MPa(メガパスカル)とpsi(ポンド・フォース・パー・スクエアインチ)は、どちらも圧力または応力の尺度です。MPaはSIメートル単位(1MPa = 1,000,000 Pa = 1N/mm²)で、psiはインペリアル/米国慣習単位(1psi ≈ 6,894.757Pa)です。エンジニアリングや材料のデータでは、通常、国際的にはMPa(またはN/mm²)で、古い米国の情報源ではpsi(またはksi)で強度が示されています。 145.03773773 psi (≒145.0377)または1 psi = =。 6,894.7572931783 パース.
定義 - MPaとpsiとは? 手段
MPa(メガパスカル)。 パスカル(Pa)は、圧力と応力のSI単位で、1平方メートルあたり1ニュートン(1Pa=1N/m²)と定義されています。メガパスカル(MPa)は10⁶パスカルで、パスカル自体が非常に小さいため、エンジニアリングの分野で広く使われています。
psi(ポンド・フォース・パー・スクエアインチ)。 一般的な略号 "psi "は、ポンド・フォース・パー・スクエアインチ(lbf/in²)の略。これは、1平方インチの面積に1ポンドの力が作用したときに発生する圧力で、米国や圧力機器および材料の歴史的仕様で広く使用されています。
(寸法の観点からは、どちらも圧力または応力の単位であり、力を面積で割ったものである。違いは単位系とスケールだけである)
クイック変換ルールと正確な係数
これらは、あなたが最も頻繁に使用する変換です:
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1 MPa = 1 N/mm² (1MPa=1,000,000N/m²であり、1m²には1,000,000mm²あるので、この等価性は正確である)。
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1 MPa = 145.03773773 psi (≈ 145.0377).
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1 psi = 6,894.7572931783 Pa (6,894.7573Pa)。
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1 ksi = 1,000 psi = 6.894757 MPa (米国の文献ではksiで表される引張強さに有効)。
精度に関する注意事項: ほとんどのエンジニアリング作業では、公差に応じて有効数字3~6桁に丸める(例えば、小数点以下3桁で1MPa=145.038psi)。機器の校正や法的文書については、適用される試験方法(ASTM/ISO)の標準丸め規則に従ってください。
クイックリファレンス換算表(便利)
MPa | サイ | ksi |
---|---|---|
0.1 | 14.5038 | 0.01450 |
1 | 145.0377 | 0.14504 |
5 | 725.1887 | 0.72519 |
10 | 1,450.377 | 1.45038 |
20 | 2,900.755 | 2.90075 |
50 | 7,251.887 | 7.25189 |
100 | 14,503.774 | 14.50377 |
250 | 36,259.434 | 36.25943 |
500 | 72,518.869 | 72.51887 |
(表の値は1MPa=145.03773773psiに基づく)。
公式と実例
基本的な換算式
MPaからpsiへ:
サイ=MPa×145.03773773
psiからMPaへ:
MPa=サイ÷145.03773773
psiからPaへ:
パ=サイ×6894.7572931783
PaからMPaへ:
MPa=パ÷1000000
例1 - 引張強さの換算: 降伏強度が250MPaの鋼種。psi:
250 MPa×145.03773773≈36,259.43 サイ
そのため、一般的には36.26ksiと表示される。
例2-圧力を変換する: 2,500psiの油圧システム:
2,500÷145.03773773≈17.236 MPa
つまり、2,500psiのシステムは約17.24MPaということになる。
トレーサブルな換算が必要な場合は正確な係数(上記)を使用し、図面や仕様書の精度と一致するように表示する場合にのみ丸める。
他の単位(bar、kPa、atm、ksi、N/mm²)との関係
単位 | 人間関係 |
---|---|
1 Pa | 1 N/m² |
1 kPa | 1,000 Pa |
1 MPa | 1,000kPa=1,000,000Pa=1N/mm²。 |
1バー | 100,000 Pa = 0.1 MPa |
1気圧(標準) | 101,325 Pa ≒ 0.101325 MPa |
1 psi | 6,894.757293 Pa ≒ 0.006894757 MPa |
1キロ・シー | 1,000 psi ≒ 6.894757 MPa |
これらの等価性により、水力学、標準、地質工学分野、冶金特性シートで使用される圧力単位間を、意味上の間違いなく移動することができます。
なぜエンジニアはMPaを使うのか?
MPa メリット
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MPa(およびより広範なSIファミリー)は、物理学および材料科学全体で使用されるSI基本単位と一貫しています。応力、弾性率、エネルギー密度が混在する計算は、すべてがニュートンやメートルを使用する場合、より単純になります。引張強さと降伏強さについては、MPaは直接N/mm²と等価であり、断面応力の計算が簡単になります。
超能力が持続する理由
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多くの米国規格、古い機械や油圧の文献、機器の仕様書では、いまだにインチとポンドが使用されています。メンテナンスマニュアル、圧力計のフェース、およびAPI/ASMEの文書の一部はpsiです。レガシー文書が支配的な業界(オイル&ガス、フィールド油圧)では、psiとksiが日常的に使用されています。
実用的なヒント: 図面、試験報告書、調達仕様書には必ず単位を記 入すること。海外の購入者に材料特性を送る場合は、誤解を避けるためにMPaとpsiの両方を記載してください。
MPa、psiおよび材料試験規格(ASTM、ISO)
引張試験と材料認証では、単位選択は標準化されている:
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ASTM E8 / E8M (ASTM E8は歴史的にインチポンド単位(psi)を使用し、E8MはSI単位(MPa)を使用しています。)ASTM E8は歴史的にインチポンド単位(psi)を使用しており、E8MはSI単位(MPa)を使用しています。読み出し丸め規則と試験片形状は規格の一部です。
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ISO 6892-1 (金属材料-室温での引張試験)では、MPa(N/mm²)での報告が規定されており、国際的に使用されるひずみ速度と試験方法の手順が示されています。グローバルな調達と認証においては、ISOの用語と単位がしばしば決定的な決め手となります。
実例: ISO 6892-1に従った試験所からの試験報告書には、降伏強さと極限引張強さがMPa(N/mm²)で記載されています。米国の顧客は、psiまたはksiでの同等性を要求することができます。上記の換算は正確であり、適合証明書で一般的に使用されています。
測定装置、変換器、校正ノート
圧力変換器 ほとんどの設定可能な変換器は、kPa、MPa、psi、bar、またはmbarを選択できます。システム用にセンサを指定する場合は、オペレータの解釈を簡単にする単位を選択します(例えば、インペリアル単位に慣れている現場のオペレータにはpsi、ラボのテストリグにはMPa)。
校正とトレーサビリティ
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法定計量および試験所校正については、国家計量標準機関(NMI)のトレーサビリティチェーン(例えば、米国のNIST)に従う。単位間の変換は数学的なものであるが、機器の校正は精度を保証するために一次標準にトレーサブルでなければならない。
トランスデューサ選択のヒント: センサーの精度クラスと予想される動作範囲を一致させる。分解能と精度が低下する可能性があるため、動作点よりはるかに高いフルスケールのトランスデューサーの使用は避ける。
よくある落とし穴、四捨五入と仕様の間違い
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ユニットラベルの欠落 - 降伏=250」と記載された図面は曖昧である。常にMPaまたはpsiと記載すること。
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丸めの不一致 - 四捨五入されたMPaの値をpsiに変換して丸め直すと、わずかな誤差が生じることがあります。可能であれば、四捨五入されたラベルではなく、生の測定値から変換してください。
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圧力と力の混同 - ニュートン(力)とパスカル(単位面積当たりの力)を混ぜないでください。現場での典型的な計算ミス。
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bar "と "MPa "が等価であると仮定した場合。 - 1バール=0.1MPaであり、1MPaではない。
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一貫性のないテスト基準の使用 - ISOとASTMでは、試験片の形状や報告に関する規定が異なる場合があるため、引張試験を実施する前に契約の参照規格を確認すること。
有用な工学表:MPaとpsiの材料特性
以下の数値は代表的なものです。正確な認定値については、常に材料証明書を参照してください。
表 A - 代表的な強度範囲
素材/コンディション | 代表的なUTS (MPa) | 代表的なUTS (psi) |
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低炭素鋼(構造用) | 350-550 MPa | 50,763-79,768 psi |
軟鋼(熱間圧延) | ~400 MPa | ~58,015 psi |
高強度構造用鋼 | 500-700 MPa | 72,518-101,526 psi |
304ステンレス(焼きなまし) | 515-720 MPa | 74,669-104,427 psi |
6061-T6アルミニウム | ~310 MPa | ~44,963 psi |
コンクリート(圧縮、典型的な構造用) | 20-40 MPa | 2,901-5,801 psi |
鋳鉄(ねずみ鋳鉄、圧縮鋳鉄) | 100-300 MPa | 14,504-43,511 psi |
(換算:MPa × 145.0377 ≈ psi)。設計には材料証明書と規格を使用する必要があります。
表 B - 一般的な圧力システムの範囲(選択用)
申し込み | 代表的な圧力(MPa | 標準圧力(psi |
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自動車用ブレーキシステム | 10-20 MPa | 1,450-2,900 psi |
油圧システム(産業用) | 7-35 MPa | 1,015-5,076 psi |
高圧油圧プレス | 100-350 MPa | 14,504-50,760 psi |
ガスパイプライン(配給) | 0.1-5 MPa | 14.5-725 psi |
シール、継手、圧力変換器の適合には、これらのレンジを使用します。
実践的ワークフロー:いつ、どのユニットを選ぶか
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メートル環境(国際、ラボ、研究)でのデザイン: MPa/N/mm²を使用してください。単位変換の手間を省き、材料データシートとの不一致のリスクを軽減します。
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米国のレガシー機器やフィールドチームと仕事をする: 乗組員がインペリアル単位に慣れている場合、コントロールパネルやゲージの表面にはpsiを使用する。
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調達と証明書: 注文書および適合証明書に両方の単位を記載し(例:「降伏強度:250 MPa (36.26 ksi)」)、証明書が準拠する試験規格(ASTM E8 / ISO 6892-1)を明示する。
よくあるご質問
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Q: MPaはN/mm²と同じですか?
A: はい、1MPa=1N/mm²です。これは材料試験で使用される標準的な等価値です。 -
Q: 1MPaは何psiですか?
A: 1 MPa = 145.03773773 psi(小数点以下3桁は145.038を使用)。 -
Q: 1,000psiは何MPaですか?
A: 1,000 psi ≒ 6.894757 MPa(1,000 ÷ 145.03773773)。 -
Q: 材料証明書はMPaとpsiのどちらを使うべきか?
A: 準拠する契約や規格で要求される単位を使用する。ISO/欧州の契約ではMPaが好まれるが、米国の顧客の中にはpsi/ksiを要求する者もいる。疑問があれば両方を含める。 -
Q: ヤング率の単位は?
A: ほとんどの文献では、ヤング率はGPa(ギガパスカル)またはMPa(値が低い場合)で報告されている。鋼の場合、E≈210GPa(psiではない)。 -
Q: 図面に歩留まりが250と記載されている場合、どのように単位を確認すればよいですか?
A: 文書のヘッダーや仕様の注釈で確認すること。指定がない場合は、作成者に問い合わせること-決して決めつけないこと。図面がISO/ASTMを参照している場合は、それらの規格が規定する単位を使用する。 -
Q: 換算は正確ですか、それとも概算ですか?
A: 数学的な換算係数は、定義された数値定数(1インチ=0.0254m)に対して正確である。実用的な値は、通常、限られた有効桁数で表示されます。トレーサブルな作業には、正確な係数を使用してください。 -
Q: 自動制御ループでゲージの読み値をpsiからMPaに変換するには?
A: PLC で正確な変換係数を使用する。アナログ/デジタル入力マッピングにスケーリングを実装し、構成後に較正を確認する。 -
Q: 空気圧はbarとkPaのどちらが良いですか?
A: どちらも一般的である。空気系統の圧力が中程度であるため、kPa/barが便利である。1 bar = 100 kPa = 0.1 MPa。オペレータの慣例と計器の目盛りに合う方を選んでください。 -
Q: ASTMとISOの丸めルールは換算にどのような影響を与えますか?
A: ASTM E8のような規格では、四捨五入の規則が規定されています(例えば、範囲によって最も近い1 MPaまたは100 psi)。証明書用に試験データを変換する場合は、規格の四捨五入と報告の規則に従ってください。
冶金学者のための作業変換例
例スチール仕様の変換
スペックは以下の通り:最小降伏355MPa。買い手はpsiを希望。
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掛ける:355 × 145.03773773 = 51,441.38 psi。
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ASTM/ISOに従って証明書の丸めを適用する(例えば、100psi未満に丸めるか、規格の通り):予想される精度に応じて、51,400psi(100psiに丸める場合)または51.44ksiと表示する。
例現場圧力
圧力計は3000psiを示す。工学的計算にはMPaが必要です:
3000÷145.03773773≒20.68MPa。
調達とテストで失敗しないためのヒント
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材料試験報告書(MTR)には、試験規格参照(ASTM E8、ISO 6892-1など)と単位ラベルを含めるよう要求すること。
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国際貿易の場合は、注文書と適合証明書に両方の単位を記載する。例「降伏強度:355 MPa(分)/51,441 psi(分)。
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スプレッドシートでは、正規の単位列(MPaなど)を1つ保持し、変換を自動計算する。変換後の数値を手動で再入力しないこと。
クロージング・サマリー
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つの重要な要素を暗記する: 1 MPa ≒ 145.0377 psi そして 1 MPa = 1 N/mm².
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図面や証明書には必ずユニットを表示すること。
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材料強度を示す場合、または機械試験を依頼する場合は、試験規格(ASTM E8 / ISO 6892-1)を参照してください。
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トレーサビリティと校正については、精度が重要な場合、国家計量標準(NISTまたは同等のもの)に頼る。