تُستخدم الأنظمة الهيدروليكية في معظم الآلات الثقيلة. وتشمل هذه الآلات الرافعات والحفارات والجرارات وغيرها. وتستخدم هذه الأنظمة خراطيم لنقل السائل الهيدروليكي تحت الضغط. لكل خرطوم هيدروليكي تصنيف ضغط محدد يُقاس بوحدة MPa أو PSI. ومع ذلك، يبقى السؤال: ماذا تعني وحدتا MPa وPSI في الخرطوم الهيدروليكي؟
هاتان وحدتان مختلفتان تقيسان نفس الشيء: الضغط. ومع ذلك، لا يتم استخدامهما على نطاق عالمي. يُفضل استخدام PSI في بعض أنحاء العالم، بينما تستخدم مناطق أخرى MPa. ويعد فهم هاتين الوحدتين أمرًا بالغ الأهمية لضمان سلامة النظام. في هذا المقال، سأشرح كل ما يتعلق بوحدتي MPa و PSI. لذا، لنبدأ!
أهمية الضغط المناسب في الخراطيم الهيدروليكية
يعتمد تشغيل النظام الهيدروليكي على وجود الضغط المناسب بداخله. يستخدم هذا النظام سائلًا هيدروليكيًّا. وعندما تعمل الآلة، تقوم المضخة بدفع السائل، مما يؤدي إلى توليد الضغط الهيدروليكي. ثم يتدفق السائل عبر الخرطوم الهيدروليكي ويدخل إلى الأسطوانة. تذكر أن كل نظام هيدروليكي يحتوي على أسطوانة مزودة بقضيب.
يدخل السائل إلى الأسطوانة، فيولد ضغطًا، ويؤدي إلى تمديد القضيب. يتحرك هذا القضيب إلى الأمام ويؤدي الحركة المحددة — أي الرفع أو السحب. وبمجرد الانتهاء من المهمة، يتدفق السائل عائدًا من الأسطوانة عبر الخراطيم. ونتيجة لذلك، ينخفض الضغط داخل الأسطوانة، فيتراجع القضيب.
نظرًا لارتفاع ضغط السائل، يجب أن يكون الخرطوم قويًا بما يكفي لتحمله. ولهذا الغرض، يحدد المصنعون حدودًا معينة للضغط في الخراطيم. فإذا بقي الضغط داخل الخرطوم ضمن هذا الحد، فسيكون الخرطوم آمنًا. أما إذا تجاوز الضغط هذا الحد، فقد يتعرض الخرطوم للانهيار. يمكن أن يتسبب الضغط المرتفع جدًّا داخل الخرطوم الهيدروليكي في عدة مشاكل. وتشمل هذه المشاكل التسرب، والتشقق، وحتى انفجار الخرطوم بالكامل.
لا يمثل الضغط المرتفع وحده مشكلة في النظام، بل الضغط المنخفض أيضًا. لماذا؟ لأن الضغط المنخفض جدًّا سيؤدي ببساطة إلى تعطل النظام الهيدروليكي عن العمل بشكل سليم. وتجدر الإشارة إلى أن الضغط المنخفض لا يتسبب في تلف الخرطوم، بينما الضغط المرتفع قد يتسبب في ذلك. لذلك، يجب عليك دائمًا التحقق من الحد الأقصى للضغط المسموح به — سواء كان مقاسًا بالباسكال (PSI) أو بالميغاباسكال (MPa). وهذا يضمن استخدام الخرطوم في التطبيقات التي يظل فيها الضغط ضمن الحدود المسموح بها بأمان.
ما معنى PSI؟
يُشير الاختصار PSI إلى “رطل لكل بوصة مربعة”. بعبارة أخرى، هي وحدة قياس للضغط تشير إلى مقدار الضغط المطبق على كل بوصة مربعة. تخيل وزنًا يبلغ 200 رطل يستقر على مساحة تبلغ بوصة مربعة واحدة. وبالتالي، فإن الضغط على تلك المساحة المحددة سيكون 200 PSI.
لنفترض أنك لديك خرطوم هيدروليكي بحد أقصى للضغط يبلغ 2000 PSI. وهذا يعني أن الخرطوم يمكنه تحمل ضغط يصل إلى 2000 PSI بأمان. إذا تجاوز الضغط هذا الحد، فقد يبدأ الخرطوم في التسرب أو حتى ينفجر في حالة تلف المادة المصنوع منها. تُستخدم وحدة الضغط PSI بشكل شائع في الولايات المتحدة وكندا. تقوم جميع الشركات المصنعة الأمريكية تقريبًا بتصنيف خراطيمها بوحدة PSI. وتعد هذه إحدى الطرق الرئيسية للتعرف على الخرطوم المصنوع في الولايات المتحدة الأمريكية.
ما معنى وحدة MPa في الخراطيم الهيدروليكية؟
يُشير الرمز MPa إلى “ميغاباسكال”، وهي وحدة قياس الضغط المستخدمة في النظام المتري. وهي تُعبِّر أيضًا عن الضغط، لكنها وحدة أصغر قليلاً من PSI. يُعادل الميغاباسكال الواحد 145 PSI. وتُشتق وحدة الميغاباسكال من “باسكال”، وهي أصغر وحدة للضغط. ونظرًا لأن الأنظمة الهيدروليكية تعمل تحت ضغط عالٍ، فإن الميغاباسكال هو وحدة قياس الضغط المستخدمة فيها.
كانت وحدة PSI تُستخدم كجزء من نظام الوحدات الإمبراطوري، وهو نظام شائع في الولايات المتحدة الأمريكية وكندا. ومع ذلك، فإن الميغا باسكال (MPa) هي وحدة مترية، وتُستخدم على نطاق أوسع في أوروبا وآسيا. أما الخراطيم التي تحمل ملصقًا يحدد معدل الضغط بوحدة الميغا باسكال (MPa)، فهي مصنوعة في أوروبا أو آسيا. تستخدم الشركات المصنعة الحديثة كل من وحدة الميغاباسكال (MPa) والبايسل (PSI) لجعل تصنيفات الضغط الخاصة بها أسهل في الفهم على مستوى العالم. وكما ذكرت سابقًا، فإن الميغاباسكال هو أكبر وحدة، ولكنه مشتق من الباسكال.
الميغاباسكال الواحد يساوي 1,000,000 باسكال. في التطبيقات التي تنطوي على ضغط أقل، لا يُستخدم الميغاباسكال. وفي تلك الحالات، يُعد الباسكال هو الوحدة الأكثر شيوعًا. تتعرض جميع الأنظمة الهيدروليكية والخراطيم لضغط مرتفع للغاية. لذا، فإن استخدام وحدات أصغر مثل الباسكال ليس عمليًا على الإطلاق. ولهذا السبب يفضل المصنعون استخدام الميغاباسكال، وهي الوحدة الأكبر. فهذا يجعل عرض تلك القيم البالغة الصعوبة أسهل بكثير ارتفاع الضغط داخل الخرطوم.
ميغا باسكال مقابل رطل لكل بوصة مربعة: هل هما نفس الوحدة؟
نعم. الميجا باسكال (MPa) والرطل لكل بوصة مربعة (PSI) هما وحدتان لقياس الضغط. لذا فهما يقيسان الضغط الدقيق داخل الخرطوم الهيدروليكي. وقد تختلف قراءات الضغط بين هاتين الوحدتين. ومع ذلك، فإن كلاهما يُظهران نفس الضغط الداخلي بوحدات قياس مختلفة. عند النظر إلى القراءات، قد يبدو الضغط المقاس بالرطل لكل بوصة مربعة (PSI) أعلى من الضغط المقاس بالميجا باسكال (MPa)، لكنهما يشيران إلى نفس الضغط.
كما قلت سابقًا، 1 ميجا باسكال يساوي 145 رطل لكل بوصة مربعة. لنفترض أن الحد الأقصى للضغط المسموح به للخرطوم هو 145 رطل لكل بوصة مربعة. ولكن بوحدة الميغا باسكال (MPa)، فإن قيمة الضغط تبلغ 1 ميغا باسكال فقط. يمثل كل من 145 باسكال لكل بوصة (PSI) و1 ميغا باسكال (MPa) نفس الضغط تمامًا. الميغا باسكال (MPa) هي وحدة أكبر، لذا فإن القيمة العددية بالميغا باسكال (MPa) تكون أصغر من تلك بالباسكال لكل بوصة (PSI) لنفس الضغط. لكن اختلاف القراءات لا يؤثر على الضغط داخل الخرطوم.
يكمن الاختلاف الرئيسي بين MPa و PSI في المناطق التي تُستخدم فيها. في الولايات المتحدة وكندا، لا يزال النظام الإمبراطوري هو المعيار السائد، لذا يُقاس الضغط بوحدة PSI. أما في معظم أنحاء العالم الأخرى — مثل أوروبا وآسيا وما إلى ذلك — فيُستخدم النظام المتري، حيث يُعبَّر عن الضغط بالميغاباسكال (MPa).
| ميجاباسكال (MPa) | PSI (رطل لكل بوصة مربعة) |
| 1 | 145 |
| 5 | 725 |
| 10 | 1450 |
| 15 | 2175 |
| 20 | 2900 |
| 21 | 3045 |
| 25 | 3625 |
| 30 | 4350 |
| 35 | 5075 |
| 40 | 5800 |
سيساعدك جدول التحويل هذا على تحويل هاتين الوحدتين وقيمتهما. لنفترض أن ضغطًا أقصى لخرطوم يبلغ 4350 PSI. في نظام الوحدات المترية، سيكون معدل الضغط 30 ميجا باسكال. من الناحية الفنية، يمكنك استخدام إما 4350 PSI أو 30 ميجا باسكال؛ فكلاهما لهما نفس المعنى. يمكن التغلب على اختلاف الوحدات بإجراء تحويل بسيط، كما هو موضح في الجدول.
هل يستخدم المصنعون وحدتي القياس PSI و MPa معًا على الخراطيم؟
نعم – تستخدم الشركات المصنعة الحديثة وحدتي القياس PSI و MPa على خراطيمها. وهذا يسهل فهم قدرة الضغط، بغض النظر عن المنطقة التي يُستخدم فيها الخرطوم.
في الماضي، كان النقل والتجارة الداخلية محدودين. وكانت الخراطيم المصنوعة في آسيا تُستخدم بشكل أساسي داخل القارة الآسيوية. لذلك، كان المصنعون يطبعون قيم الضغط على الخراطيم بوحدة قياس واحدة، أي ميغا باسكال (MPa). وبالمثل، كانت الخراطيم المصنوعة في الولايات المتحدة مخصصة للعملاء الأمريكيين فقط، لذا كانت قيم الضغط عليها تُقاس بالباسكال لكل بوصة مربعة (PSI). لكن الأمور تغيرت الآن بعد أن أصبح العالم قرية عالمية.
يتم الآن شحن الخراطيم المصنوعة في آسيا إلى أمريكا والعديد من المناطق الأخرى حول العالم. وبفضل ذلك، يمكن للعملاء من مختلف المناطق استخدام خراطيم مصنوعة في منطقتهم. لذلك، يقوم المصنعون الآن بطباعة معدل الضغط على الخراطيم بوحدتي القياس PSI و MPa. وهذا يسهل على العملاء فهم الحد الدقيق للضغط. يميل العملاء في أوروبا أو آسيا إلى استخدام وحدة MPa، بينما يستخدم العملاء في الولايات المتحدة الأمريكية أو كندا وحدة PSI.
الخلاصة
في الختام، لكل من الميجا باسكال (MPa) والرطل لكل بوصة مربعة (PSI) قيمتهما. هناك اعتقاد خاطئ بأن هاتين الوحدتين تشيران إلى ضغوط مختلفة، وهذا غير صحيح. فهما تشيران إلى نفس الضغط في قراءات مختلفة. على سبيل المثال، 1 ميجا باسكال و145 رطل لكل بوصة مربعة لهما نفس المعنى. فهما يشيران بدقة إلى نفس الضغط داخل النظام. ومع ذلك، فإن كلا الوحدتين تمثلان نفس الضغط، لكن يتم عرضهما بأرقام مختلفة. في هذه المقالة، تناولتُ أساسيات وحدتي MPa و PSI، بما في ذلك كيفية التحويل بينهما.