Вес 1 метра стального квадрата

Квадрат считается проще любого другого профиля: площадь сечения S = a², масса метра m = a² × ρ. Для квадрата 20×20 это 4 см² × 7,85 г/см³ = 31,4 г/см, то есть 3,14 кг/м – ровно табличное значение ГОСТ 2591-2006. Памятка для устного счёта: m ≈ 0,00785 × a², где a в миллиметрах.

Опорные значения по ходовому ряду: 10×10 – 0,785 кг/м, 12×12 – 1,13, 14×14 – 1,54, 16×16 – 2,01, 20×20 – 3,14, 25×25 – 4,91, 30×30 – 7,07, 40×40 – 12,56, 50×50 – 19,63 кг/м.

Из формулы видно то, что часто упускают в спецификациях: масса растёт как квадрат стороны. Квадрат 20×20 весит 3,14 кг/м, а 40×40 – не вдвое больше, а вчетверо: 12,56 кг/м. Ошибка в размере на один шаг сортамента даёт не проценты, а десятки процентов по массе, и на длинной спецификации это выливается в лишние тонны.

Плотность 7850 кг/м³ – справочное усреднённое значение для углеродистой и низколегированной стали. Квадрат катают из Ст3, Ст20, 09Г2С, реже из нержавеющих марок; для 12Х18Н10Т и 08Х18Н10 справочники дают 7920–7930 кг/м³, и метр выходит почти на процент тяжелее. Расчёт нержавейки по 7850 занижает массу.

«Квадратом» в заявках называют два совершенно разных изделия, и цена ошибки здесь больше, чем на любой другой странице раздела. Сплошной квадрат 40×40 по ГОСТ 2591-2006 весит 12,56 кг/м. Квадратная профильная труба 40×40×2 – 2,33 кг/м. Разница в 5,4 раза, и никакие допуски или скругления рядом с ней не стоят.

Отличить в заявке просто по числу размеров. У сплошного квадрата их два: 40×40 – это сторона и сторона. У трубы три: 40×40×2, где третье число – толщина стенки. Позиция «квадрат 40×40» без третьего числа означает сплошной пруток; если в строке стоит стенка, речь о трубе, и считать надо по другой формуле.

На практике путаница идёт в обе стороны: снабженец пишет «квадрат 40», имея в виду трубу, а прайс отдаёт пруток – и наоборот. Когда в заявке нет третьего размера, но масса позиции по спецификации явно мала, это верный признак, что имелась в виду труба.

Формула для замкнутого профиля и опорные значения по сечениям – в отдельном материале, см. вес профильной трубы.

Главный вклад даёт допуск на сторону сечения, и он двусторонний, а не только минусовой. ГОСТ 2591-2006 для стороны 20 мм класса точности Б1 задаёт симметричные ±0,35 мм, а для стороны 40 мм класса В1 – несимметричные +0,4/−1,0 мм. В пересчёте на массу это диапазон от −3,5 до +3,5 % для 20 мм и от −4,9 до +2,0 % для 40 мм. То есть квадрат, прокатанный по верхней границе допуска, тяжелее расчётного – утверждение «реальный квадрат всегда легче идеального» неверно.

Скругление углов, о котором обычно вспоминают первым, у квадрата почти ничего не значит. При радиусе 2 мм на стороне 40 оно съедает около 0,2 % сечения, при 3 мм – 0,5 %. Сравните с полосой, где притупление углов у узких толстых сечений доходит до 2–4 %: там оно значимо именно из-за малой площади сечения, а у квадрата 40×40 площадь велика и доля углов теряется.

Остальное добавляют скручивание прутка по длине и окалина после горячей прокатки. У калиброванного квадрата по ГОСТ 8559-75 допуски жёстче, и фактическая масса ближе к расчётной.

ГОСТ 2591-2006 задаёт длину не одним диапазоном, а по группам марок стали. Мерную и кратную длину изготавливают от 2 до 12 м для углеродистой стали обычного качества и низколегированной, от 2 до 6 м для качественной и легированной, от 1 до 6 м для высоколегированной. Немерная длина – от 3 до 13 м.

Практический вывод: диапазон зависит не от размера сечения, а от марки. Заказывая квадрат из легированной стали, не рассчитывайте на двенадцатиметровый пруток – там потолок шесть метров, и потребность разложится по хлыстам иначе.

Кратная длина – несколько ваших длин в одном прутке с припуском на каждый рез; про припуск забывают чаще всего, а он на каждом резе съедает по несколько миллиметров и на партии складывается в заметный метраж.