4 1

วิชา คณิตศาสตร์ช่างเชื่อม
รหัส 2103 - 2112
หน่วยที่ 4 ความสิ้นเปลืองของวัสดุในงานเชื่อมแก๊ส
และไฟฟ้ า
2 คาบ
ใบความรู้ เรื่อง 4.1 ปริมาณแก๊สโดยใช้สูตรและการใช้ตาราง
 ผู้สอน
 ผู้เรียน
การหาปริมาณแก๊ส
ความสิ้นเปลืองจากการเชื่อมแก๊สในที่นี้จะกล่าวถึงเฉพาะงานเชื่อมแก๊สด้วยแก๊สออกซิเจนและอะเซทิลีน
เท่านั้น ซึ่งความสิ้นเปลืองของแก๊สทั้งสอง สามารถคานวณหาได้จากปริมาณแก๊สที่เหลืออยู่ในถังความดันของแก๊สที่
นาไปใช้งาน โดยมีวิธีคานวณหาได้จากสูตรและหาค่าจากตารางสาเร็จรูป
การหาปริมาณแก๊สออกซิเจนโดยใช้สูตร
แก๊สออกซิเจน มีสัญลักษณ์ทางเคมีว่า O2 ในประเทศไทย แก๊สออกซิเจนที่บรรจุในถังเหล็กขนาดบรรจุตั้งแต่
20 ลูกบาศก์ฟุตหรือ 0.56 ลูกบาศก์เมตร จนถึง 300 ลูกบาศก์ฟุต (8.49 ลูกบาศก์เมตร) แต่ที่นิยมใช้กันมากคือ 220 ลูกบาศก์
ฟุต (6.22 ลูกบาศก์เมตร)
1 ลูกบาศก์ฟุต = 35.32 ลูกบาศก์เมตร
1 ลูกบาศก์ฟุต = 28.3 ลิตร
ถังแก๊สออกซิเจน 1 ถัง จะบรรจุแก๊สได้ประมาณ 40 – 50 ลิตร
ปริมาตรของขวดเหล็กมาตรฐานเดิม (ขวด N) = 40 ลิตร
ปริมาตรของขวดเหล็กมาตรฐานใหม่ (ขวด L) = 50 ลิตร
แรงดันประมาณ 200 – 300 บาร์ (bar) แต่ส่วนมากจะบรรจุใช้งาน ประมาณ 150 บาร์
1 บาร์ (bar) = 14.7 ปอนด์ต่อตารงนิ้ว (psi)
แก๊สที่บรรจุในถังก่อนที่จะทาการเชื่อม ความดันของแก๊สในถังจะสูงกว่าเมื่อเชื่อมเสร็จแล้ว ความดันในถังจะ
ลดลงไปเรื่อย ๆ หากเชื่อมติดต่อกันเรื่อยไป

รหัส 2103 - 2112
2 คาบ
วิธีการคานวณ จานวนปริมาณแก๊สที่อยู่ในถัง วัดเป็นผลคูณของความกดดันของแก๊สที่วัดได้กับปริมาตรความ
จุของถังหรือวัดเป็นจานวนลิตรของแก๊สที่ความดันบรรยากาศปกติ 1 บาร์ นั่นเอง โดยหาได้จากสูตร
(ลิตร ณ ความกดดันบรรยากาศปกติ 1 บาร์)
เมื่อกาหนดให้
Q = จานวนแก๊ส (หน่วยเป็นลิตร)
P = ความกันของแก๊สในถัง (หน่วยเป็นบาร์)
V = ปริมาตรของถัง (หน่วยเป็นลิตร)
ตัวอย่างที่ 4.1 ขวดบรรจุออกซิเจขนขนาด 40 ลิตร ใบหนึ่ง(บรรจุแก๊สเต็มที่ที่ 150 บาร์) เมื่อใช้งานไปแล้วความ
ดันเหลือ 30 บาร์ มีแก๊สเหลืออยู่เท่าไร และใช้แก๊สมาแล้วเท่าไร
วิธีทา จานวนแก๊สที่เหลืออยู่ (วัด ณ 1 บาร์)
จากสูตร Q = V.P
แทนค่า Q = 40  31 = 1240 ลิตร
จานวนแก๊สที่ใช้ไป = จานวณแก๊สขณะบรรจุเต็ม – จานวนแก๊สที่เหลืออยู่
= (40  151) – 1240
= 6040 – 1240
 ใช้แก๊สมาแล้ว = 4800 ลิตร ตอบ
Q = V.P

รหัส 2103 - 2112
2 คาบ
ตัวอย่างที่ 4.2 ขวดออกซิจนขนาด 50 ลิตร ใบหนึ่ง (บรรจุแก๊สเต็มที่ 150 บาร์) เมื่อใช้งานไปแล้วหลายชั่วโมง
ปรากฏว่าความกดดันเหลือเพียง 30 บาร์ ถามว่า
ก. ขณะนี้แก๊สคงเหลือเพื่อใช้งานต่อไปอีกเท่าไร
ข. ใช้แก๊สมาแล้วทั้งหมดเท่าไร
วิธีทา ก. จานวนแก๊สที่ยังมีอยู่ (วัด ณ 1 บาร์)
= 31  50 = 1550 ลิตร ตอบ
ข. จานวนแก๊สที่ใช้ไปแล้ว = จานวนแก๊สขณะบรรจุเต็ม - จานวนแก๊สที่ยังมีอยู่
= (50 151) – 1,550
= 7550 – 1550
หรือ จะใช้สูตร Q = V (P1- P2)
Q = จานวนแก๊สที่ต้องการหา (ลิตร)
V = ปริมาตรถัง (ลิตร)
P1 = ความดันแก๊สที่บรรจุได้เต็มที่ (บาร์)
P2 = ความดันแก๊สที่เหลืออยู่ (บาร์)
จากตัวอย่างที่ 4.2 แทนค่า Q = 50(150 – 30)
= 50  120 = 6000 ลิตร ตอบ

รหัส 2103 - 2112
2 คาบ
การหาปริมาณแก๊สอะเซทิลีน โดยใช้สูตร
แก๊สอะเซทิลีน ใช้สัญลักษณ์ทางเคมีว่า C2H2 ขนาดบรรจุของถังแก๊สอะเซทิลีนได้40 ลิตร แต่การบรรจุแก๊ส
อะเซทิลีนลงถัง จะต้องอัดสารอะซิโตน (Acetone) ไว้ภายในถังเพื่อใช้ในการดูดซึมแก๊สอะเซทิลีน โดยจานวนอะซิโตนที่
ใช้1 ลิตร สามารถละลายอะเซทิลีนได้25 ลิตรที่ 1 บาร์
เพราะฉะนั้น อะซิโตน จานวน 1 ลิตร ที่ความดัน 15 บาร์ (อุณหภูมิห้องที่ 15 °C) จะสามารถละลายอะเซทิลีนได้
เพิ่มขึ้นไปอีก 15 เท่า ดังนั้นขนาดถังบรรจุแก๊สอะเซทิลีนปกติ 40 ลิตร ที่อัดเก็บ 15 บาร์ ต้องใช้อะซิโตน 16 ลิตร เพื่อ
ละลายสารอะเซทิลีน จานวน (16  25  15 = 6000 ลิตร) ได้พอดีที่อุณหภูมิห้อง 15 °C
ในทางปฏิบัติจริงแก๊สอะเซทิลีนเป็นแก๊สเชื้อเพลิงที่อันตราย จึงต้องเผื่อความปลอดภัยในการบรรจุไว้100 % ซึ่ง
เท่ากับ 6006000
100
10
 ลิตร
ดังนั้น ในการบรรจุแก๊สอะเซทิลีนจะบรรจุเพียง = 6000 – 600 = 5400 ลิตร
เมื่อกาหนดให้ Q = จานวนแก๊สอะเซทิลีน (ลิตร)
Pmax = ค่าความดันสูงสุดของแก๊สอะเซทิลีนในขวด 15 บาร์เกจหรือ
16 บาร์สัมบูรณ์
VF = ปริมาตรแก๊สอะเซทิลีนที่อัดไว้เต็มที่ในขวดนั้น = 5400 ลิตร
VA = ปริมาตรแก๊สอะเซทิลีนที่มีในถัง เมื่อเริ่มงาน
P1 = ความดันก่อนเชื่อม
P2 = ความดันหลังเชื่อม
ดังนั้นจะเห็นว่า
Q =  
maxP
2P1PFV 
VA =
maxP
FV

รหัส 2103 - 2112
2 คาบ
ตัวอย่างที่ 4.1 ขวดบรรจุออกซิเจขนขนาด 40 ลิตร ใบหนึ่ง(บรรจุแก๊สเต็มที่ที่ 150 บาร์) เมื่อใช้งานไปแล้วความดัน
เหลือ 30 บาร์ มีแก๊สเหลืออยู่เท่าไร และใช้แก๊สมาแล้วเท่าไร
วิธีทา จานวนแก๊สที่เหลืออยู่ (วัด ณ 1 บาร์)
แทนค่า Q = 40  31 = 1240 ลิตร
จานวนแก๊สที่ใช้ไป = (40  151) – 1240
= 6040 – 1240
ตัวอย่างที่ 4.2 ขวดออกซิจนขนาด 50 ลิตร ใบหนึ่ง (บรรจุแก๊สเต็มที่ 150 บาร์) เมื่อใช้งานไปแล้วหลายชั่วโมง ปรากฏ
ว่าความกดดันเหลือเพียง 30 บาร์ ถามว่า
ก. ขณะนี้แก๊สคงเหลือเพื่อใช้งานต่อไปอีกเท่าไร
ข. ใช้แก๊สมาแล้วทั้งหมดเท่าไร
วิธีทา ก. จานวนแก๊สที่ยังมีอยู่ (วัด ณ 1 บาร์)
= 31  50 = 1550 ลิตร ตอบ
ข. จานวนแก๊สที่ใช้ไปแล้ว = จานวนแก๊สขณะบรรจุเต็ม - จานวนแก๊สที่ยังมีอยู่
= (50 151) – 1550
= 7550 – 1550
หรือ จะใช้สูตร Q = V (P1- P2)
Q = จานวนแก๊สที่ต้องการหา (ลิตร)
V = ปริมาตรถัง (ลิตร)
P1 = ความดันแก๊สที่บรรจุได้เต็มที่ (บาร์)
P2 = ความดันแก๊สที่เหลืออยู่ (บาร์)

รหัส 2103 - 2112
2 คาบ
จากตัวอย่างที่ 4.2 แทนค่า Q = 50(150 – 30)
= 50  120 = 6000 ลิตร ตอบ
การหาปริมาณแก๊สอะเซทิลีน โดยใช้สูตร
แก๊สอะเซทิลีน ใช้สัญลักษณ์ทางเคมีว่า C2H2 ขนาดบรรจุของถังแก๊สอะเซทิลีนได้40 ลิตร แต่การบรรจุแก๊ส
อะเซทิลีนลงถัง จะต้องอัดสารอะซิโตน (Acetone) ไว้ภายในถังเพื่อใช้ในการดูดซึมแก๊สอะเซทิลีน โดยจานวนอะซิโตนที่
ใช้1 ลิตร สามารถละลายอะเซทิลีนได้25 ลิตรที่ 1 บาร์
เพราะฉะนั้น อะซิโตน จานวน 1 ลิตร ที่ความดัน 15 บาร์ (อุณหภูมิห้องที่ 15 °C) จะสามารถละลายอะเซทิลีนได้
เพิ่มขึ้นไปอีก 15 เท่า ดังนั้นขนาดถังบรรจุแก๊สอะเซทิลีนปกติ 40 ลิตร ที่อัดเก็บ 15 บาร์ ต้องใช้อะซิโตน 16 ลิตร เพื่อ
ละลายสารอะเซทิลีน จานวน (16  25  15 = 6000 ลิตร) ได้พอดีที่อุณหภูมิห้อง 15 °C
ในทางปฏิบัติจริงแก๊สอะเซทิลีนเป็นแก๊สเชื้อเพลิงที่อันตราย จึงต้องเผื่อความปลอดภัยในการบรรจุไว้100 % ซึ่ง
เท่ากับ 6006000
100
10
 ลิตร
ดังนั้น ในการบรรจุแก๊สอะเซทิลีนจะบรรจุเพียง = 6000 – 600 = 5400 ลิตร
เมื่อกาหนดให้ Q = จานวนแก๊สอะเซทิลีน (ลิตร)
Pmax = ค่าความดันสูงสุดของแก๊สอะเซทิลีนในขวด 15 บาร์เกจหรือ
16 บาร์สัมบูรณ์
VF = ปริมาตรแก๊สอะเซทิลีนที่อัดไว้เต็มที่ในขวดนั้น = 5400 ลิตร
VA = ปริมาตรแก๊สอะเซทิลีนที่มีในถัง เมื่อเริ่มงาน
P1 = ความดันก่อนเชื่อม
P2 = ความดันหลังเชื่อม

รหัส 2103 - 2112
2 คาบ
เครื่องกาเนิด (ถังผลิตแก๊สอะเซทิลีน) มี 3 แบบ
1. แบบ M (ขนาดเล็ก) ปริมาณแคลเซียมคาร์ไบด์บรรจุได้มากที่สุด 2.5 กิโลกรัม
2. แบบ I (ขนาดกลาง) ปริมาณแคลเซียมคาร์ไบด์บรรจุได้มากที่สุด 10 กิโลกรัม
3. แบบ S (ขนาดใหญ่) ปริมาณแคลเซียมคาร์ไบด์บรรจุได้มากที่สุด 20 กิโลกรัม
* ก้อนแคลเซียมคาร์ไบด์ 1 กิโลกรัม ผลิตแก๊สอะเซทิลีนได้270 ลิตร
ตัวอย่างที่ 4.3 เชื่อมแผ่นเหล็กด้วยงานเชื่อมแก๊สออกซิเจน – อะเซทิลีน เมื่อก่อนเริ่มต้นงานเชื่อม เกจวัดความดัน
ของท่อแก๊สอะเซทิลีน ที่ท่ออ่านได้10.85 บาร์ เมื่อเชื่อมงานเสร็จ เกจอ่าน ได้ที่ 8.75 บาร์ ถาม
ว่าใช้แก๊สอะเซทิลีนไปกี่ลิตรและเหลือแก๊สอะเซทิลีนกี่ลิตร
วิธีทา หาจานวนแก๊สอะเซทิลีนที่ใช้ไป
จากสูตร Q =
 
maxP
2P1PFV 
VF = 5400 ลิตร
P1 = 10.85 บาร์
P2 = 8.75 บาร์
Pmax = 16 บาร์สัมบูรณ์
แทนค่า Q =  75.885.10
16
5400

= 708.75 ลิตร ตอบ
สูตร จานวนแก๊สอะเซทิลีนที่ยังเหลืออยู่
V =
maxP
FV
= 75.8
16
5400

= 2953.13 ลิตร ตอบ

รหัส 2103 - 2112
2 คาบ
ตัวอย่างที่ 4.4 งานเชื่อมแก๊สด้วยเปลวอะเซทิลีน-ออกซิเจนงานหนึ่ง เมื่อเริ่มต้นเกจวัดความกดดันของแก๊สอะเซทิลีนที่หัว
ขวดอ่าน P1 = 10.75 บาร์เกจ เมื่อเชื่อมเสร็จแล้วอ่าน P2 = 8.85 บาร์ เกจถามว่า
ก. ใช้อะเซทิลีนไปกี่ลิตร
ข. เหลืออะเซทิลีนอีกกี่ลิตร
วิธีทา ก. จานวนอะเซทิลีนที่ใช้ไป Q =
maxP
FV
(P1- P2)
=  85.875.10
16
5400

= 641.25 ลิตร ตอบ
ข. จานวนแก๊สอะเซทิลีนที่เหลืออยู่
=
maxP
FV
 P2
= 85.8
16
5400

= 2986.86 ลิตร ตอบ

รหัส 2103 - 2112
2 คาบ
การหาปริมาณแก๊สโดยใช้ตาราง
สาหรับการเชื่อมแก๊ส วัสดุงานจะเกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเนื้อวัสดุ เนื่องจากปริมาณความร้อนที่
เกิดขึ้นเป็นบริเวณกว้าง จะแก้ไขหรือป้ องกันการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเป็นไปได้ยาก แต่ในปัจจุบันสามารถใช้ไฟฟ้า
เชื่อมวัสดุงานบาง ๆ ได้แล้ว ซึ่งใช้ปริมาณความร้อนเฉพาะจุดแคบๆ เท่านั้น บทบาทของการเชื่อมแก๊สจึงลดลง แต่งานตัด
วัสดุงานนั้น ยังคงนิยมใช้อยู่ ถึงแม้มีการตัดวัสดุงานใหม่ ๆ ที่ก้าวหน้า แต่ราคาต้นทุนจะแพงและยุ่งยากกว่าการตัดด้วย
แก๊สออกซิเจน-อะเซทิลีนมาก จึงยังเป็นที่นิยมในปัจจุบันและเพื่อให้เกิดความสะดวกมีตารางสาเร็จรูปที่ใช้ในการ
คานวณหาปริมาตรของแก๊สและเวลา ดังแสดงในตารางที่ 4.1 และ 4.2
ตารางที่ 4.1 ความสิ้นเปลืองของแก๊สขณะเชื่อมเหล็กเหนียว
ความหนา
ชิ้นงาน (มม)
ออกซิเจนที่ 2.5 kg/cm2
อะเซทิลีน
ลิตร/ชม. ลิตร/เมตร ลิตร/ชม. ลิตร/เมตร
0.5-1 80 6.6-14 80 6.6 -14
1-2 150 15-30 150 15 -30
2-4 300 40-108 300 40-108
4-6 500 180-250 500 180-250
6-9 750 225-535 750 225-535
9-14 1250 535-1390 750 535-1390
14-20 1800 1200-3000 1200 1200-3000
20-30 2600 2600-5200 2600 2600-5200

รหัส 2103 - 2112
2 คาบ
ตารางที่ 4.2 ความสิ้นเปลืองของแก๊สขณะตัดเหล็กเหนียวด้วยออกซิเจน
ความหนา
ชิ้นงาน (มม)
ออกซิเจน อะเซทิลีน
ความดันที่ใช้
กก./ตร.ซม.
ลิตร/ชม. ลิตร/ม. ลิตร/ชม. ลิตร/ม.
2 1.4 800 45 300 17
5 1.8 1100 65 350 20
10 2.5 1700 110 400 26
20 3.2 2200 160 500 36
30 3.7 3100 250 550 44
40 4.2 4300 390 650 59
50 4.7 5500 550 750 75
60 5.5 6300 660 800 85
70 6.2 7100 790 850 95
80 7.0 7900 920 900 105
100 8.4 9500 1180 1000 125
125 9.5 11300 1500 1150 155
150 10.5 13000 1830 1300 185
175 11.3 15000 2300 1400 215
200 12.0 17000 2850 1466 240
250 12.7 21000 3800 1600 290
300 13.0 25000 5000 1700 340

รหัส 2103 - 2112
2 คาบ
ตัวอย่างที่ 4.5 ต้องการตัดเหล็กหนา 20 มม. ยาว 25 ม. ให้ขาดออกจากกันต้องใช้แก๊สออกซิเจนและอะเซทิลีนอย่างละกี่
ลิตรและใช้เวลาในการทางานเท่าไร
วิธีทา จากตารางที่ 4.2 เหล็กหนา 20 มม. ต้องใช้แก๊สออกซิเจน 160 ลิตร/ม. และแก๊ส
อะเซทิลีน 36 ลิตร/ม.
ใช้แก๊สออกซิเจน = 160  25 = 4000 ลิตร
ใช้แก๊สอะเซทิลีน = 36  25 = 900 ลิตร ตอบ
จากตารางที่ 4.2 อัตราการสิ้นเปลืองของแก๊สออกซิเจน
= 2200 ลิตร/ชม.
 เวลาที่ใช้ตัด =
2200
4000
= 1.81 ชม.
หรือ = 1 ชม. 49 นาที ตอบ
หมายเหตุ เวลาที่ใช้ในการตัดในการคานวณจากแกสออกซิเจนเท่านั้น เพราะจะใช้แก๊สออกซิเจนในการตัด
มากกว่า ส่วนการเชื่อมแก๊สอัตราการสิ้นเปลืองของแก๊สออกซิเจน – แก๊สอะเซทิลีน เท่านั้น
ตัวอย่างที่ 4.6 ต้องการใช้หัวเชื่อมตัดเหล็กแผ่นหนา 5 มม. ยาว 20 ม. ให้ขาดออกจากกัน จงคานวณหา
ปริมาณการใช้ออกซิเจน อะเซทิลีนและเวลาที่ใช้ในการตัด
วิธีทา จากตารางที่ 4.2
แผ่นเหล็กหนา 5 มม. จะต้องใช้ปริมาณออกซิเจน = 65 ลิตร/ม. และอะเซทิลีน = 20 ลิตร/ม.
ดังนั้น จะต้องใช้ปริมาณออกซิเจนทั้งหมด = 65 20 = 1300 ลิตร
และ จะต้องใช้ปริมาณอะเซทิลีนทั้งหมด = 20  20 = 400 ลิตร ตอบ
จากตารางที่ 4.2
อัตราการสิ้นเปลืองของออกซิเจน = 1100 ลิตร/ชม.
 จะต้องใช้เวลาตัดชิ้นงาน =
1100
1300
= 1.18 ชม.
หรือ = 1 ชั่วโมง 11 นาที ตอบ

4 1

More Related Content

What's hot

Viewers also liked

Similar to 4 1

More from Pannathat Champakul

4 1