MPa (ميغا باسكال) و psi (قوة الرطل لكل بوصة مربعة) كلاهما مقياس للضغط أو الإجهاد؛ MPa هي الوحدة المترية للنظام الدولي للوحدات (1 MPa = 1,000,000 باسكال = 1 نيوتن/مم²) و psi هي الوحدة الإمبراطورية/الأمريكية العرفية (1 psi ≈ 6,894.757 باسكال). بالنسبة للبيانات الهندسية وبيانات المواد، سترى عادةً القوة معطاة بوحدة MPa (أو نيوتن/مم²) على المستوى الدولي وبوحدة psi (أو ksi) في المصادر الأمريكية القديمة - يمكنك التحويل بالضبط باستخدام 1 ميجا باسكال = 145.03773773 رطل لكل بوصة مربعة (≈145.0377.0377) أو 1 رطل لكل بوصة مربعة = 6,894.7572931783 باسكال.

التعريفات - ما هي MPa وPPSi يعني

ميجا باسكال (ميجا باسكال). الباسكال (Pa) هو الوحدة المشتقة من النظام الدولي للوحدات للضغط والإجهاد، ويعرف بأنه نيوتن واحد لكل متر مربع (1 باسكال = 1 نيوتن/م²). يساوي الميجاباسكال (MPa) 10⁶ باسكال ويستخدم على نطاق واسع في الهندسة لأن الباسكال نفسه صغير جدًا؛ وفي الخواص الميكانيكية والأعمال الإنشائية فإن وحدة الباسكال هي الوحدة التقليدية.

رطل لكل بوصة مربعة (psi). يرمز الاختصار الشائع "psi" إلى قوة الرطل لكل بوصة مربعة (lbf/in²). وهو الضغط الناتج عن قوة رطل واحد من القوة المؤثرة على مساحة بوصة مربعة واحدة وهو منتشر في الولايات المتحدة وفي المواصفات التاريخية لمعدات ومواد الضغط.

(من وجهة نظر الأبعاد، كلاهما وحدة ضغط أو إجهاد: القوة مقسومة على المساحة. والفرق هو فقط نظام الوحدة والمقياس).

قواعد التحويل السريع والعوامل الدقيقة

هذه هي التحويلات التي ستستخدمها في أغلب الأحيان:

• 1 ميجا باسكال = 1 نيوتن/مم² (هذا التكافؤ دقيق لأن 1 ميجا باسكال = 1,000,000 نيوتن/م² ويوجد 1,000,000 مم² في 1 متر مربع).

• 1 ميجا باسكال = 145.03773773 رطل لكل بوصة مربعة (≈ 145.0377).

• 1 رطل لكل بوصة مربعة = 6,894.7572931783 باسكال (≈ 6,894.7573 باسكال).

• 1 كيلو باسكال = 1,000 رطل لكل بوصة مربعة = 6.894757 ميجا باسكال (مفيد لقوة الشد المعبر عنها بـ ksi في الأدبيات الأمريكية).

ملاحظات حول الدقة: بالنسبة لمعظم الأعمال الهندسية يتم التقريب إلى 3-6 أرقام معنوية حسب التفاوتات (على سبيل المثال، 1 ميجا باسكال = 145.038 رطل لكل رطل لكل ثلاثة أرقام عشرية). بالنسبة لمعايرة الأجهزة أو المستندات القانونية اتبع قواعد التقريب القياسية في طريقة الاختبار المعمول بها (ASTM/ISO).

جدول التحويل المرجعي السريع (سهل الاستخدام)

(تستند قيم الجدول إلى 1 ميجا باسكال = 145.03773773 رطل لكل بوصة مربعة).

الصيغ والأمثلة العملية

معادلات التحويل الأساسية

• من MPa إلى psi:

  رطل=ميجا باسكال×145.03773773

• من رطل لكل بوصة مربعة إلى ميجا باسكال

  ميجا باسكال=رطل÷145.03773773

• من سيسي إلى باسا

  با=رطل×6894.7572931783

• من باسكال إلى ميجا باسكال

  ميجا باسكال=با÷1000000

مثال 1 - تحويل قوة الشد: تسجل درجة الصلب مقاومة الخضوع 250 ميجا باسكال. بالرطل لكل بوصة مربعة

250 ميجا باسكال×145.03773773≈36,259.43 رطل

لذلك يتم تقديم هذا عادةً على أنه 36.26 ksi.

مثال 2 - تحويل الضغط: نظام هيدروليكي بقوة 2,500 رطل لكل بوصة مربعة:

2,500÷145.03773773≈17.236 ميجا باسكال

لذا فإن نظام 2,500 رطل لكل بوصة مربعة يساوي حوالي 17.24 ميجا باسكال.

استخدم المعاملات الدقيقة (أعلاه) عندما تحتاج إلى تحويلات يمكن تتبعها ؛ التقريب فقط للعرض المتسق مع دقة الرسم أو المواصفات.

العلاقة بالوحدات الأخرى (بار، كيلو باسكال، ضغط جوي (atm)، كيلو باسكال، كيلو باسكال، نيوتن/مم²)

وتتيح لك هذه المعادلات التنقل بين وحدات الضغط المستخدمة في المجالات الهيدروليكية والمعايير والمجالات الجيوتقنية وصحائف الخصائص المعدنية دون أخطاء دلالية.

لماذا يستخدم المهندسون عادةً MPa - ولماذا لا يزال psi موجوداً

مزايا MPa

• تتوافق MPa (وعائلة النظام الدولي للوحدات الأوسع نطاقًا) مع الوحدات الأساسية للنظام الدولي للوحدات المستخدمة في الفيزياء وعلوم المواد؛ فالحسابات التي تمزج بين الإجهاد والمعامل وكثافة الطاقة تكون أبسط عندما يستخدم كل شيء النيوتن والمتر. بالنسبة لقوة الشد والإخضاع، فإن MPa يكافئ مباشرةً نيوتن/مم² مما يجعل حساب الإجهاد المقطعي أنيقًا.

سبب استمرار psi

• لا تزال العديد من الرموز الأمريكية وأدبيات الماكينات والمطبوعات الهيدروليكية القديمة ومواصفات المعدات تستخدم البوصة والرطل؛ أما كتيبات الصيانة وأوجه مقاييس الضغط وبعض وثائق API/ASME فتستخدم البوصة المربعة (psi). في الصناعات التي تهيمن فيها الوثائق القديمة (النفط والغاز، والمكونات الهيدروليكية الميدانية)، لا تزال الرطل والبوصة المربعة والـ ksi قيد الاستخدام اليومي.

نصيحة عملية: قم دائمًا بتسجيل الوحدة في الرسومات وتقارير الاختبار ومواصفات المشتريات. عند إرسال خواص المواد إلى مشترٍ دولي، قم بتضمين كل من MPa وPSi لتجنب سوء التفسير.

معايير اختبار MPa، psi ومعايير اختبار المواد (ASTM، ISO)

في اختبار الشد وشهادات المواد يتم توحيد اختيار الوحدة في اختبار الشد وشهادات المواد:

• ASTM E8 / E8M (اختبار الشد للمعادن) تقبل القيم في كلا النظامين؛ تستخدم ASTM E8 تاريخيًا وحدات البوصة البوصة المربعة (psi) بينما تستخدم E8M وحدات النظام الدولي للوحدات (MPa). تعد قواعد تقريب القراءة وهندسة العينة جزءًا من المعيار.

• ISO 6892-1 (المواد الفلزية - اختبار الشد في درجة حرارة الغرفة) يحدد الإبلاغ بوحدة MPa (نيوتن/مم²) ويعطي إجراءات لمعدلات الإجهاد وطرق الاختبار المستخدمة دوليًا. بالنسبة للمشتريات والاعتمادات العالمية غالباً ما تكون صياغة ووحدات ISO حاسمة.

مثال عملي: سيعطي تقرير الاختبار من المعمل الذي يتبع المواصفة القياسية ISO 6892-1 قوة الخضوع وقوة الشد القصوى بوحدة MPa (نيوتن/مم²). يمكن للعميل الأمريكي أن يطلب المعادلة بوحدة psi أو ksi: التحويل أعلاه دقيق وشائع الاستخدام في شهادات المطابقة.

أجهزة القياس ومحولات الطاقة وملاحظات المعايرة

محولات الضغط عادةً ما توفر مخرجات بوحدات متعددة؛ تسمح معظم محولات الطاقة القابلة للتكوين باختيار كيلو باسكال أو ميجا باسكال أو رطل لكل بوصة مربعة أو بار أو ملي بار. عند تحديد المستشعرات لنظام ما، اختر الوحدة التي تبسط تفسير المشغل (على سبيل المثال، رطل لكل بوصة مربعة للمشغل الميداني المعتاد على الوحدات الإمبراطورية؛ وMPa لمنصات الاختبار المعملية).

المعايرة وإمكانية التتبع

• بالنسبة للمقاييس القانونية والمعايرة المختبرية، يجب اتباع سلسلة تتبع المعهد الوطني للمقاييس (NMI) (على سبيل المثال، المعهد الوطني للمعايير والمقاييس في الولايات المتحدة). يكون التحويل بين الوحدات رياضيًا، ولكن يجب أن تكون معايرة الأداة قابلة للتتبع إلى المعايير الأولية لضمان الدقة.

نصيحة اختيار محول الطاقة: قم بمطابقة فئة دقة المستشعر ونطاق التشغيل المتوقع؛ تجنب استخدام محول طاقة بمقياس كامل أعلى بكثير من نقطة التشغيل لأن الدقة والدقة قد تتأثر.

المزالق الشائعة والأخطاء الشائعة في التقريب والمواصفات

1. ملصقات الوحدات المفقودة - الرسومات التي تذكر "العائد = 250" غامضة: 250 ماذا؟ اذكر دائمًا MPa أو psi.

2. التقريب غير المتطابق - يمكن أن يؤدي تحويل قيمة MPa المقربة إلى رطل لكل بوصة مربعة وإعادة التقريب إلى رطل لكل بوصة مربعة إلى أخطاء صغيرة؛ حيثما أمكن التحويل من القياس الخام وليس من التسمية المقربة.

3. الخلط بين الضغط مقابل القوة - لا تخلط بين النيوتن (القوة) والباسكال (القوة لكل وحدة مساحة). خطأ نموذجي في الحسابات الميدانية.

4. على افتراض تكافؤ "بار" و"MPa" بدون تحويل - 1 بار = 0.1 ميجا باسكال، وليس 1 ميجا باسكال.

5. استخدام معايير اختبار غير متسقة - قد تحدد المواصفة القياسية ISO و ASTM هندسة العينات المختلفة واصطلاحات الإبلاغ؛ تحقق من المعيار المرجعي للعقد قبل إجراء اختبارات الشد.

جداول هندسية مفيدة: خواص المواد بوحدة MPa و psi

فيما يلي أرقام تمثيلية - استخدمها فقط للتوجيه السريع؛ راجع دائمًا شهادات المواد للحصول على القيم الدقيقة والمعتمدة.

الجدول أ - نطاقات القوام التمثيلي

(التحويلات: MPa × 145.0377 ≈ 145.0377 ≈ psi). هذه نطاقات هندسية تقريبية؛ يجب استخدام شهادات المواد والمعايير للتصميم.

الجدول ب - نطاقات نظام الضغط المشترك (للاختيار)

استخدم هذه النطاقات لمطابقة موانع التسرب والتجهيزات ومحولات الضغط.

سير العمل العملي: ما هي الوحدة التي يجب اختيارها ومتى

• التصميم في البيئات المترية (الدولية والمعملية والبحثية): استخدام MPa / N/مم² طوال الوقت. يوفر تحويلات الوحدات ويقلل من مخاطر عدم التطابق مع أوراق بيانات المواد.

• العمل مع المعدات الأمريكية القديمة أو الفرق الميدانية: قدم كلتا القيمتين ولكن استخدم رطل لكل بوصة مربعة على لوحات التحكم وواجهات المقاييس إذا كان الطاقم معتادًا على الوحدات الإمبراطورية.

• المشتريات والشهادات: تضمين كل من الوحدات في أوامر الشراء وشهادات المطابقة (على سبيل المثال، "قوة الخضوع: 250 ميجا باسكال (36.26 كيلو باسكال)"، والإشارة صراحةً إلى معيار الاختبار (ASTM E8 / ISO 6892-1) الذي تتبعه الشهادة.

الأسئلة الشائعة

1. Q: هل MPa هو نفسه N/مم²؟
   A: نعم، 1 ميجا باسكال = 1 نيوتن/مم² بالضبط. هذا هو المعادل القياسي المستخدم في اختبار المواد.

2. Q: كم رطل من البوصة المربعة في 1 ميجا باسكال؟
   A: 1 ميجا باسكال = 145.03773773 رطل لكل بوصة مربعة (استخدم 145.038 لثلاث منازل عشرية).

3. Q: كم ميجا باسكال في 1,000 رطل لكل 1,000 رطل لكل بوصة مربعة؟
   A: 1,000 رطل لكل بوصة مربعة ≈ 6.894757 ميجا باسكال (1,000 ÷ 145.03773773).

4. Q: هل يجب أن تستخدم شهادات المواد MPa أم psi؟
   A: استخدم الوحدة المطلوبة بموجب العقد أو المعيار الحاكم. تفضل عقود المنظمة الدولية لتوحيد المقاييس/العقود الأوروبية وحدة MPa؛ ولا يزال بعض العملاء في الولايات المتحدة يطلبون psi/ksi. أدرج كلاهما في حالة الشك.

5. Q: ما الوحدة المستخدمة لمعامل يونج؟
   A: يتم الإبلاغ عن معامل يونج في معظم الأدبيات بوحدة GPa (جيجا باسكال) أو MPa (عندما تكون القيم منخفضة). بالنسبة للصلب E ≈ 210 جيجا باسكال (وليس رطل لكل بوصة مربعة).

6. Q: إذا كان الرسم يسرد 250 عائدًا، كيف يمكنني التحقق من الوحدات؟
   A: تأكد من رأس المستند أو ملاحظة المواصفات؛ إذا لم يتم تحديدها، استفسر من المؤلف - لا تفترض أبدًا. إذا كان الرسم يشير إلى ISO/ASTM، استخدم الوحدات التي تحددها تلك المعايير.

7. Q: هل التحويلات دقيقة أم تقريبية؟
   A: معاملات التحويل الرياضية دقيقة للثوابت العددية المحددة (1 بوصة = 0.0254 م بالضبط). عادةً ما يتم تقديم القيم العملية بأرقام معنوية محدودة. بالنسبة للعمل القابل للتتبع استخدم العوامل الدقيقة.

8. Q: كيف يمكن تحويل قراءة المقياس بوحدة رطل لكل بوصة مربعة إلى ميجا باسكال لحلقة تحكم آلية؟
   A: استخدم معامل التحويل الدقيق في المجلس التشريعي الفلسطيني: MPa = رطل لكل بوصة مربعة ÷ 145.03773773. تنفيذ القياس في تخطيط المدخلات التناظرية/الرقمية والتحقق من المعايرة بعد التهيئة.

9. Q: هل البار أم الكيلوباسكال أفضل للهواء المضغوط؟
   A: وكلاهما شائعان؛ الكيلوباسكال/بار مناسب لأن ضغوط نظام الهواء معتدلة. 1 بار = 100 كيلو باسكال = 0.1 ميجا باسكال. اختر أيهما يتطابق مع اصطلاحات المشغل ومقاييس الأداة.

10. Q: كيف تؤثر قواعد التقريب ASTM وISO على التحويلات؟
    A: وتحدد معايير مثل ASTM E8 اصطلاحات التقريب (على سبيل المثال، أقرب 1 ميجا باسكال أو 100 رطل لكل بوصة مربعة حسب النطاق). عند تحويل بيانات الاختبار للشهادات، اتبع قواعد التقريب والإبلاغ الخاصة بالمعيار.

أمثلة التحويل العملي لعلماء المعادن

مثال: تحويل مواصفات الصلب

تظهر المواصفات: الحد الأدنى للإنتاجية 355 ميجا باسكال. المشتري يريد رطل لكل بوصة مربعة.

1. اضرب: 355 × 145.145.03773773 = 51,441.38 رطل لكل بوصة مربعة.

2. تطبيق تقريب الشهادة حسب ASTM/ISO (على سبيل المثال، التقريب إلى أقرب 100 رطل لكل بوصة مربعة أو كما ينص المعيار): تقديمها على أنها 51,400 رطل لكل بوصة مربعة (إذا كان التقريب إلى 100 رطل لكل بوصة مربعة) أو 51.44 كيلو باسكال حسب الدقة المتوقعة.

مثال: الضغط الميداني

يظهر مقياس الضغط 3000 رطل لكل بوصة مربعة. للحساب الهندسي تحتاج إلى MPa:

3000 ÷ 145.03773773 ≈ 20.68 ميجا باسكال.

نصائح لتجنب الأخطاء في الشراء والاختبار

• الإصرار على أن تتضمن تقارير اختبار المواد (MTRs) مرجع معيار الاختبار (ASTM E8، ISO 6892-1، إلخ) وعلامة الوحدة.

• بالنسبة للتجارة الدولية ضع كلا الوحدتين على طلبات الشراء وشهادات المطابقة. مثال على ذلك: "مقاومة الخضوع: 355 ميجا باسكال (دقيقة) / 51,441 رطل لكل بوصة مربعة (دقيقة)."

• في جداول البيانات، احتفظ بعمود وحدة قياسية واحدة (على سبيل المثال، MPa) وحساب التحويلات تلقائيًا؛ لا تقم بإعادة كتابة الأرقام المحولة يدويًا.

الملخص الختامي

• احفظ العاملين الأساسيين: 1 ميجا باسكال ≈ 145.0377 رطل لكل بوصة مربعة و 1 ميجا باسكال = 1 نيوتن/مم².

• قم دائمًا بتسمية الوحدات على الرسومات والشهادات.

• ارجع إلى معيار الاختبار (ASTM E8 / ISO 6892-1) عند إعطاء قوة المادة أو طلب إجراء اختبار ميكانيكي.

• بالنسبة لإمكانية التتبع والمعايرة اعتمد على مراجع القياس الوطنية (NIST أو ما يعادلها) عندما تكون الدقة مهمة.

مراجع موثوقة

• NIST - تحويلات وحدة الضغط وتدفق الغاز (مختبر القياس الفيزيائي التابع للمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا والابتكار (NIST))
• ISO 6892-1:2019 - المواد المعدنية - اختبار الشد في درجة حرارة الغرفة (ISO)
• ASTM E8 / E8M - طرق الاختبار القياسية لاختبار الشد للمواد المعدنية (ASTM International)
• ويكيبيديا - رطل لكل بوصة مربعة (رطل لكل بوصة مربعة) (الخلفية والتحويلات والسياق)