چگالی ورق گالوانیزه چگونه محاسبه می‌شود؟

اگر بخواهیم محاسبات دقیقی برای وزن داشته باشیم، چگالی ورق گالوانیزه متفاوت است. اما برای محاسبات معمول وزن ورق گالوانیزه فولادی، چگالی تقریبی ۷۸۵۰ کیلوگرم بر مترمکعب در نظر گرفته می‌شود که معادل ۷٫۸۵ گرم بر سانتی‌متر مکعب است. در واقع این عدد به چگالی فولاد پایه اشاره دارد، نه لزوماً چگالی دقیق ورق گالوانیزه؛ زیرا این محصول از فولاد و پوشش روی تشکیل شده است و جرم و حجم هر دو جزء در مقدار نهایی نقش دارند. برای برآورد وزن می‌توان از چگالی متعارف فولاد استفاده کرد، اما محاسبات دقیق‌تر به ضخامت مبنای فولاد و جرم پوشش نیز نیاز دارند. در این مطلب، تفاوت این مقادیر، فرمول محاسبه وزن و روش استفاده از آن‌ها بررسی می‌شود.

برای آشنایی با ساختار و مشخصات این محصول، می‌توانید مطلب ورق گالوانیزه چیست را نیز مطالعه کنید.

چگالی ورق گالوانیزه چقدر است؟

چگالی فولاد کربنی متداول حدود ۷۸۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب و چگالی روی حدود ۷۱۴۰ کیلوگرم بر متر مکعب است. از آنجا که پوشش گالوانیزه از روی تشکیل می‌شود و چگالی آن از فولاد کمتر است، چگالی مؤثر ورق پوشش‌دار را نباید در همه شرایط دقیقا برابر با چگالی فولاد خالص دانست.

بااین‌حال، اختلاف چگالی این دو ماده و سهم نسبتاً کم پوشش روی در ساختار ورق باعث می‌شود که عدد ۷۸۵۰ کیلوگرم بر مترمکعب، مبنای مناسبی برای بسیاری از محاسبات متداول باشد. توجه داشته باشید که این عدد برای محاسبه تقریبی وزن ورق گالوانیزه استفاده می‌شود و لزوما چگالی واقعی و اندازه‌گیری‌شده هر ورق نیست.

برای تعیین چگالی مؤثر ورق گالوانیزه باید جرم کل فولاد و پوشش روی بر حجم کل محصول تقسیم شود. در نتیجه، صرف دانستن چگالی فولاد پایه برای محاسبه کاملاً دقیق کافی نیست؛ به‌خصوص زمانی که ضخامت اعلام‌شده شامل پوشش نیز باشد.

فرمول محاسبه چگالی ورق گالوانیزه چیست؟

چگالی، نسبت جرم یک ماده به حجمی است که اشغال می‌کند. بنابراین، برای محاسبه آن باید جرم و حجم نمونه مشخص باشند. جرم با کیلوگرم یا گرم، حجم با مترمکعب یا سانتی‌مترمکعب و چگالی با کیلوگرم بر مترمکعب یا گرم بر سانتی‌مترمکعب بیان می‌شود. فرمول محاسبه چگالی به شکل زیر است:

چگالی = جرم ÷ حجم

یا

ρ = m / V

که در آن:

•   ρ: چگالی ماده
•   m: جرم نمونه 
•  V: حجم نمونه است.

اما در محاسبات خرید ورق، معمولاً هدف اندازه‌گیری چگالی نیست؛ بلکه خریدار می‌خواهد با استفاده از چگالی مرجع فولاد، وزن ورق را تخمین بزند. برای این کار، ابتدا حجم ورق از حاصل‌ضرب طول، عرض و ضخامت آن محاسبه می‌شود و سپس در چگالی فولاد ضرب می‌شود. 

فرمول محاسبه جرم تقریبی ورق برابر است با:

جرم (kg) = طول (m) × عرض (m) × ضخامت (m) × چگالی (kg/m³)

از آنجا که ضخامت ورق معمولاً بر حسب میلی‌متر بیان می‌شود، با در نظر گرفتن چگالی فولاد برابر با ۷۸۵۰ کیلوگرم بر مترمکعب، می‌توان از فرمول کاربردی زیر استفاده کرد:

فرمول محاسبه جرم با ضخامت میلی‌متری:

جرم تقریبی (kg) = طول (m) × عرض (m) × ضخامت (mm) × ۷٫۸۵

در این فرمول، طول و عرض برحسب متر و ضخامت برحسب میلی‌متر وارد می‌شوند و نتیجه برحسب کیلوگرم به دست می‌آید. این محاسبه وزن فولاد پایه را نشان می‌دهد و وزن پوشش روی را جداگانه در نظر نمی‌گیرد. 

چگونه وزن ورق گالوانیزه را با استفاده از چگالی محاسبه کنیم؟

با استفاده از فرمول کاربردی بالا می‌توان وزن تقریبی ورق گالوانیزه را بر اساس طول، عرض و ضخامت آن محاسبه کرد. در ادامه، دو روش رایج محاسبه وزن را با مثال بررسی می‌کنیم: 

محاسبه وزن ورق گالوانیزه با ضخامت ۱ میلی‌متر

فرض کنید یک ورق گالوانیزه با طول ۲ متر، عرض ۱ متر و ضخامت ۱ میلی‌متر دارید. با قرار دادن این مقادیر در فرمول، وزن تقریبی ورق به شکل زیر محاسبه می‌شود:

۲ × ۱ × ۱ × ۷٫۸۵ = ۱۵٫۷ کیلوگرم

محاسبه:

۲ × ۱ × ۱ × ۷٫۸۵ = ۱۵٫۷ کیلوگرم

بنابراین، وزن تقریبی این ورق ۱۵٫۷ کیلوگرم است.  البته وزن واقعی معمولا به دلیل تفاوت ضخامت واقعی با مقدار اسمی، تلرانس تولید و مشخصات پوشش روی کمی متفاوت خواهد بود. 

محاسبه وزن هر متر مربع ورق گالوانیزه

برای محاسبه وزن هر مترمربع ورق، طول و عرض را هر دو برابر یک متر در نظر می‌گیریم. در نتیجه، وزن تقریبی هر مترمربع با ضرب ضخامت ورق بر حسب میلی‌متر در عدد ۷٫۸۵ به دست می‌آید. 

فرمول محاسبه وزن هر مترمربع ورق گالوانیزه:

وزن هر مترمربع (kg) = ضخامت (mm) × ۷٫۸۵

جدول زیر وزن تقریبی هر مترمربع ورق گالوانیزه را در ضخامت‌های متداول نشان می‌دهد:

توجه داشته باشید که اعداد جدول، وزن تقریبی بخش فولادی ورق را نشان می‌دهند و وزن پوشش روی در آن‌ها محاسبه نشده است. بنابراین، وزن واقعی ورق گالوانیزه کمی بیشتر خواهد بود. برای مشاهده وزن ورق‌ها در ابعاد و ضخامت‌های مختلف، به جدول وزن ورق گالوانیزه پیوان مراجعه کنید

آیا چگالی ورق گالوانیزه با ورق سیاه متفاوت است؟

ماده پایه ورق سیاه و ورق گالوانیزه معمولاً فولاد است؛ بنابراین، چگالی فولاد در محاسبات رایج هر دو محصول حدود ۷۸۵۰ کیلوگرم بر مترمکعب در نظر گرفته می‌شود. تفاوت اصلی این دو محصول در پوشش سطحی آن‌هاست: ورق گالوانیزه یک لایه روی دارد، اما ورق سیاه معمولاً فاقد این پوشش است.

لایه روی به وزن ورق گالوانیزه اضافه می‌شود و باعث می‌شود چگالی آن کمی با فولاد بدون پوشش تفاوت داشته باشد. اما این اختلاف زیاد نیست و برای محاسبات معمول، چگالی هر دو را حدود ۷۸۵۰ کیلوگرم بر مترمکعب در نظر گرفته میشود. اگر وزن دو ورق با ابعاد یکسان متفاوت باشد، علاوه بر پوشش روی، باید ضخامت واقعی آن‌ها را هم در نظر گرفت.

برای آشنایی بیشتر با تفاوت این دو محصول، می‌توانید مقاله تفاوت ورق سیاه و گالوانیزه را مطالعه کنید.

 چه عواملی بر وزن و چگالی مؤثر ورق گالوانیزه تأثیر می‌گذارند؟

وزن و چگالی ورق گالوانیزه به عوامل متفاوتی بستگی دارند. جنس فولاد و مقدار پوشش روی، چگالی مؤثر محصول را تعیین می‌کنند؛ اما طول، عرض و ضخامت ورق بر حجم و وزن نهایی آن اثر می‌گذارند. به همین دلیل، هنگام محاسبه وزن یا مقایسه دو ورق گالوانیزه، باید این مشخصات را جداگانه بررسی کرد.

 جنس و ترکیب فولاد پایه

ورق گالوانیزه از فولاد ساخته می‌شود و ترکیب شیمیایی فولاد بر چگالی آن اثر میگذارد.البته برای فولادهای کربنی رایج، معمولاً چگالی ۷۸۵۰ کیلوگرم بر مترمکعب مبنای محاسبات قرار می‌گیرد.

در محاسبات معمول خرید ورق گالوانیزه، استفاده از همین مقدار برای تخمین وزن کافی است. اما اگر به محاسبات مهندسی با دقت بالا نیاز باشد، باید چگالی واقعی فولاد مورد استفاده را از مشخصات فنی آن بررسی کرد.

ضخامت پوشش روی

ورق گالوانیزه با یک لایه روی پوشانده می‌شود تا سطح فولاد در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی محافظت شود. این لایه بخشی از جرم نهایی ورق را تشکیل می‌دهد؛ بنابراین، هرچه مقدار روی بیشتری بر سطح ورق قرار بگیرد، جرم کل محصول نیز بیشتر می‌شود.

در مشخصات فنی باید بین ضخامت پوشش و جرم پوشش تفاوت قائل شد. ضخامت پوشش، میزان ضخامت لایه روی را نشان می‌دهد و معمولاً با میکرومتر اندازه‌گیری می‌شود؛ اما جرم پوشش، مقدار روی به‌کاررفته در واحد سطح ورق است و با گرم بر مترمربع بیان می‌شود. برای مثال، کد Z275 نشان‌دهنده جرم اسمی ۲۷۵ گرم پوشش روی در هر مترمربع از ورق، با احتساب هر دو سطح آن است.

ضخامت ورق فولادی

هرچه ضخامت فولاد پایه بیشتر باشد، در هر مترمربع از ورق، مقدار بیشتری فولاد وجود دارد و در نتیجه وزن آن افزایش پیدا می‌کند. برای مثال، وزن فولاد پایه در هر مترمربع ورق با ضخامت ۲ میلی‌متر، تقریباً دو برابر ورق یک‌میلی‌متری با جنس یکسان است.

توجه داشته باشید که افزایش ضخامت، وزن ورق را تغییر می‌دهد، نه چگالی فولاد را. چگالی به جنس ماده مربوط است؛ اما ضخامتِ بیشتر به معنای استفاده از حجم و جرم بیشتری از آن ماده است.

 ابعاد ورق گالوانیزه

طول و عرض ورق، مساحت آن را مشخص می‌کنند و بر وزن کل محصول اثر دارند. اگر جنس فولاد، ضخامت و مقدار پوشش دو ورق یکسان باشد، ورقی که طول یا عرض بیشتری دارد، وزن بیشتری خواهد داشت.

برای مثال، دو ورق گالوانیزه با ضخامت و پوشش یکسان، اما در ابعاد متفاوت، چگالی مؤثر یکسانی دارند؛ اما ورق بزرگ‌تر به دلیل مساحت و حجم بیشتر، سنگین‌تر است. 

 تأثیر پوشش روی بر وزن ورق گالوانیزه چقدر است؟

میدانیم که پوشش روی، علاوه بر محافظت از فولاد در برابر زنگ‌زدگی، بخشی از وزن نهایی ورق گالوانیزه را تشکیل می‌دهد. مقدار این پوشش معمولا با عنوان جرم پوشش و برحسب گرم بر مترمربع در مشخصات فنی محصول درج می‌شود. در بسیاری از استانداردها، این عدد مجموع جرم روی در دو طرف ورق را نشان می‌دهد، نه مقدار پوشش در هر طرف.

برای محاسبه وزن پوشش روی در یک ورق با مساحت مشخص، می‌توان از فرمول زیر استفاده کرد:

جرم پوشش (kg) = مساحت ورق (m²) × جرم پوشش اعلام‌شده (g/m²) ÷ ۱۰۰۰

برای مثال، اگر مساحت ورق ۲ مترمربع و رده پوشش آن Z275 باشد، جرم پوشش روی به شکل زیر محاسبه می‌شود:

۲ × ۲۷۵ ÷ ۱۰۰۰ = ۰٫۵۵ کیلوگرم

بنابراین، جرم پوشش روی این ورق حدود ۵۵۰ گرم است. این مقدار به جرم فولاد پایه اضافه می‌شود تا جرم کل ورق به دست آید.

نکته مهم این است که اگر ضخامت ورق را با احتساب پوشش روی در فرمول قرار می‌دهید، وزن پوشش روی نیز در محاسبه لحاظ شده است. بنابراین، نباید دوباره وزن پوشش را به عدد به‌دست‌آمده اضافه کنید؛ چون وزن روی دو بار محاسبه می‌شود. برای محاسبه جداگانه وزن فولاد و پوشش روی، باید ابتدا ضخامت فولاد را از ضخامت کل ورق تفکیک کنید.

تفاوت چگالی و وزن مخصوص ورق گالوانیزه چیست؟

چگالی و وزن مخصوص به هم مرتبط هستند، اما معنی یکسانی ندارند. چگالی نشان می‌دهد یک ماده در حجم مشخص، چه مقدار جرم دارد و واحد آن کیلوگرم بر مترمکعب (kg/m³) است. اما وزن مخصوص به نیرویی اشاره دارد که وزن ماده به دلیل نیروی جاذبه ایجاد می‌کند و با نیوتن بر مترمکعب (N/m³) سنجیده می‌شود.

در بازار آهن، ممکن است فروشندگان از اصطلاح «وزن مخصوص» برای اشاره به چگالی استفاده کنند. اما در محاسبه وزن ورق گالوانیزه، منظور همان چگالی فولاد است که برای محاسبات معمول، حدود ۷۸۵۰ کیلوگرم بر مترمکعب در نظر گرفته می‌شود.

چگالی ورق گالوانیزه چه کاربردی دارد؟

چگالی ورق گالوانیزه فقط یک عدد در مشخصات فنی محصول نیست؛  با دانستن چگالی و ابعاد ورق، می‌توان پیش از خرید وزن تقریبی آن را محاسبه کرد. این اطلاعات همچنین برای تخمین هزینه حمل‌ونقل و محاسبه وزن ورق‌هایی که در ساختمان استفاده می‌شوند، به کار می‌رود. از طرف دیگر، مقایسه وزن محاسبه شده با وزن واقعی ورق نشان می‌دهد که آیا تفاوتی میان مشخصات اسمی و محصول تحویلی وجود دارد یا خیر.

محاسبه وزن ورق پیش از خرید

با داشتن طول، عرض و ضخامت ورق و همچنین چگالی فولاد، میتوان وزن تقریبی آن را محاسبه کرد. این محاسبه ابتدا وزن بخش فولادی ورق را به دست می‌دهد. سپس با در نظر گرفتن جرم پوشش روی، وزن تقریبی محصول نهایی را تخمین زده میشود. به این ترتیب، خریدار پیش از ثبت سفارش وزن موردنیاز خود را برآورد می‌کند.

محاسبه هزینه حمل‌ونقل

هزینه و نحوه حمل ورق گالوانیزه به وزن کل سفارش و ظرفیت وسیله نقلیه بستگی دارد. با محاسبه وزن تقریبی هر ورق و در نظر گرفتن تعداد آن‌ها، وزن کل محموله را محاسبه می‌گردد. این اطلاعات برای انتخاب خودروی مناسب و اطمینان از اینکه بار از ظرفیت مجاز آن بیشتر نیست، اهمیت دارد.

برآورد بار مرده در سازه

وزن ورق گالوانیزه در محاسبه بار مرده سازه، یعنی وزن اجزایی که به‌طور دائمی در ساختمان باقی می‌مانند، در نظر گرفته می‌شود. برای مثال، ورق‌های استفاده شده در پوشش سقف یا دیواره‌ها بخشی از وزن دائمی سازه را تشکیل می‌دهند. البته محاسبه بار، فقط به وزن ورق محدود نیست و باید وزن سایر اجزا و ضوابط فنی و استانداردهای سازه‌ای نیز در آن لحاظ شود. 

بررسی وزن واقعی و اسمی ورق

وزن اسمی ورق بر اساس ابعاد و ضخامت درج شده در مشخصات محصول محاسبه می‌شود؛ اما وزن واقعی آن معمولا کمی متفاوت است. دلیل این اختلاف به “تفاوت ضخامت واقعی با ضخامت اسمی یا مقدار پوشش روی” برمی‌گردد. به همین دلیل، وزن محاسبه‌ شده همیشه با عدد ثبت‌شده روی باسکول یکسان نیست. برای بررسی این اختلاف باید مشخصات ورق و وزن اندازه‌گیری شده را با هم مقایسه کرد. 

جمع‌بندی

چگالی مرجع فولاد پایه ورق گالوانیزه حدود ۷۸۵۰ کیلوگرم بر مترمکعب است. این عدد برای محاسبه تقریبی وزن ورق کاربرد دارد؛ اما وزن نهایی محصول به ابعاد، ضخامت واقعی و مقدار پوشش روی نیز بستگی دارد. بنابراین، برای محاسبات معمول می‌توان از چگالی ۷۸۵۰ استفاده کرد، ولی برای رسیدن به وزن دقیق‌تر باید مشخصات فولاد پایه و پوشش روی را هم در نظر گرفت. برای بررسی وزن ورق در ضخامت‌های مختلف، می‌توانید جدول وزن ورق گالوانیزه را مشاهده کنید.