ما هي فئة الضغط فعليًا
فئة ضغط المجرى هي الضغط الساكن الذي يُنشأ مقطع المجرى ليتحمله دون انتفاخ أو انهيار أو تسرب يتجاوز المسموح. ويُذكر بوحدة بوصة عمود الماء (in. w.g.)، وهي الوحدة نفسها التي يقرؤها مانومتر عبر المروحة. لا يُنشأ المجرى لضغط دقيق، بل لـ فئة، والفئة التي تقع فيها تحدد ثلاثة أمور تهم المصنّع: سماكة الصاج، وكثافة تقوية المجرى، ومدى إحكامه واختباره.
إذا أخطأت في الفئة نحو الأدنى، يطقّ المجرى (drumming) وينبعج ويسرّب أثناء الخدمة. وإذا أخطأت نحو الأعلى، تدفع ثمن سماكة ثقيلة وفئة إحكام A في مجرى رجوع لم يحتجها قط. فئة الضغط هي الرقم الوحيد الذي يؤثر مباشرةً في تكلفة نظام المجاري وإمكانية إنشائه.
فئات الضغط الإنشائية في SMACNA
تحدد SMACNA، أي الرابطة الوطنية لمقاولي الصاج وتكييف الهواء (Sheet Metal and Air Conditioning Contractors' National Association)، سبع فئات ضغط إنشائية للمجاري المعدنية المستطيلة. وتوجد كل فئة في صورة موجبة وصورة سالبة.
| فئة الضغط (in. w.g.) |
التصنيف |
التطبيق النموذجي |
| 1/2 | ضغط منخفض | رجوع وشفط منخفضا السرعة، وتغذية سكنية وتجارية خفيفة |
| 1 | ضغط منخفض | تغذية ورجوع تجاريان عامان منخفضا الضغط |
| 2 | ضغط منخفض | الافتراضي الشائع للتغذية التجارية منخفضة الضغط |
| 3 | ضغط متوسط | مسارات أطول، وخطوط رئيسية VAV، وأنظمة تجارية أعلى سرعة |
| 4 | ضغط متوسط | خطوط تغذية رئيسية وصواعد متوسطة الضغط |
| 6 | ضغط متوسط / عالٍ | أنظمة عالية السرعة، وصواعد مرتفعة، وتغذية صناعية |
| 10 | ضغط عالٍ | مجاري صناعية وعمليات عالية الضغط، وبعض أنظمة المختبرات |
التصنيف الشائع الذي يستخدمه معظم المهندسين في الحديث أبسط من الفئات السبع: ضغط منخفض حتى 2 in. w.g. بما فيها، وضغط متوسط من أكثر من 2 حتى 6 in. w.g.، وضغط عالٍ فوق 6 in. w.g. وُجدت الفئات لتكون لجداول التقوية درجات منفصلة تُرجع إليها؛ أما تصنيف منخفض/متوسط/عالٍ فهو الطريقة التي تُناقَش بها المعلومات نفسها في الموقع.
الضغط الموجب مقابل السالب
هذا هو الجزء الذي يُغفَل كثيرًا. رقم فئة الضغط نصف المواصفة فقط. أما النصف الآخر فهو هل المقطع موجب أم سالب.
- الضغط الموجب هو مجرى التغذية بعد المروحة. يدفع الهواء للخارج، لذا يكون نمط الفشل انتفاخ جدار المجرى أو انفلاق الدرزات. وتقاوم السماكة والتقوية الانفجار.
- الضغط السالب هو الرجوع والشفط وأي مجرى قبل المروحة. يسحب الهواء للداخل، لذا يكون نمط الفشل انهيار جدار المجرى. وهذه مشكلة انبعاج لا انفجار، وغالبًا ما تكون الأصعب في المقاومة بين الاثنين.
لأن الانهيار والانفجار فيزياء مختلفة، يعطي SMACNA متطلبات إنشاء منفصلة للموجب والسالب عند الضغط الاسمي نفسه. وكثيرًا ما تتطلب الفئة السالبة سماكة أكبر أو قضبان ربط داخلية حيث لا تتطلبها الفئة الموجبة المقابلة. وإذا ذكرت المواصفة "2 in. w.g." دون تحديد موجب أم سالب، فهذا سؤال يجب طرحه قبل قص الصاج.
ما الذي تفرضه فئة الضغط في أرضية الورشة
بعد تحديد الفئة، تحوّلها جداول SMACNA إلى تعليمات تصنيع. لعرض مجرى معين:
- سماكة الصاج تزداد مع ارتفاع الضغط. المجرى العريض عند 6 in. w.g. يستخدم سماكة أكبر من المجرى بالعرض نفسه عند 2 in. w.g. راجع جدول gauge الصاج للمجاري لمعرفة العلاقة بين العرض والسماكة.
- مسافة التقوية تصبح أقرب. الضغط الأعلى يعني أن التقوية العرضية (الفلنجات والمقويات) تأتي على فواصل أقصر على امتداد المجرى.
- نوع الدرزة والوصلة يجب أن يناسب الضغط. قفل Pittsburgh وفلنجة TDF يتصرفان بشكل مختلف تحت الحمل؛ وتعتمد فئات الضغط الأعلى على نظام الفلنجة ليتحمل جزءًا أكبر من العمل. راجع TDF مقابل الفلنجة الزاوية ومقارنة درزات المجاري ووصلاتها.
- فئة الإحكام تشتد. تتطلب فئات الضغط الأعلى فئة إحكام أشد واختبار تسرب عند ضغط التصميم.
من فئة الضغط إلى فئة الإحكام
فئة الضغط وفئة الإحكام مواصفتان منفصلتان، لكنهما تسيران معًا. والاقتران الافتراضي الشائع هو:
| فئة الضغط (in. w.g.) |
فئة الإحكام المعتادة |
| 1/2 و1 | فئة الإحكام C (إحكام الوصلات العرضية) |
| 2 | فئة الإحكام B (إحكام الوصلات والدرزات الطولية) |
| 3 و4 و6 و10 | فئة الإحكام A (إحكام الوصلات والدرزات والاختراقات، مع اختبار التسرب) |
هذه قاعدة تقريبية لا قاعدة ملزمة. الأنظمة الحرجة، من مختبرات ومستشفيات وغرف نظيفة وأنظمة التحكم في الدخان، تُحدَّد عادةً بفئة الإحكام A حتى عند الضغط المنخفض. والكلمة الأخيرة للمصمم المعتمد للمشروع.
أين تدخل الماكينات
كلما ارتفعت فئة الضغط زادت السماكة وزاد ما يجب أن تتحمله الوصلة النهائية. وهذا يفرض مطلبين على خط التصنيع. الأول، أن يشكّل نطاق السماكة الذي يحتاجه العمل بسلاسة، دون التمزق أو الارتداد المرن الذي ينتج عندما تُحمَّل ماكينة خفيفة بصلب ثقيل. والثاني، أن يحافظ على التفاوتات، لأن طرف المجرى غير القائم لن يعطي فلنجة محكمة مهما ثقلت السماكة أو جادت مادة الإحكام. والخط الذي يحافظ على الطول والعرض ضمن تفاوتات ضيقة يُبقي زوايا TDF قائمة، وهذا بالضبط ما تطلبه مواصفة الضغط العالي وفئة الإحكام A. ومطابقة نطاق السماكة المقنَّن للماكينة مع فئات الضغط التي تصنعها فعليًا قرار يستحق أن يُتخذ بتأنٍّ عند وضع المواصفة.
اسأل Taokron أي خط يناسب فئات الضغط لديك →
المعادلات في AS/NZS وEN ودول مجلس التعاون الخليجي
خارج أمريكا الشمالية تظهر الفكرة نفسها تحت معايير مختلفة:
- AS/NZS 4254 (أستراليا ونيوزيلندا) يحدد إنشاء المجاري بحسب الضغط ويشير إلى إطار SMACNA مباشرةً.
- EN 12237 (الدائرية) وEN 1507 (المستطيلة) في أوروبا يحددان فئات الضغط والإحكام للهواء؛ وفئات الإحكام للهواء A وB وC وD في EN هي جانب التسرب من العملة نفسها.
- مشاريع GCC وSASO في الشرق الأوسط تذكر عادةً فئات ضغط وإحكام SMACNA بالاسم في المواصفات الميكانيكية.
صياغة المواصفات التي ستصادفها
تأتي المواصفات الميكانيكية عادةً على هذا النحو: "تُنشأ مجاري التغذية وفق فئة ضغط SMACNA الموجب 2 in. w.g.، وفئة الإحكام B. ويجوز تخفيض المجرى بعد الوحدات الطرفية إلى 1 in. w.g. وتُنشأ مجاري الرجوع والشفط وفق فئة ضغط SMACNA السالب 1 in. w.g." وحين ترى فقرة كهذه، فإن فئة الضغط والتقسيم بين الموجب والسالب وفئة الإحكام تحدد معًا كل ما تحتاجه الورشة لاختيار السماكة والتقوية وإنشاء الوصلات.
الأسئلة الشائعة
ما هي فئة ضغط المجرى؟
فئة ضغط المجرى هي الضغط الساكن، بوحدة بوصة عمود الماء، الذي يُنشأ مقطع المجرى ليتحمله. ويحدد SMACNA فئات 1/2 و1 و2 و3 و4 و6 و10 in. w.g.، كل منها موجب وسالب. وتحدد الفئة مع مقاس المجرى السماكة والتقوية وإنشاء الوصلات.
ما هي فئات الضغط في SMACNA؟
فئات الضغط الإنشائية في SMACNA للمجاري المعدنية هي 1/2 و1 و2 و3 و4 و6 و10 in. w.g.، كل منها فئة موجبة وفئة سالبة. والفئة الموجبة 2 in. w.g. هي الأكثر شيوعًا كإعداد افتراضي للتغذية التجارية منخفضة الضغط.
ما الفرق بين المجاري منخفضة ومتوسطة وعالية الضغط؟
الضغط المنخفض حتى 2 in. w.g. بما فيها، والمتوسط من أكثر من 2 حتى 6 in. w.g.، والعالي فوق 6 in. w.g. الضغط الأعلى يحتاج سماكة أكبر وتقوية أقرب وفئة إحكام أشد، لذا تزداد التكلفة لكل قدم مربع.
كيف تؤثر فئة الضغط في سماكة (gauge) المجرى؟
لعرض معين، تتطلب فئة الضغط الأعلى سماكة أكبر وتقوية أقرب لإبقاء الانبعاج ضمن الحدود. وتعطي جداول التقوية في SMACNA السماكة والمسافة بدقة لكل عرض وفئة ضغط.
لماذا يحتاج مجرى الضغط السالب إلى إنشاء مختلف؟
يميل المجرى الموجب إلى الانتفاخ للخارج؛ ويميل مجرى الرجوع والشفط السالب إلى الانهيار للداخل، وهذه مشكلة انبعاج. ولذلك تتطلب الفئات السالبة سماكة أكبر أو قضبان ربط عند الضغط الاسمي نفسه لمقاومة الانهيار.
أي فئة ضغط تقترن بأي فئة إحكام؟
كقاعدة تقريبية شائعة: فئة الضغط 1/2 و1 in. w.g. تستخدم فئة الإحكام C، وفئة 2 in. w.g. تستخدم فئة الإحكام B، وفئات 3 و4 و6 و10 in. w.g. تتطلب فئة الإحكام A. وكثيرًا ما تُحدَّد الأنظمة ذات الضغط السالب والأنظمة الحرجة بإحكام أشد. والمصمم المعتمد للمشروع هو من يحدد المتطلب النهائي.