影响清管器在管道中运动的因素有哪些？
什么是清管管道？
在卫生清管解决方案中，影响清管器在管道中运动的因素包括哪些因素？
作为清洗对象，清管管道在整个系统中起着决定性作用，其质量直接影响清管效果。在选择管道尺寸之前，必须明确整个清管单元的要求。卫生要求可以是低（粗清管系统）或高（精清管系统）。对于精清管系统，清管管道属于食品级管材，卫生级清管管道符合食品安全标准，通常采用304或316L不锈钢制造，具备良好的卫生性能。对于食品、饮料和制药行业来说，洁净环境是基本要求，卫生级工具和设备也至关重要。
《Industrial Pigging Technology》编自 G. Hiltscher, W. Mühlthaler, .J Smits.
影响清管器在管道中运行的因素
清管材料
不锈钢是最适合用于输送分批液体产品的清管管道材料。目前，非金属清管管道仅用于粗清洗。塑料管的标准与压力管和排污管相同。在某些情况下，玻璃清管管道可用于实验室或演示用途。
《Industrial Pigging Technology》编自 G. Hiltscher, W. Mühlthaler, .J Smits.
清管管道的酸洗与钝化
清管管道绝不能进行酸洗与钝化处理。多数制造商采用浸泡方式对管道内外进行酸洗。一些产品回收系统供应商认为这种方式会导致清管器严重磨损。谨慎的酸洗可以避免这种情况发生，但酸洗通常会使清管管道表面变得粗糙。
推荐粗糙度：
公称尺寸为1至10英寸的直管可以制成无缝管或直缝焊管，两者都适用于清管系统。
焊接管道优于无缝管的原因在于其更适用于大口径管道，且生产工艺更具灵活性。
另一个优势是，焊接清管管道通过手工抛光可实现内表面粗糙度Ra=0.8μm，外表面Ra=1.6μm。电抛光可进一步提升清管管道的表面质量，这在制药领域的清管应用中尤为重要。
《Industrial Pigging Technology》written by G. Hiltscher, W. Mühlthaler, .J Smits.
弯头的曲率半径
在清管管道中，应选择合适的弯头半径。弯头半径通常是公称直径的倍数。
选择弯头半径时应考虑以下因素：
- 清管效果越高，弯头半径越大；
- 清洁度要求越高，弯头半径越大；
- 清管器材质越硬，弯头半径越大；
- 清管器几何尺寸越长，弯头半径也越大。
考虑到上述原因，强烈推荐使用5D弯头。
三通管的质量
为了确保清管器顺利通过，出口直径必须小于管道公称直径的一半，或者需要在出口处焊接导向杆。
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清管器
清管器设计
由于清管应用在不同领域中具有相似性，因此清管器的设计在具体应用场景中不会有明显差异。
清管器形状
常见的清管器包括球形清管器、整体浇注式清管器、杯型清管器、圆柱型清管器、可更换杯型清管器、锥形密封清管器以及其他专用清管器。应根据清洁度要求、管道尺寸和系统压力选择合适的清管器。
球形清管器
在所有类型的清管器中，球形清管器结构最为简单。它可以在清管管道中任意方向旋转和移动，运动方向始终在变化。
整体浇注式清管器
整体浇注式清管器是一种非常常见的清管器，其设计源自球形清管器。Hyperfore的整体浇注式清管器可满足大多数工艺需求，能够在管道中双向移动。
可更换杯式清管器
需要专门设计的清管系统以匹配可更换的杯式清管器。操作过程中需要足够的背压，以控制清管器的速度。
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卫生级（无菌）清管器
瀚海峰的卫生型（无菌）清管器应用于卫生领域，采用耐高温、耐磨损、与产品兼容的材料制成。它们为双向清管器，表面光滑、形状稳定，便于原位清洗，并可轻松通过3D弯头和三通，无任何障碍。
几种推进介质:
清管器的运动不是由清管系统驱动，而是由空气或液体驱动介质推动。运动能量由驱动介质传递至清管器，因此介质的传输特性对清管器的运动至关重要。清管器在空气驱动与液体驱动下的运动状态差异明显。
空气驱动介质具有可压缩性，可能导致清管器运行不稳定；而液体驱动介质可在清管器后方形成理想的液流，使清管器运动更加平稳。
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流体介质的性质：
当膏状或高粘度介质，以及具有不同流体特性的液体在管道中流动时，由于摩擦作用，会在管道内壁上产生压力。这些力会导致流体内部的体积单元发生变形，从而产生剪切力。靠近管壁的流体因摩擦而速度减慢，变形较为剧烈，而管道中心的流体则基本保持不变。
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注意事项
清管管道的构造
对于清管管道，禁止使用会缩小管道横截面积的部件，如蝶阀、过滤器、变径三通等。清管管道的内径不应发生变化，否则清管器将无法顺利通过。
一般而言，清管管道采用焊接或法兰连接。对于长距离管道，建议采用焊接方式连接清管管道。应尽量减少法兰、阀门和弯头的数量。
清管器的磨损
清管器的磨损特性和使用寿命取决于其材料对产品和清洗剂的耐受性，也取决于产品的特殊性能（耐磨性、粘度、黏性、温度）、管道质量、管道内表面状况、焊缝及连接部件的质量、管道弯头的质量与曲率半径、管件的选择以及控制系统的可靠性。
Pipe Pig Speed
清管器速度的设定至关重要。对于由空气或氮气驱动的清管器，理想的运行速度应低于2米/秒，绝不能超过7米/秒。若驱动介质为液体，清管器的速度则取决于泵的功率和管道的横截面积，通常清管器速度为2米/秒。
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结论
综上所述，影响清管器在管道中运动的关键因素包括：清管管道材料、管道的酸洗与钝化处理、管道表面粗糙度、弯头的曲率半径、三通的质量、清管器设计、清管器形状、驱动力类型、介质的流体特性等。这些因素都会对清管器在管道中的运动产生重要影响，进而影响整个清管过程的性能。
清管器在管道中的运动对于优化清管工艺至关重要。在建设清管管道时，应优先选择食品级不锈钢（如SS316L和SS304），以最大限度减少清管器的磨损。
弯头、三通、法兰等管件的数量应尽量减少，以避免清管器运动失败的风险。如需使用管件，建议选用3D弯头和可清管三通，以确保清管器顺利通过。
清管器的设计在管道清洗效果中起着重要作用。为了达到最佳清洗效果，清管器的尺寸应略大于管道内径。清管器的形状和材质是影响不同液体产品（如乳制品、酒类、化妆品、食品等）清洗效果的关键因素。
驱动力会显著影响清管器的速度，进而影响其使用寿命，因此对清管效率有深远影响
常见问题
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