バールからメガポンド毎平方インチへの換算

バール（bar）について

バール は、ちょうど 10 万 パスカル、すなわち 100 キロパスカル にあたる圧力の単位です。記号は bar です。国際単位系の一部ではありませんが、その隣で許容されており、ヨーロッパ の工学のいたるところで使われます。標準の大気圧のほぼ真上に落ちるからです。1 気圧は 1.01325 バール です。

この偶然こそが、成功の理由のすべてです。バール で示された圧力は、ほぼそのまま気圧の何倍かとして読めます。圧縮空気の配管で 6 バール とあれば、外の空気のおよそ 6 倍だという意味であり、技術者は計算なしにその事実を使えます。名は重さを表す ギリシャ語 に由来し、この単位は ノルウェー の気象学者 ヴィルヘルム・ビヤークネス が 1909 年ごろに提案しました。

潜水がこれを使うのは、海のほうが うまく 合わせてくれるからです。海水は 10 メートル ごとにほぼちょうど 1 バール を加えますから、水深 20 メートル の潜水者は、上にある大気を含めて 3 バール の絶対圧を受けています。減圧表も、気体の消費量も、ボンベ の圧力も、すべてこのひとつの関係から出てきます。潜水の実技全体は、ほかのどんな単位よりも バール で教えるほうが易しいのです。

身のまわりの機械は数 バール で働きます。自動車の タイヤ は 2 から 2.5 バール に入れ、工場の圧縮空気は 6 から 8 バール で流れ、水道は 3 から 6 バール で届き、エスプレッソ 機は 9 バール で抽出します。この 9 という値はあまりに定着していて、機械の正面に印刷されているほどです。腕時計は防水の等級を バール で示し、10 バール は名目上、水深 100 メートル にあたります。

ゲージ 圧と絶対圧の区別は、ここではどこよりも重く効きます。タイヤ の圧力計が 2.2 バール を示すとき、それは まわり の空気より 2.2 バール 高いという意味であり、内側の絶対圧は 3.2 バール です。産業界は ゲージ 圧を barg、絶対圧を bara と書き分けます。この二つを混ぜることは、仕様書でも安全計算でもよくある誤りのもとです。

標準化の機関は何十年も、パスカル を推して バール を避けるよう勧めてきましたが、大きな効き目はありませんでした。一貫性 のある代わりは キロパスカル であり、カナダ、オーストラリア、アジア の一部で使われています。しかし 100 キロパスカル は 1 バール ほど自然には読めず、習慣のほうが勧告より強いことが証明されました。

1 バール は、10 万 パスカル、100 キロパスカル、1000 ミリバール、あるいは およそ 14.5 ポンド 毎 平方 インチ に等しくなります。

メガポンド毎平方インチ（Mpsi）について

1 平方 インチ あたりの メガポンド は、100 万 ポンド 毎 平方 インチ、すなわち 6.895 ギガパスカル にあたる圧力の単位です。記号は Mpsi です。この圧力のもとで働くものは何もありません。この単位は、材料がどれだけ強いかではなく、どれだけ硬いかを表す量である弾性率を示すためだけに存在します。

この単位で表される二つの数値を、アメリカ の機械技術者はもれなく そらんじて います。鋼の ヤング 率は 2900 万 ポンド 毎 平方 インチ、アルミニウム は 1000 万で、この およそ 3 対 1 の比が、どんな構造でも二つのふるまいを決めます。形も強さも同じ鋼の部品と アルミニウム の部品は、同じようには たわみ ません。その差はまさにこの係数です。

よく使うほかの金属も、その まわり に並びます。チタン は およそ 1650 万 ポンド 毎 平方 インチ、銅は 1700 万、マグネシウム は 650 万、鋳鉄は種類によって 1200 万から 2000 万です。弾性率は、同じ金属の族のなかであれば熱処理や合金化でほとんど変わりませんから、これらの数値は強度の数値よりはるかに安定しており、材質が違っても頼りにできます。

この単位がいちばん興味深く働くのは複合材です。標準的な 炭素 繊維 は 繊維 方向で およそ 3300 万 ポンド 毎 平方 インチ、高弾性率の等級は 5500 万から 8500 万、ガラス 繊維 はわずか 1000 万ほどで、アルミニウム と同じです。複合材の 積層 板は向きごとに違う弾性率をもちますから、設計する人は ひとつ ではなく一組の値を扱うことになり、1 枚の仕様書のなかにこの単位が何度も現れます。

メートル法 での相当量は ギガパスカル であり、換算は 1 メガポンド 毎 平方 インチ あたり 6.895 ギガパスカル です。2900 万 ポンド 毎 平方 インチ の鋼は 200 ギガパスカル、1000 万の アルミニウム は 69 ギガパスカル であり、これらは メートル法 の工学でももっともよく引かれる剛性の数値です。二つの流儀は、まったく同じ材料を語っているのです。

弾性率と強度を取り違えないことは、ここでこそもっとも大切になります。弾性率 2900 万 ポンド 毎 平方 インチ の鋼が降伏するのは 5 万かもしれません。600 倍近い開きです。しかも二つの性質はたがいに独立しています。熱処理は鋼の強度を 2 倍にしながら、剛性にはまったく手を触れずにおくことができるのです。

1 メガポンド 毎 平方 インチ は、100 万 ポンド 毎 平方 インチ、およそ 6.895 ギガパスカル、およそ 6 万 8950 バール、あるいは 1000 キロポンド 毎 平方 インチ に等しくなります。