乳品生產線常用管道管件的選型

乳品生產線是食品生產線的一種，現代乳品/飲料/酒類/醫藥行業實際都是化工行業的分支，生產線共通性很大。

化工是“性變”加工，和機加工的“形變”不同，設備相對簡單，進入生產線一打眼全是“管管罐罐”，即用于進行反應（罐）和過程輸送（管），這也是乳品工程企業的主要工作內容。用于輸送（泵）、在線加工（分離、均質、殺菌）、提供反應條件（換熱）和包裝機，實際不專屬于乳品機械這個小行業，而是通用設備的專業化改型。

材質：

用于物料和CIP的工藝管道材質需符合食品級不銹鋼要求，常用的就是：

AISI（美國鋼鐵工業協會標準）304和316L。304L和316也是符合食品要求的，但一般很難買到。這可能與國內思路有關，要么是最基本最便宜，要么是最高檔最貴，中間的全不要~~

不與食品接觸的不銹鋼，比如平臺、支架、橋架、配電柜、保溫外殼之類，可以選用AISI202、AISI430。

304、316是奧氏體不銹鋼，理論上沒有磁性，但因機械加工可能被帶上磁性，所以不能以磁性作為判斷“不銹鋼”的唯一標準。202只有微磁，它雖然也是奧氏體，但耐腐蝕性達不到食品級標準，430是鐵素體不銹鋼，不能用于食品接觸面，可滿足一般生產車間的防潮要求。俺常說，“設計就是突出與妥協，而并非簡單的堆砌先進技術”，材質的選擇同樣也是這個道理，只要不是空氣中彌漫著濃酸的煙霧，用316L做保溫殼、支架、平臺是毫無意義的。

乳品生產線是一個復雜組合體，不僅需要用到非金屬材料（多用于密封），也會因為性能所需（往往是耐沖擊性要求），不得不采用非不銹鋼的金屬材料，比如分離機內的鎖緊圈，均質機/高壓泵的柱塞、止回閥等等。有必要將物料種類和特性告知管件閥門供貨廠家，很可能會影響到密封材質（耐溫，耐壓，耐酸、堿、油脂腐蝕）的選型。

管道：

管道主要分為無縫鋼管和焊接鋼管兩大類。

無縫鋼管的表達方式為“外徑x壁厚”，其有n多外徑可選，還配合有n多壁厚，長度也是“不定尺”的，訂貨時需要注明：材質（或標準號）、每根鋼管的長度、外徑和壁厚、拋光要求等。業內多用于蒸汽管道。購買時多按重量，這樣對雙方都比較公平些。

無縫鋼管需與標準Dn規格的閥門管件配合使用，所以無縫鋼管在選型時應盡可能接近標準Dn規格的外徑（比如32配Dn25，48配Dn40，57或60配Dn50，76配Dn65，89配Dn80，108配Dn100，差幾毫米就用焊接找齊。《五金手冊》上都有Dn規格標準），這些也是市場上最容易買到的規格（無縫鋼管的壁厚不要隨Dn管道走，那太浪費了，不必非為了理論計算的流量選特殊規格的管道，差個一點半點的不會有什么影響，管道閥門管件廠商可不會為了你這個工程專門生產一批~~

“低壓流體焊接管道”和“鍍鋅鋼管”是有著標準的直徑和壁厚相配合（Dn）的系列的，鋼管一般長度是6m，也即“定尺”。業內多用于水、冰水管道。因為外徑、壁厚是固定規格，單位長度的重量也就固定了，所以購買時多按米數，但也就要注意檢查直徑和壁厚是否足夠，或按重量計價。

常用的“不銹鋼焊接鋼管”有相對簡單得多的“規格系列”（也即定型程度更高），但同時存在多個標準系列，國內業內常用的ISO（國際標準化委員會標準）規格（似乎只有GEA公司用德國標準），實際是“英制標準”，即以1英寸（25.4mm）為標準外徑單位，固定壁厚的管道標準。食品管道拋光要求一般是“內鏡面外亞光”，不提倡“外鏡面”，不利于視覺保護，某些用于換熱的特殊用途可以是“內鏡面外酸洗”，即外表面不拋光。鋼管最常見的長度規格是6米，不特殊提出，即為默認。

常用的ISO制式食品級 低壓流體 焊接 不銹鋼管道 的外徑系列是：

3/4英寸——20mm；

1英寸——25mm；

1 1/2 英寸——38mm；

2英寸——51mm；

2 1/2 英寸——63mm；

3英寸——76mm；

4英寸——102mm。

ISO標準無1 1/4寸（32管道）和3寸半（89管道），設計時就應注意避免，防止難以購買配套的閥門管件，也優化采購和備件。

常遇到的問題還有：

所謂“分”，即將1英寸分成8份，“4分管”即4/8（1/2）英寸規格，“6分管”即6/8（3/4）英寸規格。

所謂“Dn/公稱直徑”，見于“低壓流體輸送用碳鋼焊接管道”和“鍍鋅管”，其外徑和壁厚的配合系列是完全固定的。但公稱直徑并非就是外徑或者內徑，只是早先的一種大致叫法（估計與英國最早的模具、重量之類的標準有關），后來一直沿用了下來。其是以1英寸為標準直徑單位的，常說的Dn50管，實際是“兩寸管”。

管道之所以英制較多，無疑是當時大英帝國日不落權威的體現了~~美國以英國移民為主建立，當然也沿用并擴張了應用范圍；而德國、俄國標準往往僅限本國，業內早年使用的不銹鋼管（比如老式設備的40、50冷拔不銹鋼管）曾按無縫管規格（曾認為有縫管只能用作裝飾管，因為當時焊接質量較差），但因技術進步和進口設備的普遍應用，ISO制式成為主流。

常見工藝閥門管件：

1.蝶閥

蝶閥開關快速便捷，有一定的粗略調節作用（但無法用于真正的調節場合），衛生性較好，是乳品生產線工藝管道上最常見的閥門。

安裝時務必記得閥柄與閥板同向，垂直管道方向為關，與管道通向為開。

多個蝶閥密集安裝構成閥組時，必須重視各閥門手柄活動空間不要干涉。

2.球閥

食品生產線的工藝管道不推薦用球閥，因為其在開啟時，球和殼體的接觸面是無法清洗到的。如必須使用，應選用通徑可拆卸式二片或三片式衛生球閥，常見的“管式球閥”應嚴禁用于物料管道（當然，水一般無所謂~~）。當球閥完全開啟時，沒有什么阻力，開關較為費力但也就可以粗略調節流量。

3.旋塞閥

老式生產線常見，但因閥芯和殼研磨，易掉屑，底部封死的存在清洗死角，底部打通的必須拆卸清洗，現在已很少使用。

在使用三通球閥或旋塞時，注意閥柄方向為封死，而其他三個方向為流通。

4.止回閥/單向閥

單向閥一般有彈簧型、球形兩種。

彈簧型止回閥正向通過時，克服彈簧力，通過閥板與殼體的縫隙過料，逆向則將閥板與接口推嚴封死，無法過料。

球形止回閥分為兩種，一種是直通型，一個接口大，一個接口小，里面的球直徑介于兩者之間，正向時球被頂到大口能過料，逆向時球封死了小口無法過料；一種是Y型，正向時球被推向Y型支路，逆向時球被頂到小口。

因為內部結構頗復雜，止回閥應避免用于物料管道，必須采用時，前后應裝活結，以拆卸清洗。

現多采用彈簧型止回閥，是因球型止回閥的球不免和接口研磨磨損，使用一段時間后泄漏律較高，對于球的材質、加工精度和閥體接口處加工精度要求很高，而彈簧型只有閥板和接口處只有軸向摩擦，磨損可以靠彈簧力補足，對于材質、精度要求稍低，使用壽命也較長。

實際上，Y型球式止回閥的流體阻力最小，幾乎可忽略不計，彈簧型止回閥必須嚴格控制串聯的數量，最好一條管線只有1個，最多2個，否則必須增加泵的揚程。

在CIP回程管道上，非要將止回閥安裝在支路管道末端是大可不必的，那位置往往在半空中，安裝和維護非常不便，而既然安裝不便，安裝誤差就可能較大，往往影響止回閥的封閉性。

止回閥前后最好有一段“無管件直管段”，以讓流體平穩的對中流過，對于阻力、壽命、封閉性都有好處。

5.座閥

雖然自動化生產線的氣動閥很多是座閥，能實現多種流通方式，但俺不推薦使用手動座閥用于開關場合（調節場合推薦）。

最簡單的L型座閥實際是截止閥的一種，靠手柄的轉動提升/降低閥板，增加/減少流通面積，對手柄機構、閥板、閥座進行專業化改造，就是調節閥了。其余T型、F型等等常用于多條管道之間的切換。

將手動座閥用于開關操作時，不僅操作慢，而且旋轉手柄時經常難以確認究竟它有沒有“完全”打開或關閉，常因此造成故障甚至串料事故。氣動座閥是氣缸推動閥桿，動作很快，也能安裝頂部控制單元來監測閥桿位置，不存在這個顧慮。

座閥阻力較大，不推薦用于高壓、粘稠物料管道，如果還要多個座閥串聯，那……禱告上帝保佑你泵吧~~

6．安全閥/泄壓閥/背壓閥

這三者的原理幾乎是一樣的，都是預先通過彈簧或壓縮空氣的力，通過氣缸/腔體的作用，給流體“預置”一個阻力，當物料克服此力時，就通過/排泄，來保證管道內壓力的基本穩定。這三種閥較為少見，懶得廢話了。

7.活結

活結分為螺紋頭（或叫1/3活結）、平頭、螺紋套（這兩個相加可以叫2/3活結）和密封圈組成，用于需要進行管道拆卸的場合。為了節約成本，在只需使用1/3活結（如分配管板的各接頭）或2/3活結（這個很少見，除非設備廠家沒配齊全套接口活結）的場合，訂貨時應注明，否則你剩下那半除了擴大了內需也沒啥用處~~

衛生型活結應該是對焊接口，而非老式插焊，應是圓螺紋，避免割傷工人手指，同時污染物料。

全線活結應盡可能保持同一制式（比如SMS規格），可能某臺設備的活結規格特殊，不要為了給它配套而折騰供應部吧，割下來，焊個標準的算了~~當然，最好在設備和儀表定貨時要求，“各接口必須配整套的活結/衛生卡盤”，某些廠家此時如加價太高，干脆就定“焊接接口”，到貨后自己焊活結。

即使是衛生型活結，也是一個可能的污染點，所以應避免過多使用，滿足維護要求即可。某些老觀念常想“拆卸靈活”，對于現代大中型生產線，難道經常會靈活得變形？難道新建生產線就要考慮拆遷要求？呵呵~~還有老觀念常想“拆卸清洗”，但CIP系統已經是大中型生產線的標準配置了，除非生產線設計不合理、安裝不合格，才會“拆洗”嘛~~就算有每月拆洗一次的習慣，也無需把生產線拆成“零件狀態”嘛~~

當然，必要的活結還是得裝，下列場合需要活結：

1.設備接口，包括罐的各個接口；

2.緊密安裝的閥組、閥陣總接口；

3.重要的、價值較高的、需拆洗的閥門、在線儀表的接口；

4.分配管板的接頭。

其他場合，一律不安裝活結，所以在閥門管件選型時，也應一律選擇“焊接接口”的閥門管件，需要時再單獨焊接活結即可。該焊不焊，是偷工減料；不該焊卻焊了，就是無知浪費，前者是道德問題，后者是技術問題。

醫藥生產線常用卡盤代替活結，衛生性稍好一點點，但缺點也很明顯：拆卸時比較麻煩，別看貌似是手動蝶形螺母旋緊，實際因安裝誤差經常需要借助工具；拆下來的套很容易丟；往往需兩人操作（一人對管道，一人旋緊），而活結只需一人；鎖緊牢固性較差，尤其是大直徑的。

8.變徑/異徑管

不宜采用“同心變徑”，貌似美觀，但用于橫裝時，會造成大口端管道存料，豎裝雖然沒有這個問題，但何必采購兩種規格的變徑呢？萬一偏心的不夠用了，同心的無法代替，而反之就可以，所以一律選用“偏心變徑”好了~~

標準的變徑都是兩相鄰級別口徑（比如38/51，51/63），當跳級應用時，最好采用兩個變徑焊接，以保持整個生產線/工程的通用性，如果跳了2兩級，可能不太美觀（其實誰特意去瞅啊，哈哈~~），就需定制了，訂貨周期會稍長。

9.三通

由于支路很可能要焊接蝶閥，為了減少清洗死角，應采用“短頸”三通。推薦一律采購“通徑短頸”三通，需縮小支路管徑時再額外變徑，這樣管件的通用性較好。在因清洗要求必須采用“異徑短頸”（中間口縮小）變徑時，必須專門指出，加工定做，并額外保管好。

在某些特殊場合，可能需將標準的三通改造方符合要求，所以也不能完全被“標準化”困死思路，但優化改造，應在標準三通上進行。

10.彎頭

常見的食品級不銹鋼彎頭的曲率半徑往往在1.2~1.5D之間，各生產廠家可能稍有不同。

驗貨時注意接口的圓度和四個彎頭能否拼成個完整的圓。

由于食品級管道管件都是內鏡面拋光的，管道摩擦阻力小得可以忽略不計，除了管道高度造成的重力外，流體阻力主要集中在閥門和彎頭處。在遇到粘稠、高壓物料時，常見的直角彎頭就顯得阻力較大，還可能引發管道振動，應定制大曲率半徑的彎頭，比如3~5D，8~10D。

如果需用到非90度彎頭，用量較小，分散使用，直接改造標準的90度彎頭即可。