи, зазначені в стандартах.
