حاسبة استهلاك غاز اللحام: لتر لكل ساعة ومتر وعدد أسطوانات
الأسطوانة «فضّت» بعد يومين، والورشة تسأل: الغاز راح فين؟ الإجابة في رقمين فقط: التدفق (لتر/دقيقة) ونسبة القوس (الوقت اللي القوس شغال فيه فعلياً). من دول تحسب الاستهلاك في ساعة الشغل، والاستهلاك في متر اللحام، وكم ساعة تكفي الأسطوانة، وكم أسطوانة يحتاج مشروعك — بالوزن والكثافة وبالجنيه.
قانون الأداة بسيط ومباشر: الغاز المستهلك = التدفق × زمن القوس.
في الساعة: 15 ل/د × 60 د × 40٪ = 360 لتر/ساعة → أسطوانة 8 م³ =
22.2 ساعة شغل. وفي المتر: 15 × (1000 ÷ 150) = 100 لتر لكل متر —
لأن المتر ياخد زمن قوس ثابت، فنسبة القوس لا تدخل في حساب المتر (تدخل في حساب الساعة فقط).
الأداة تفيد ورش MIG/TIG، ولحام الأنابيب اللي يحتاج غاز جذر (backing/purge)، ومسؤول الصيانة اللي يسأل «الأسطوانة هتكفي قد إيه؟»، والمقاول اللي يسعّر الغاز في العرض.
التدفق نسبة القوس سرعة اللحام سعة الأسطوانة لتر/ساعة لتر/متر ساعات الأسطوانة عدد الأسطوانات جنيه لكل متر
المحاكاة: الغاز اللي يحمي اللحام مقابل اللي بيروح في الهواء
—
المدخلات — التدفق من دليل الماكينة، ونسبة القوس من مراقبة الورشة
تهيئة جاهزة (اضغط لتطبّق التدفق والغاز النموذجيين):
أين يذهب الغاز؟ (غاز يحمي اللحام مقابل غاز يضيع)
خطوات الحساب (كل رقم من أين جاء)
الأسطوانة مقابل المشروع
خطوات حساب غاز الجذر
القوانين المستخدمة (من أين يأتي كل رقم)
لماذا نسبة القوس لا تدخل في حساب المتر؟ لأن المتر الواحد من اللحام ياخد زمن قوس ثابت = 1000 ÷ السرعة. نسبة القوس تؤثّر على الاستهلاك في ساعة الشغل (لأن القوس لا يعمل كل الساعة)، أما في المتر فالغاز = التدفق × زمن القوس فقط.
كثافات الغاز الشائعة (عند 0 °C و 1 atm) ووزنها في أسطوانة 8 م³
| الغاز | الكثافة (g/L) | الوزن في 8 م³ | في 2.27 م³ (D أمريكية) |
|---|---|---|---|
| أرجون Ar | 1.784 | 14.27 كجم | 4.05 كجم |
| ثاني أكسيد الكربون CO₂ | 1.977 | 15.82 كجم | 4.49 كجم |
| نيتروجين N₂ | 1.251 | 10.01 كجم | 2.84 كجم |
| أكسجين O₂ | 1.429 | 11.43 كجم | 3.24 كجم |
| هيليوم He | 0.1786 | 1.43 كجم | 0.41 كجم |
| هيدروجين H₂ | 0.0899 | 0.72 كجم | 0.20 كجم |
الخلطات الشائعة: التسمية الأوروبية (EN ISO 14175) مقابل الأمريكية (AWS A5.32)
| الاستخدام | الخلطة | أوروبا | أمريكا | كثافة (g/L) |
|---|---|---|---|---|
| فولاذ كربوني MIG (الأشهر) | Ar + 20٪ CO₂ | M21 | C20 | 1.8226 |
| فولاذ كربوني MIG (اختراق أعلى) | Ar + 25٪ CO₂ | M25 | C25 | 1.8323 |
| فولاذ (رذاذ أقل) | Ar + 10–12٪ CO₂ | M12 | C10 | 1.8251 |
| ستانلس MIG | Ar + 2٪ CO₂ | M135 | — | 1.7879 |
| فولاذ سميك رشّي غزير | Ar + 2–5٪ O₂ | M250 | A95/5 (O₂) | 1.7662 |
| ألومنيوم / ستانلس TIG | أرجون 100٪ | I1 | A95/5 | 1.7840 |
| ستانلس TIG سميك (آلي) | Ar + 5٪ H₂ | I3 (H₂) | A95/5 | 1.6993 |
| جذر أنابيب (backing) | نيتروجين 100٪ | I3 | — | 1.2510 |
أحجام الأسطوانات: نفس التدفق 15 ل/د ونسبة قوس 40٪ (360 لتر/ساعة)
| الأسطوانة | السعة | ساعة شغل | ساعة قوس صافي | أمتار لحام (150 مم/د) |
|---|---|---|---|---|
| D أمريكية (80 قدم³) | 2.27 م³ | 6.3 ساعة | 2.5 ساعة | 22.7 م |
| 30 لتر ماء | 5 م³ | 13.9 ساعة | 5.6 ساعة | 50 م |
| 47 لتر ماء @ 150 بار (مصر/أوروبا) | 8 م³ | 22.2 ساعة | 8.9 ساعة | 80 م |
| 60 لتر ماء | 10 م³ | 27.8 ساعة | 11.1 ساعة | 100 م |
المعايير: أمريكا · أوروبا · مصر
| البند | الولايات المتحدة | أوروبا | مصر |
|---|---|---|---|
| تسمية الخلطات | AWS A5.32 — «C25» = 75٪ Ar + 25٪ CO₂ · «C10» · «A95/5» | EN ISO 14175 — «M21» = 80٪ Ar + 20٪ CO₂ · «M12» · «I1» | أسماء تجارية (Ar/CO₂ 80/20) مع إحالة EN ISO 14175 |
| نقاء الغاز | AWS A5.32 (حدود R.H. و O₂) | EN ISO 14175 Class I/II/III — Class III للألومنيوم والستانلس (O₂ ≤ 20 ppm، H₂O ≤ 10 ppm) | درجة تجارية 99.9٪ غالباً — TIG الألومنيوم يحتاج استيراد درجة أعلى |
| حجم الأسطوانة | 80 قدم³ (D) ≈ 2.27 م³ · 300 قدم³ (Q) | 10 / 50 لتر ماء — 47 لتر ≈ 8 م³ عند 150 بار | الأسطوانة الشائعة 8 م³ (47 لتر ماء، 150 بار) |
| القياس | قدم³ · CFM · psi | لتر/دقيقة · bar · السعة المائية | لتر/دقيقة و bar (نفس النظام الأوروبي) |
| سلامة الأسطوانات | CGA · OSHA 1910.101 · DOT (كتف أسود للأرجون، بني CO₂) | EN 1089-3 · ADR (أرجون أخضر، CO₂ رمادي، الخلطة أخضر + رمادي) | إحالة لمواصفات الأسطوانات + إدارة سلامة الشركة |
| الرياح في المواصفة | AWS D1.1 يشترط حماية القوس من الرياح فوق 25 ميل/س (~11 م/ث) | EN ISO 14175 تشترط حماية من التيارات الهوائية (فوق ~2 م/ث يُمنع اللحام بدون حواجز) | تُطبَّق إحالة EN مع اشتراط الحواجز في المواقع المفتوحة |
القانون نفسه (تدفق × زمن قوس) عالمي، لكن التسمية (C25 أمريكية ≠ M21 أوروبية: 25٪ مقابل 20٪ CO₂) وحجم الأسطوانة (2.27 م³ مقابل 8 م³) ودرجة النقاء (Class III للألومنيوم) تختلف — فلا تقارن أسعاراً أو استهلاكاً بين سوقين بلا تحويل.
المراجع (AWS · EN · ISO · OSHA)
AWS A5.32 (Specification for Shielding Gases for Welding, Brazing, and Fusing) · AWS D1.1/D1.1M (Structural Welding Code) · EN ISO 14175 (Gases and equipment for fusion welding — Class I/II/III) · EN ISO 14174 (Shielding and purging gases) · ISO 14175 · EN 1089-3 (gas cylinders — colour marking) · CGA Pamphlet S-1 · OSHA 29 CFR 1910.101 (compressed gases) · ISO 9806 (gas cylinder colours) · CRC Handbook (gas densities at 0 °C and 1 atm).
ملاحظات ضرورية
- الأسطوانة لا تُفرَّغ تماماً: احتفظ بـ 1–2 بار حتى لا يسحب الصمام شوائب تلوث الغاز التالي.
- CO₂ يخرج سائلاً/ثلجاً عند الاستهلاك العالي (امتصاص حرارة) — يحتاج منظمًا مُسخَّنًا، وإلا ينخفض التدفق ويظهر مسام.
- الأرجون أثقل من الهواء (1.784 مقابل ~1.29 g/L): يتجمع في الأماكن المنخفضة — خطر اختناق في حفرة/خزان مغلق. النيتروجين نفس الخطر بلا رائحة.
- لا تستخدم أكسجين في خلطات TIG للألومنيوم أو في تخلخل مناطق بها شحوم — أكسجين + زيت = اشتعال.
- فحص التسريب بمحلول صابون، لا باللهب. منظم بلا مقياس تدفق دقيق يعطي 20–30٪ زيادة استهلاك.
- التخزين: ظليل، رأسي، بغطاء — الشمس والرطوبة تغيّر الضغط وتسرب الصمام.
- التخلخل (Purge) بضغط 2–5 بار وبلا لهب، مع فتحة خروج في الطرف الآخر — الغاز يندفع من الخلف ويدفع الهواء أمامه.
استهلاك الغاز تقديرى مبني على التدفق المُدخل ونسبة القوس وسرعة اللحام وقاعدة ما قبل/بعد القوس (0.3 ث قبل + 1.5 ث بعد). واقع الورشة (تهوية، طول خرطوم، تسريب، مهارة، عدد بداءات القوس) يغيّر النتيجة. الأداة لا تُغني عن دليل الماكينة ولا عن مواصفة اللحام (WPS) ولا عن اشتراطات سلامة الأسطوانات والتهوية.
كيف تستخدم الأداة (خطوات)
- اختر العملية (MIG/TIG/بلازما/تخلخل) والغاز والمعدن — الأداة تعرض التسمية الأوروبية والأمريكية والكثافة.
- أدخل التدفق من دليل الماكينة: MIG 12–18 · TIG 8–12 · تخلخل 8–15 لتر/دقيقة.
- راقب الورشة 10 دقائق واقترح نسبة القوس (وقت القوس ÷ وقت الشغل) — النموذجي 30–50٪.
- اختر سعة الأسطوانة (8 م³ في مصر، أو D أمريكية 2.27 م³، أو سعة يدوية).
- اقرأ الاستهلاك في الساعة وزمن الأسطوانة، ثم الاستهلاك في المتر وعدد الأسطوانات والتكلفة.
- للأنابيب استخدم تبويب «غاز جذر الأنابيب»: قطر داخلي + طول + معامل k.
- ارفع الرياح تدريجياً لترى أثر التيارات الهوائية على الفاتورة (2–3×).
الأسئلة الشائعة
كم ساعة تكفي أسطوانة غاز 8 م³ لحام MIG؟
بتدفق 15 لتر/دقيقة ونسبة قوس 40٪: 360 لتر لكل ساعة شغل → 8,000 ÷ 360 = 22.2 ساعة شغل، أي 8.9 ساعة قوس صافي = 80 متر لحام بسرعة 150 مم/دقيقة. لو نسبة القوس 60٪ (ورشة كثيفة) تنخفض إلى 14.8 ساعة.
كم لتر غاز في متر اللحام الواحد؟
MIG بتدفق 15 لتر/دقيقة وسرعة 150 مم/دقيقة: 15 × (1000 ÷ 150) = 100 لتر لكل متر. TIG بتدفق 10 وسرعة 100: 100 لتر لكل متر أيضاً. البلازما بتدفق 25 وسرعة 300: 83.3 لتر لكل متر.
كم أسطوانة أحتاج لمشروع 120 متر لحام MIG؟
120 م × 100 لتر = 12,000 لتر = 12 م³ = 1.5 أسطوانة 8 م³ (تشترى 2). التكلفة عند 300 ج للتعبئة = 4,500 ج = 3.75 ج لكل متر. غاز ما قبل/بعد القوس (40 بداءة) يضيف 18 لتر = 15٪ من الغاز.
ما الفرق بين M21 و C25؟
نفس الفكرة بتسمية مختلفة: M21 أوروبية (EN ISO 14175) = 80٪ أرجون + 20٪ CO₂، و C25 أمريكية (AWS A5.32) = 75٪ + 25٪. الفرق 5٪ CO₂ يغيّر السيولة والاختراق، والكثافة تتغير قليلاً (1.8226 مقابل 1.8323 g/L) فيختلف وزن الأسطوانة المحسوبة.
كم غاز جذر (Purge) يحتاج لحام أنبوب 4 بوصة بطول 6 متر؟
الحجم الداخلي = π/4 × 0.102² × 6 = 49 لتر. بمعامل k = 2.5 (حجم كامل + فائض التسريب) = 122.6 لتر = 0.015 أسطوانة 8 م³ = 0.153 كجم نيتروجين ≈ 4.6 ج للتعبئة 300 ج. الأنابيب الكبيرة (610 مم × 6 م) تستهلك 4,384 لتر = 0.55 أسطوانة للماسورة الواحدة.
هل الرياح تزيد استهلاك الغاز فعلاً؟
نعم — وهي أكبر خسارة غاز في الورش. عند سرعة هواء 2 م/ث تُشترط حماية (EN ISO 14175)، وفوقها يُرفع التدفق إلى 2–3× للحفاظ على الحماية: تدفق 15 مع رياح 5 م/ث = 45 لتر/دقيقة فعلياً، أي 300 لتر لكل متر بدل 100، و 11.25 ج/م بدل 3.75. الحاجز أرخص من الغاز الضائع.
كم يزن غاز الأرجون في الأسطوانة؟
الكثافة 1.784 g/L عند الظروف القياسية → أسطوانة 8 م³ = 8,000 لتر = 14.27 كجم أرجون نقي، و 14.58 كجم بخلطة M21 (لأن CO₂ أثقل: 1.977 g/L). النيتروجين 10.01 كجم، والهيليوم 1.43 كجم فقط في نفس الأسطوانة.
ليه أسطوانة الهيليوم تخلص بسرعة مع إن وزنها خفيف؟
لأن الاستهلاك بالحجم لا بالوزن: الهيليوم أخف (0.1786 g/L) فيزن 1.43 كجم في أسطوانة 8 م³، لكنه يشغل نفس الحجم (8,000 لتر) فينتهي في نفس الزمن (22.2 ساعة عند 360 لتر/ساعة). الفرق في السعر لا في المدة — الهيليوم هو الأغلى لكل متر لحام.
كم غاز يحتاج TIG الألومنيوم مقارنة بالتيجان؟
TIG الألومنيوم (أرجون 100٪، Class III) بتدفق 18 لتر/دقيقة = 432 لتر/ساعة شغل و 150 لتر/متر، مقابل TIG التيجان (تدفق 10) = 240 لتر/ساعة و 100 لتر/متر — أي 1.5×. السبب: الألومنيوم يحتاج تدفقاً أعلى وأكبر، ويُمنع استخدام CO₂ معه تماماً.
ليه الأسطوانة فضّت والصمام لسه فيه ضغط؟
لا تُفرَّغ الأسطوانة تماماً: اترك 1–2 بار حتى لا يسحب الصمام شوائب تلوث التعبئة التالية وتفسد اللحام. إذا ظهرت فقاعات في خرطوم الغاز أو انخفض التدفق مع الصمام مفتوحاً بالكامل، فالمنظم/الخرطوم يسرب — فحص صابون، لا لهب.
متى أحتاج نقاء Class III للغاز؟
للألومنيوم والستانلس في TIG (وخاصة الآلي): EN ISO 14175 Class III تشترط أكسجين ≤ 20 ppm ورطوبة ≤ 10 ppm. الدرجة التجارية 99.9٪ تكفي لفولاذ كربوني MIG، لكنها تُنتج مسام وسواد حافة في الألومنيوم — التكلفة الإضافية للغاز الأنقى أرخص من إعادة اللحام.
كيف أحوّل قدم³ أمريكي إلى م³؟
الأسطوانة الأمريكية D = 80 قدم³ ≈ 2.27 م³ = 2,270 لتر (نحو 28٪ من أسطوانة 8 م³)، و Q = 300 قدم³ ≈ 8.5 م³. التدفق الأمريكي بـ CFM: 1 CFM ≈ 28.3 لتر/دقيقة. لذلك 15 CFM = 425 لتر/دقيقة — وهو تدفق بلازما قص، لا MIG؛ قارن الأرقام بنفس الوحدة قبل شراء الغاز.
أدوات مرتبطة
حاسبة مستهلكات اللحام (أقطاب وأسلاك وغاز) · حاسبة تكلفة متر اللحام · حاسبة تيار اللحام · محول الوحدات الهندسية (قدم³ ↔ م³) · تكلفة تشغيل الماكينة · كل الأدوات
مطلوب للورشة: أسطوانات غاز ومنظمات ضغط · خراطيم غاز لحام · مدافئ أنابيب وتسخين مسبق · ماكينات MIG و TIG · فوهات ورؤوس غاز · حواجز لحام (windscreen) · أجهزة خلط غاز · صمامات أمان.