Znajomość wagi blach, wykonanych z konkretnych gatunków stali, jest kluczowa w planowaniu konstrukcji. Zależy ona bowiem nie tylko od grubości, szerokości i długości, ale także gęstości, na którą wpływa procentowy udział dodatkowych pierwiastków. W tym poradniku szczegółowo omawiamy wagę blach z konkretnych rodzajów stali na czytelnych przykładach.
Blachami stalowymi nazywamy wyroby hutnicze, charakteryzujące się niewielką grubością w stosunku do długości i szerokości. Do produkcji blach wykorzystywana jest stal czarna i nierdzewna. Podstawowe zasady klasyfikacji oraz specyfikację konkretnych blach regulują normy, takie jak EN 10025, EN 10088-2 i ASTM A36. Określają one wymagania techniczne oraz właściwości mechaniczne i skład chemiczny, charakteryzujące konkretny wyrób stalowy.
Blachy wykonane ze stali węglowej (czarnej) znajdują szerokie zastosowanie w budownictwie i przemyśle maszynowym. Stal nierdzewna z kolei, charakteryzująca się wysoką odpornością na korozję, używana jest w produkcji blach do urządzeń chemicznych, spożywczych, a nawet medycznych. Blachy stalowe ocynkowane i blachy wykonane ze stali ocynowanej są powszechnie stosowane w przemyśle motoryzacyjnym, czy konstrukcji dachówek i rynien.
Poszczególne rodzaje blach stalowych różnią się między sobą gęstością, która jest efektem ich składu chemicznego i technologii produkcji. W skład stali może wchodzić m.in. węgiel, mangan, chrom czy nikiel, które poza wprowadzeniem unikalnych właściwości mechanicznych, modyfikują gęstość, a co za tym idzie – wagę blachy.
Znaczenie w kontekście wagi mają również powłoki ochronne, takie jak warstwy cynku, cyny, farb i polimerów. O ile zwykle stosuje się je w niewielkiej ilości, tak w dalszym ciągu będą zwiększały masę jednostkową materiału, którą należy uwzględnić w założeniach konstrukcyjnych. Sam proces hutniczy również odgrywa swoją rolę – blacha może różnić się poziomem porowatości, jednorodnością lub strukturą wewnętrzną, co przekłada się na różnice w masie
By obliczyć wagę blachy stalowej, w pierwszej kolejności musimy znać jej masę:
m (kg) = V x p
gdzie:
V – objętość blachy (grubość x szerokość x długość)
p – gęstość materiału
Objętość blachy jest iloczynem jej wymiarów:
V = L x W x T
gdzie:
L – długość (m)
W – szerokość (m)
T – grubość (mm)
W związku z tym wzór na masę blachy to:
m = L x W x T x p
Współczynnik gęstości stali czarnej wynosi 7,85. W przypadku innych rodzajów stali – np. nierdzewnej – wartość ta może być nieco inna ze względu na obecność dodatku niklu, chromu lub innych metali.
Dla przykładu arkusz blachy o długości 2 metrów, szerokości 1 metra i grubości 4 mm wykonany ze stali czarnej o gęstości 7,85 waży:
m = 2 x 1 x 4 x 7,85 = 62,8 kg
Gęstość stali nierdzewnej jest wyższa niż stali czarnej i wynosi około 7,9-8 kg/m3 w zależności od zawartości stopów pierwiastków, takich jak chrom, nikiel, mangan i molibden. Ich ilość zależy z kolei od konkretnego gatunku – dla przykładu zawartość chromu wynosi minimum 10,5%, a niklu od 8% do 12%.
Zachowując założenia, arkusz blachy nierdzewnej o wymiarach 2 m x 1 m x 4 mm będzie ważył:
m = 2 x 1 x 4 (7,9 | 8) = 63,2 kg do 64 kg
Przy wyliczeniach wagi huty posługują się wagą teoretyczną. Najczęściej waga ta mieści się w przedziale do 8 kg/m3. Przy określaniu grubości blachy, zawsze zakłada się określoną tolerancję, która wynika z tego, że blacha nie ma dokładnie tej samej grubości na całej swojej powierzchni. Przykładowo po bokach grubość blachy może wynosić 9,5 mm, a w środkowej części blachy będzie to 10,5 mm.
