管清洗分流头及其清洗方法与流程

本发明涉及管清洗领域，是一种管清洗分流头及其清洗方法。

背景技术：

小口径不锈钢精密管在冷轧后都会进行光亮固溶处理，而光亮处理前必须要把管壁表面残留的轧制油清除干净，如果管壁油脂没有清除干净，会直接影响钢管品质，严重时会造成残留ci-腐蚀钢管（因为轧制油含氯化石蜡成分）。一般采用超声波槽式清洗或酸洗（硝酸+氢氟酸）浸泡处理，而超声波和酸洗只能对管外壁有清洗作用，针对细长的管内壁基本无效，因此后续还要针对管内壁进一步处理。现有管内壁清洗方式一般采用人工打海绵球、毛毡或白布等，通过海绵球擦拭摩擦作用清除油脂。因为冷轧油在轧制过程中经过高温已经变得非常粘稠，强力轧制后管壁微观缝隙会嵌入较多的超细粉末和一层完整的油膜，因此需要海绵或白布沾取丙酮等挥发性溶剂进一步清理。每根管根据管长和管径不同，通常需要打海绵球数量较多，但还是不能保证内壁的清洁度，因此在热处理前或处理后必须再利用酸洗来消除残留物对管壁的腐蚀。为此，该行业急需一种能够高清洁率、低成本、自动化、环保的清洗技术，能够完全替代人工和高污染酸洗工艺。

技术实现要素：

为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种管清洗分流头及其清洗方法，使其解决现有管内壁清洗清洁效率不高，成本较高，自动化、环保性欠佳的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

一种管清洗分流头，该分流头适用于管内壁清洗，分流头一端连接柔性连接线，分流头与待清洗管件内壁之间形成射流间隙，该射流间隙限定为当高压流体经过该射流间隙时形成环形空化射流。其结构要点在于所述分流头前端设有连接所述柔性连接线的穿线孔，分流头中部设有间隔设置的两片环形的空泡发生片，分别为前空泡发生片和后空泡发生片，分流头前端至前空泡发生片形成外径逐渐变大的前渐变头，前空泡发生片与后空泡发生片之间形成环状内凹的空泡发生腔，空泡发生腔的环面与后空泡发生片之间形成外径逐渐变大的后渐变头，所述前空泡发生片与待清洗管件内壁之间以及后空泡发生片与待清洗管件内壁之间均形成所述射流间隙。

空化射流是指高压流体通过待清洗管件输送至分流头，分流头行走速度小于流体速度时，分流头前端流体形成高压流体，通过分流头使流体紧贴待清洗管件的管壁压缩，瞬间进入分流头后端低压区形成压力骤降。当流体局部压力低于该处饱和蒸汽压时，不仅溶于水中的空气（通常为2%）会逸出，而且水开始气化，在流体中形成许多由空气和流体组成的空泡（空穴、空化泡），流体携带空泡高频率撞击管壁时形成声波，当频率高于20000hz时则形成超声波，超声波再次产生空泡不断撞击管壁，这些空泡溃灭时产生瞬时的局部高温、高压，并形成强烈的冲击波和速度高达100m/s以上的微射流，从而实现对待清洗管件内壁的清洗。上述分流头设计不仅能够产生二次空化射流，且通过设置空泡发生腔，能够有利于待清洗管件内壁空泡的生成，大幅提高管内壁清洗效率和清洁效果。

上述管清洗分流头中，所述前空泡发生片的外径尺寸大于后空泡发生片的外径尺寸，且空泡发生片的边缘周面为圆弧面。上述管清洗分流头中，所述空泡发生腔的腔体宽度小于所述分流头最大外径尺寸的1.5倍。

通过上述结构，有利于空泡的生成，提高空化射流清洗的效果。

上述管清洗分流头中，所述穿线孔为贯穿分流头前、后两端的平行孔。

上述管清洗分流头中，所述穿线孔为t型孔。

上述分流头的穿线孔设计，方便柔性连接线穿线绑扎操作，以及提高绑扎后拉动分流头工作的稳定性和可靠性。

上述管清洗分流头中，所述分流头的材质为硬尼龙、聚甲醛、聚氨酯、聚氯乙烯、超高分子聚乙烯其中的任意一种。通过该结构，保证分流头本身的耐磨性，同时又不易损伤待清洗管件内壁。

上述管清洗分流头中，所述柔性连接线为多股编制纤维线。通过该结构，提高柔性连接线的拉伸强度，且不易自身打结缠绕，提高拉动分流头工作的可靠性。

该管清洗分流头的清洗方法为：将所述分流头由待清洗管件的一端伸入，并向待清洗管件该端通入高压流体，所述柔性连接线拉动分流头沿待清洗管件相对于高压流体同向或反向运动，且当分流头与高压流体同向运动时，分流头行进速度小于高压流体的流速；所述高压流体经过分流头前空泡发生片、后空泡发生片与待清洗管件内壁之间的两道射流间隙，形成二次环形空化射流，通过对待清洗管件内壁整段完成环形空化射流，实现对待清洗管件内壁的清洗。

所述高压流体为清水、脱脂液、酸洗液，且粘度接近水，高压流体温度为10-45℃。通过该高压流体设置，能够提高空泡的产生，提高空化射流的效果。上述清洗方法中，所述分流头在所述柔性连接线拉动作用下，以及高压流体推动作用下，沿待清洗管件内壁作往复运动，进一步提高管内壁清洗效果。

本发明的优点在于：整体结构较为简单，制作生产成本较低，且操作使用方便，对于高压流体输送的压力要求较低，清洗效率高，效果好，尤其适用于管壁污垢附着牢固，管壁不光洁的小口径（管径小于25mm）的管内壁清洗，适合于大规模工业化清洗。

附图说明

图1是本发明分流头清洗实施的结构示意图。

图2是本发明分流头方案一结构示意图。

图3是图2的左视结构示意图。

图4是本发明分流头方案一的穿线孔改进结构示意图。

图5是图4的左视结构示意图。

图6是本发明的分流头方案二结构示意图。

图7是图6的左视结构示意图。

图8是本发明的分流头方案三结构示意图。

图9是图8的左视结构示意图。

图10是本发明的分流头方案四结构示意图。

图11是图10的左视结构示意图。

图中序号及名称为：1、分流头，101、穿线孔，102、前渐变头，103、前空泡发生片，104、空泡发生腔，105、后空泡发生片，106、后渐变头，2、柔性连接线，3、待清洗管件。

具体实施方式

现结合附图，对本发明作进一步描述。

如图1-5所示，该管清洗分流头适用于管内壁清洗，分流头1的材质为硬尼龙、聚甲醛、聚氨酯、聚氯乙烯（pvc）、超高分子聚乙烯（hpe）其中的任意一种，分流头前端设有连接柔性连接线2的穿线孔101，穿线孔为贯穿分流头前、后两端的平行孔，如图2、图3所示；或者为t型孔，如图4、图5所示。分流头通过穿线孔连接柔性连接线，柔性连接线为多股编制纤维线，柔性连接线与分流头保持同轴心。分流头中部设有间隔设置的两片环形的空泡发生片，分别为前空泡发生片103和后空泡发生片105，分流头前端至前空泡发生片形成外径逐渐变大的内凹圆弧状的前渐变头102；前空泡发生片与后空泡发生片之间形成环状内凹的空泡发生腔104，空泡发生腔的环面与后空泡发生片之间形成外径逐渐变大的内凹圆弧状的后渐变头106。前空泡发生片与待清洗管件3内壁之间以及后空泡发生片与待清洗管件内壁之间均形成射流间隙，且前空泡发生片的外径尺寸大于后空泡发生片的外径尺寸。实际实施时，当待清洗管件管通径小于25mm时，前空泡发生片、后空泡发生片的边缘周面设计为圆弧面，前空泡发生片与待清洗管件内壁之间的射流间隙控制为0.01-1mm，后空泡发生片的外径尺寸小于前空泡发生片外径尺寸1-5mm，空泡发生腔的腔体宽度（即前空泡发生片与后空泡发生片之间的间距）设计为大于10mm，但小于分流头最大外径的1.5倍。

除上述分流头结构以外，本发明亦可设计如图6-11的结构样式，即图6、图7为采用双球头结构，图8、图9为采用两个双圆锥体，图10、图11为采用两个圆锥体。这些结构，均能实现本发明分流头的功能。

以清洗管通径12mm的钢管为例，对本发明清洗方法做如下描述。待清洗的钢管加工工艺为冷轧，管内壁未经脱脂有轧制油残留，轧制油含氯化石蜡和机油成分。根据待清洗钢管，选取分流头参数为：前空泡发生片103与钢管内壁之间的射流间隙为0.1mm，后空泡发生片105与钢管内壁之间的射流间隙为1.1mm，空泡发生腔104的宽度为10mm。高压清洗液的参数为：选用温度为20-45℃，粘度接近水的脱脂液。清洗过程为：将分流头1由待清洗钢管的一端伸入，并向待清洗钢管该端通入高压清洗液，高压清洗液的流速为5m/s，高压清洗液的压力为1.5mpa，高压清洗液推动分流头沿待清洗钢管内同向运动，分流头通过柔性连接线2拉动控制行进速度为3m/min，高压清洗液经过分流头前空泡发生片、后空泡发生片与待清洗钢管内壁之间的两道射流间隙，形成二次环形空化射流，通过对待清洗钢管内壁整段完成环形空化射流，即实现对钢管内壁的清洗。上述分流头亦可在柔性连接线拉动作用下，以及高压清洗液推动作用下，沿待清洗钢管内壁作往复运动，当分流头相对于高压清洗液反向运动时，分流头反向行进速度控制为6m/min。上述清洗方法清洗后的钢管，经无尘白布擦拭管内壁检测结果为无任何可见污染物，表明清洗效果明显。

以上内容旨在说明本发明的技术手段，并非限制本发明的技术范围。本领域技术人员结合现有公知常识对本发明做显而易见的改进，或者在发明技术启示下进行有限次试验所得出的高压流体的压力、速度，以及分流头行走速度，分流头与管内壁之间的射流间隙等优选参数或参数的搭配使用，亦落入本发明的保护范围之内。