الضغط الاسمي (PN) ومستوى الرطل الأمريكي (Lb) هما طريقتان للتعبير عن الضغط، ويكمن الفرق بينهما في أن الضغط المُمثل يُقابل درجة حرارة مرجعية مختلفة. يشير نظام PN الأوروبي إلى الضغط عند 120 درجة مئوية، بينما يشير المعيار الأمريكي إلى الضغط عند 425.5 درجة مئوية. لذلك، في التطبيقات الهندسية، لا يُمكن إجراء تحويل بسيط للضغط. على سبيل المثال، يجب أن يكون الضغط في الفئة 300 هو 2.1 ميجا باسكال عند التحويل البسيط. ولكن، إذا أُخذت درجة حرارة التشغيل في الاعتبار، سيزداد الضغط المُقابل. ووفقًا لاختبار مقاومة المادة للحرارة والضغط، فإن القياس يُعادل 5.0 ميجا باسكال.
يوجد نوعان من أنظمة الصمامات: الأول هو نظام "الضغط الاسمي" المُعتمد في ألمانيا (بما في ذلك الصين)، والذي يعتمد على ضغط التشغيل المسموح به عند درجة حرارة الغرفة (100 درجة مئوية في بلدي و120 درجة مئوية في ألمانيا). أما الثاني فهو نظام "درجة الحرارة والضغط" المُعتمد في الولايات المتحدة، والذي يعتمد على ضغط التشغيل المسموح به عند درجة حرارة معينة. في نظام درجة الحرارة والضغط الأمريكي، باستثناء صمام 150 رطل/بوصة مربعة (150 رطل/بوصة مربعة = 1 ميجا باسكال)، تعتمد المستويات الأخرى على 454 درجة مئوية. يبلغ الإجهاد المسموح به لصمام الفولاذ الكربوني رقم 25 من فئة 150 رطل/بوصة مربعة (150 رطل/بوصة مربعة = 1 ميجا باسكال) 1 ميجا باسكال عند 260 درجة مئوية، بينما يكون الإجهاد المسموح به عند درجة حرارة الغرفة أكبر بكثير من 1 ميجا باسكال، حيث يبلغ حوالي 2.0 ميجا باسكال. لذلك، وبشكل عام، فإن مستوى الضغط الاسمي المقابل للمعيار الأمريكي 150 رطل هو 2.0 ميجا باسكال، ومستوى الضغط الاسمي المقابل لـ 300 رطل هو 5.0 ميجا باسكال، وهكذا. لذلك، لا يمكن تحويل الضغط الاسمي ودرجة الحرارة ودرجات الضغط بشكل عشوائي وفقًا لصيغة تحويل الضغط.
PN هو رمز متعلق بالضغط يُعبَّر عنه بالأرقام، وهو عدد صحيح مُقَرَّب مناسب للرجوع إليه. PN هو رقم مقاومة الضغط بالميغاباسكال، وهو يُعادل تقريبًا درجة الحرارة العادية، وهو الضغط الاسمي الذي يُستخدم عادةً.صمامات صينية. لصمامات التحكم معصمام من الفولاذ الكربونيبالنسبة لأجسام الصمامات، يشير هذا إلى أقصى ضغط تشغيل مسموح به عند استخدامها في درجات حرارة أقل من 200 درجة مئوية؛ أما بالنسبة لأجسام صمامات الحديد الزهر، فيشير إلى أقصى ضغط تشغيل مسموح به عند استخدامها في درجات حرارة أقل من 120 درجة مئوية؛ وأقصى ضغط تشغيل مسموح به للتطبيقات التي تقل درجة حرارتها عن 250 درجة مئوية. عند ارتفاع درجة حرارة التشغيل، تقل مقاومة جسم الصمام للضغط. يُعبّر عن الضغط الاسمي في الصمامات الأمريكية القياسية بالباوند، وهو ناتج حسابي لدرجة الحرارة والضغط معًا لمعدن معين، ويُحسب وفقًا لمعيار ANSI B16.34. السبب الرئيسي لعدم وجود تطابق تام بين فئة الباوند والضغط الاسمي هو اختلاف أساس درجة الحرارة لكل منهما. عادةً ما نستخدم برامج حاسوبية للحساب، ولكننا نحتاج أيضًا إلى معرفة كيفية استخدام الجداول للتحقق من المقاييس. تستخدم اليابان بشكل أساسي قيمة K للإشارة إلى مستوى الضغط. بالنسبة لضغط الغاز، في الصين، نستخدم عمومًا وحدة الكتلة "كجم" (بدلاً من "جين")، والوحدة هي الكيلوجرام. وحدة الضغط المقابلة هي "كجم/سم²"، ويعني كيلوغرام واحد من الضغط أن كيلوغرامًا واحدًا من القوة يؤثر على سنتيمتر مربع واحد. وبالمثل، في الدول الأخرى، تُستخدم وحدة "psi" لقياس ضغط الغاز، ووحدتها هي "1 باوند/بوصة مربعة"، أي "باوند لكل بوصة مربعة". الاسم الكامل باللغة الإنجليزية هو باوند لكل بوصة مربعة. ولكن من الشائع استخدام وحدة الكتلة مباشرةً، وهي الباوند (Lb.)، وهي في الواقع وحدة باوند. هذه هي قوة الباوند المذكورة سابقًا. يمكن حسابها بتحويل جميع الوحدات إلى وحدات مترية: 1 psi = 1 باوند/بوصة مربعة ≈ 0.068 بار، 1 بار ≈ 14.5 psi ≈ 0.1 ميجا باسكال. تستخدم دول مثل أوروبا والولايات المتحدة وحدة psi. في الفئتين 600 و1500، توجد قيمتان مختلفتان تتوافقان مع المعيار الأوروبي والمعيار الأمريكي. يُعدّ ضغط 11 ميجا باسكال (الموافق لفئة 600 رطل) معيارًا أوروبيًا، وهو مُحدد في معيار "ISO 7005-1-1992 حواف فولاذية"؛ بينما يُعدّ ضغط 10 ميجا باسكال (الموافق لفئة 600 رطل) معيارًا أمريكيًا، وهو المعيار الوارد في معيار ASME B16.5. لذا، لا يُمكن الجزم بأن فئة 600 رطل تُقابل ضغط 11 ميجا باسكال أو 10 ميجا باسكال، إذ تختلف معايير الأنظمة المختلفة.
يوجد نوعان رئيسيان من أنظمة الصمامات: الأول هو نظام "الضغط الاسمي" المُعتمد في ألمانيا (بما في ذلك بلدي)، والذي يعتمد على ضغط التشغيل المسموح به عند درجة حرارة الغرفة (100 درجة مئوية في بلدي و120 درجة مئوية في ألمانيا). أما الثاني فهو نظام "درجة الحرارة والضغط" المُعتمد في الولايات المتحدة، والذي يعتمد على ضغط التشغيل المسموح به عند درجة حرارة معينة. في نظام درجة الحرارة والضغط الأمريكي، باستثناء صمام 150 رطلًا (150Lb) الذي يعتمد على 260 درجة مئوية، تعتمد المستويات الأخرى على 454 درجة مئوية. على سبيل المثال، يبلغ الإجهاد المسموح به لصمام فولاذي كربوني 25 بوزن 150 رطلًا (150Lb) 1 ميجا باسكال عند 260 درجة مئوية، بينما يكون الإجهاد المسموح به عند درجة حرارة الغرفة أكبر بكثير من 1 ميجا باسكال، حيث يبلغ حوالي 2.0 ميجا باسكال. لذلك، وبشكل عام، فإن مستوى الضغط الاسمي المقابل للمعيار الأمريكي 150 رطل هو 2.0 ميجا باسكال، ومستوى الضغط الاسمي المقابل لـ 300 رطل هو 5.0 ميجا باسكال، وهكذا. لذلك، لا يمكن تحويل الضغط الاسمي ودرجة الحرارة ودرجات الضغط بشكل عشوائي وفقًا لصيغة تحويل الضغط.
نظراً لاختلاف أساس درجة الحرارة للضغط الاسمي وتصنيف الضغط، فلا توجد مطابقة دقيقة بينهما. يوضح الجدول المطابقة التقريبية بينهما.
تاريخ النشر: 31 أغسطس 2023