22-10-2014_02-06-10 / Единицы измерения прочности
Кгс/см 2 и МПа — это единицы измерения давления. Для перевода из одной системы измерения в другую необходимо знать следующее — 1 кгс/см 2 = 0,098066 МПа. Т.е. давление в 100 кгс/см 2 соответствует 9,8066 МПа (≈10 МПа).
1МПа = 1000000 Па=1*10 6 Н/м 2
1 МПа = 10,19716 кгс/см 2 ≈ 10 кгс/см 2
1кгс/см 2 = 0,0980665 МПа
1кгс/см 2 = 98,0665 кПа
1 кгс/см 2 = 0,0980665 МПа
1 кгс/см 2 = 10000 кгс/м 2


Соотношение кгс/см 2 и МПа такое:
1 кгс/см 2 = 0,098066 МПа ≈0,1 МПа
т.е. давление в 100 кгс/см 2 соответствует 9,8066 МПа. На практике, как правило, можно округлить до 10 и, в итоге получим
100 кгс/см 2 = 10 МПа
т.е. Для марки бетона M250 прочность в кгс/см 2 — 261,9 в МПа мы можем принять
Единицы измерения прочности (единицы давления):
Кгс/см 2 и МПа — это единицы измерения давления. Для перевода из одной системы измерения в другую необходимо знать следующее — 1 кгс/см 2 = 0,098066 МПа. Т.е. давление в 100 кгс/см 2 соответствует 9,8066 МПа (≈10 МПа).
1МПа = 1000000 Па=1*10 6 Н/м 2
1 МПа = 10,19716 кгс/см 2 ≈ 10 кгс/см 2
1кгс/см 2 = 0,0980665 МПа
1кгс/см 2 = 98,0665 кПа
1 кгс/см 2 = 0,0980665 МПа
1 кгс/см 2 = 10000 кгс/м 2


Соотношение кгс/см 2 и МПа такое:
1 кгс/см 2 = 0,098066 МПа ≈ 10 МПа
т.е. давление в 100 кгс/см 2 соответствует 9,8066 МПа. На практике, как правило, можно округлить до 10 и, в итоге получим
100 кгс/см 2 = 10 МПа
т.е. Для марки бетона M250 прочность в кгс/см 2 — 261,9 в МПа мы можем принять
Ростехнадзор разъясняет: Об единицах измерения давления
Для корректного проектирования технической документации, а также в целях формирования единого подхода, используемого различными организациями в сфере проектирования, изготовления, эксплуатации и надзора за оборудованием, работающим под давлением, просим Вас дать пояснения по вопросу перевода единиц измерения давления в соответствии с нижеприведенными доводами.
Традиционно при указании в проектной документации двух единиц измерения давления (МПа и кгс/см 2 ) их значения принимаются с переводным коэффициентом 1:10, т.е. 1 МПа ≈ 10 кгс/см 2 . К примеру, в технической характеристике сосуда в качестве рабочего давления указывается: 51 кгс/см 2 (5,1 МПа). Такое же соотношение между МПа и кгс/см 2 принято и при указании давления одновременно в обеих единицах измерения в нормативно-технической документации, регламентирующей проектирование и эксплуатацию сосудов под давлением, в частности ТР ТС 032/2013, ПБ 03-584-03, » ФНП «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» (0,07 МПа (0,7 кгс/см 2 ), 16 МПа (160 кгс/см 2 ) и т.п.).
Согласно «Положению о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации» (утверждено постановлением Правительства РФ № 879 от 31.10.2009) и ГОСТ 8.417-2002 1 кгс/см 2 = 98066,5 Па, т.е. в случае точного перевода: 1 МПа = 10,197 кгс/см 2 .
Очевидно, что применение переводного коэффициента 1:10 приводит к ошибке менее 2% которая зачастую нивелируется большей погрешностью используемых на оборудовании приборов (при установке манометров с классом точности 2,5). Однако, согласно п. 307 ФНП «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» для сосудов с рабочим давлением более 2,5 МПа класс точности применяемых манометров должен быть не ниже 1,5 т.е. погрешность измерения не должна превышать 1,5%. Таким образом, в последнем случае применение переводного коэффициента 1:10 приводит к превышению установленного предела погрешности на 0,47%.
В то же время нормы проектирования сосудов регламентируют не учитывать дополнительные прибавки к основным расчетным величинам (давлению, толщине стенки) в пределах 5% от их номинального значения (см. п. 6.3, 6.5, 12.4 ГОСТ 34233.1-2017). Т.е. фактически погрешность выполнения расчета на прочность любого проектируемого сосуда может составлять, как, минимум 5%.
В связи с различием требований в действующей нормативной документации просим Вас пояснить, каким переводным коэффициентом следует пользоваться при указании в технической документации значений давления одновременно в двух единицах измерения (МПа и кгс/см 2 ), с учетом сложившихся практики проектирования и условий эксплуатации оборудования, работающего под давлением свыше 2,5 МПа.
- оборудование должно разрабатываться (проектироваться) и изготавливаться (производится) таким образом, чтобы при применении по назначению, эксплуатации и техническом обслуживании обеспечивалось его соответствие требованиям безопасности;
- при изготовлении (производстве) оборудования и устройств безопасности изготовителем обеспечивается их соответствие параметрам и характеристикам, установленным проектной документацией, и требованиям ТР ТС 032/2013.
В соответствии с пунктом 11 ТР ТС 032/2013 безопасность оборудования обеспечивается путем соблюдения при разработке (проектировании), изготовлении (производстве) требований безопасности, изложенных в ТР ТС 032/2013 и приложении № 2 к нему.
В том числе при разработке (проектировании) оборудования для обеспечения его безопасности при эксплуатации:
- с целью определения рисков для оборудования должны учитываться факторы, представляющие собой основные виды опасности, перечисленные в пункте 8 ТР ТС 032/2013;
- для идентифицированных видов опасности должна проводится оценка риска расчетным, экспериментальным, экспертным путем или по данным эксплуатации аналогичных видов оборудования согласно пункту 9 ТР ТС 032/2013;
- рассчитывается прочность оборудования с учетом прогнозируемых нагрузок, которые могут возникнуть в процессе его эксплуатации, транспортировки, перевозки, монтажа и прогнозируемых отклонений от таких нагрузок, а также с учетом факторов, перечисленных в пункте 1 приложения 2 к ТР ТС 032/2013.
Кроме этого, пункт 7 приложения № 2 к ТР ТС 032/2013, устанавливает требования к проекту оборудования, в части применения:
- а) средств контроля и измерений, погрешность которых в рабочих условиях не превышает предельно допустимое отклонение контрольного параметра;
- б) средств измерений в соответствии с условиями эксплуатации оборудования.
Исходя из вышесказанного, обращаем Ваше внимание, что, например, для указанного Вами случая, рабочее давление 51 кгс/см 2 (5,1 МПа) при применении манометра классом точности 1,5 со шкалой от 0 до 10 МПа: 1,5% погрешности в пересчете в МПа составит 0,15 МПа, что составит меньше 0,09860 МПа разницы между округленным значением 5,1 МПа и 5,00199 МПа (при точном переводе 51 кгс/см 2 в МПа). А при применении манометра со шкалой от 0 до 100 кгс/см 2 с классом точности 1,5 – вышеуказанное значение 0,09860 МПа при переводе в кгс/см 2 равна 1,00551 кгс/см 2 , что также ниже 1,5% погрешности прибора, составляющей 1,5 кгс/см 2 .
Следовательно, при таких параметрах, указание в технической документации технических характеристик в кгс/см 2 и МПа с использованием коэффициента точного перевода, создаст неисполнимые условия для эксплуатирующих организаций, а также не обеспечит возможности выполнения требований пункта 7 приложения № 2 к ТР ТС 032/2013.
Справка по давлению. Виды давления. Единицы измерения. Конвектор величин давления. Общие данные о манометрах. Калькуляторы давления.
Вид давления непосредственно связан со сравнением его относительно атмосферного давления (Рат). или с использованием атмосферного давления.
Избыточное давление (Ризб) это величина показывающие на сколько давление в оборудовании или трубопроводе выше атмосферного давления. Т.е. если давление измеряют относительно атмосферного давления, то такое давление называется избыточным. Избыточное давление измеряется с помощью манометров.
Избыточное давление широко применяется в эксплуатации, в том числе:
-
- при выборе и подборе оборудования по паспортным данным;
- при различных классификациях оборудования и трубопроводов на стадиях проектирования и монтажа;
- при нанесении маркировки на оборудование и трубопроводы.
Абсолютное давление (Рабс) это величина давления с учетом действующего атмосферного давления, т.е.:
Другим словами, если давление определяют относительно давления равного 0, то измеренное давление называют абсолютным.
Абсолютное давление применяется в основном инженерно-техническим персоналом (ИТР) при инженерных расчетах и в расчетах при в ыборе оборудования (основных на применении абсолютного давления). Ярким примером использования абсолютного давления в расчетах служит уравнение состояния идеального газа.
Примером использования абсолютного давления являются:
-
- подбор счетчиков на трубопроводах с газовыми средами (в том числе водяного пара);
- гидравлические расчеты трубопроводов газов (в том числе водяного пара);
- расчеты на прочность оборудования и трубопроводов с газовыми средами (в том числе водяной пар);
- и т.д.
В случаях когда атмосферное давления больше абсолютного давления речь идет о вакуумметрическом давлении (Рвак). Т.е. вакуумметрическое давление это величина давления показывающая на сколько атмосферное давления больше абсолютного давления.
Вакуум широко применяется в технологических процессах на промышленных предприятиях. На всех этих объектах применяется вакуумметрическое давление на стадиях проектирования, монтажа и эксплуатации.
Дополнительная классификация давления в инженерных расчетах.
-
- гидростатическое давление (Pg) — давление столба жидкости (газа) над условным уровнем;
Это давление создаваемое собственным весом жидкости (газа) в определенном сечении, то есть:
Pg=Fg/S, где Fg — вес столба жидкости (газа), S — площадь сечения.
Другая наиболее распространения форма записи гидростатического давления (после преобразования) представляет из себя формулу:
Pg=ρgh, где ρ — плотность жидкости (газа), g — ускорение свободного падения, h — высота столба жидкости (газа).
Гидростатического давления учитывается при расчет открытых систем (связанных с атмосферой). В открытых системах низкого давления учитывать необходимо обязательно (например: вентиляция, системы дымоудаления, газопроводы низкого давления и т.д.).
Примерами гидростатического давления могут служить атмосферное давление, различные гидравлические затворы (например гидрозатвор на деаэраторе), использующие вес водяного столба для предохранения от повышения давления в системы выше допустимого.
Рассчитать гидростатическое давление можно в отдельной теме.
-
- естественное давление (Pe) — вызывается разностью гидростатических давлений двух столбов жидкости (газов) высотой h, имеющей различную среднюю плотность. При расчетах естественное давление обычно учитывают в системах низкого давления (например: естественная вытяжная вентиляция);
Естественное давление обычно рассчитывают по формуле (выведенной из разности гидростатических давлений в двух сечения с разной плотностью):
где ρ1 — плотность жидкости (газа) в 1-ом сечении, ρ2 — плотность жидкости (газа) в 1-ом сечении, he — разность высотных отметок двух сечений.
Рассчитать естественное давление можно в отдельной теме.
-
- парциальное давление (Pp) — называют давление, которое оказывает отдельно взятый компонент из газовой смеси (например, на колбу, баллон или границу атмосферы) исходя из того, что он один займет весь объем смеси при той же температуре. Понятие парциального давления широко используется в химии. Возможно определение парциального давления по уравнению состояния идеального газа при заданном общем объеме смеси и той же температуре. Общее давление смеси газов определяется, как суммам парциальных давлений отдельных компонентов смеси.
- потери давления (ΔP) — называют давление, равное разности давлений в двух сечениях системы. Разность давления обуславливается в основном потерями на преодоления сопротивления при движении вещества в системе (возможно участие естественного и гидростатического давления). Различают сопротивления: путевые и местные. Путевые сопротивления связанны с преодолением трения в системе. Местные сопротивления связаны с изменением скорости движения или направления потока. Потери давления определяются расчетным методом в процессе выполнения гидравлического или аэродинамического расчета системы. Например: гидравлический расчет газопроводов природного газа.
- разряжение (или тяга) — снижение давления в системе, способствующее притоку среды в область пониженного давления. Может быть естественное или принудительное. Примерами использования разряжения (тяги) служат:
- системы естественной вентиляции;
- системы механического дымоудаления (перед дымососам);
- различные системы инжекции (элеваторы в системах отопления, инжекционные газовые горелки и т.д. ), основанные на уменьшении давления в сечении за счет уменьшения площади сечения и увеличении скорости истечения в нем.
Видеоматериал по теме давление и виды давления:
Приборы измерения давления.
Для измерения давления используются измерительные приборы под общим названием — манометры (согласно ГОСТ 8.271-77 манометр это измерительный прибор или измерительная установка для измерения давления или разности давлений). Но в практике сложилось ассоциировать манометры с измерением избыточного давления.
Общая классификация манометров.
-
- по типу измеряемого давления;
- по принципу действия;
- по классу точности;
- по назначению.
По типу измеряемого давления.
Основные виды измеряемого давления разобраны выше. Типы измеряемых давлений шире и содержит производные типы от основных:
-
- манометр абсолютного давления;
- барометр (манометр абсолютного давления для измерения давления околоземной атмосферы), в том числе барограф (барометр с непрерывной записью);
- манометр избыточного давления (обычно просто манометр), в том числе напоромер (манометр избыточного давления в газовых средах с верхним пределом измерения не более 40000 Па /4000 кгс/м 2 );
- вакуумметр (манометр для измерения давления разреженного газа) , в том числе тягомер (вакуумметр для измерения давления разреженного газа с верхним пределом измерения не более 40000 Па/4000 кгс/м 2 );
- мановакуумметр (манометр, для измерения избыточного давления и давления разреженного газа), в том числе тягонапоромер (мановакуумметр для газовых сред с верхним пределом измерения не более 20000 Па/2000 кгс/м 2 );
- дифференциальный манометр (манометр для измерения разности двух давлений), в том числе микроманометр (дифманометр с верхним пределом измерения не более 40000 Па/4000 кгс/м 2 );
- измеритель парциальных давлений (манометр для измерения давления, которое оказывал бы один из газов, входящих в газовую смесь, если бы из нее были удалены остальные газы, при условии сохранения первоначальных объема и температуры).
По принципу действия.
По принципу действия манометров общий список классификации включает:
-
- жидкостный манометр;
- U-образный манометр;
- компрессионный манометр;
- колокольный манометр;
- кольцевой манометр;
- грузопоршневой манометр;
- деформационный манометр;
- мембранный манометр;
- сильфонный манометр;
- трубчато-пружинный манометр;
- манометр с вялой мембраной;
- электрический манометр;
- пьезоэлектрический манометр;
- манометр сопротивления;
- ионизационный манометр;
- электронный ионизационный манометр;
- магнитный электроразрядный манометр;
- радиоизотопный манометр;
- тепловой манометр;
- термопарный манометр;
- вязкостный манометр.
В промышленности широко применяются следующие типы манометров:
-
- жидкостные манометры.
- грузопоршневые манометры.
- трубчато-пружинный манометры.
Жидкостные манометров — манометр, принцип действия которого основан на уравновешивании измеряемого давления, или разности давлений, давлением столба жидкости.
Грузопоршневые манометры — манометр, принцип действия которого основан на уравновешивании измеряемого давления давлением, создаваемым весом поршня с грузоприемным устройством, и грузов с учетом сил жидкостного трения.
Трубчато-пружинный манометры- деформационный манометр, в котором чувствительным элементом является трубчатая пружина.
Видеоматериал по теме типы манометров:
По классу точности.
-
- 0,4*;
- 0,6;
- 1,0;
- 1,5;
- 2,5;
- 4,0*.
Примечание: * Устанавливается по заказу потребителя.
Класс точности манометра отражает пределы допустимой основной погрешности в % от диапазона показания шкалы.
Нормы (ГОСТ) устанавливает зависимость диаметра или размера лицевой панели корпуса манометру классу точности:
Диаметр или размер лицевой панели корпуса, мм, не более Класс точности 0,4* 0,6 1,0 1,5 2,5 4,0* 40, 50 — — — — + + 60**, 63 — — + + + + 100 — — + + + — 160 — + + + + — 250 + + + + — — * Устанавливается по заказу потребителя.
** В новых разработках не применять.По назначению.
Манометры в зависимости от области применения и рабочей среду по назначению классифицируются:
-
- общетехнические, общепромышленные;
- специальные манометры;
- судовые манометры;
- железнодорожные манометры.
Манометры в зависимости от способа фиксации давления классифицируются:
-
- показывающие;
- самопишущие манометры;
- электроконтактные манометры.
В зависимости от метрологического назначения манометры делятся: