PIC清管閥是管線運輸具有運輸效率高、成本低、安全可靠，損耗少和對環(huán)境污染小等優(yōu)點。為了確保管線運輸的高效、暢通，按照油氣管線操作規(guī)程，必須定期使用清管裝置，通過此裝置發(fā)射和接收PIC清官器對管道進行清管作業(yè)，清管作業(yè)是各類油、氣輸送管線正常操作過程中的重要工作。
由于固體物質如石蠟在管線壁上的累積，將導致管線內徑的縮減，而通過管線清管器的發(fā)送，清管器可以管線壁上清除固體物質，這樣就防止了內徑的縮減。
今天，清管被用于清潔、校準、排放/干燥、檢查、內表面處理、分離和分批操作。PIC清管閥具備了傳統(tǒng)的清管裝置的全部功能，用清宇航局閥代替?zhèn)鹘y(tǒng)的清管裝置，使管輸系統(tǒng)大大簡化，清管閥以其占地面積小操作簡單等突出優(yōu)點而得到廣泛使用。
PIC清管閥的主要用途有：
1、新管線投產前，清除管內各種殘留物使管線暢通無阻。
2、新管線內壁除銹和防腐層涂敷。
3、對已投產管線做定期的油管刮臘，氣管除水，以便長期保持有效輸送能力。
4、同一管道內輸送不同種類介質的隔離和置換。
PIC清管閥在管道清管時只起到發(fā)射和接收清管器的作用，而對管道進行清管掃線的是清管器。清管器簡稱為PIC閥，它的含義是：“裝彈機構閥”(pipeinternal cartridge的縮寫詞PIC)。又可稱之為PIG則是這樣闡述的：“可能來自于采用金屬裝置清潔管道時，金屬表面相互摩擦而產生刺耳的噪聲使人們聯想起豬的叫聲，而且從石油管道取出后，油泥污染的清管器看起來更像豬內臟，清管器由此而得名。”也有一些工程師提出PIG是pipeline inspection gauge(管道檢測儀)的縮寫，這是基于清管器的功能而定義的。
二、結構特點及工作原理
PIC清管閥的結構特征是在T形三通固定式球閥結構原理基礎上改型和增加功能后創(chuàng)新設計而成的新型閥門。PIC清官閥是在固定式球閥結構原理基礎上改進和增加功能后創(chuàng)新設計的新型閥門。它通過球體90o回轉實現閥門的啟閉，利用雙活塞效應實現密封，并根據球閥的特點設計成雙阻塞與排放功能，使閥門在全開或全關的狀態(tài)下都可以排放體腔中的介質。它秉承了固定式球閥的所有優(yōu)點，與固定式球閥有同等的適應性。它的閥體側面開設有與流道中心線垂直的支管，支管上安裝快開盲板和排放閥，使PIC清管器能方便地送入清管并或從中取出。球體通道的一端設置能阻擋清管器通過而又允許介質流通的擋條。
此閥主要由閥體、閥蓋、球體、閥桿、閥座、閥座對承、彈簧、等零件組成。閥體采用WCB、WC6、304等材料鑄造而成，并有多種形工和各種規(guī)格，如果按照球體安裝方式和閥體結構來歸納，清管閥總體結構分為三種類型：三段式、二分體式以及上裝式，這三種類型結構特點分板對比如下。
①三段式清管閥
為典型的三段式清管閥，結構特點：
a.閥體由主閥體和左右相同的兩件副閥體組成，整臺閥門沿閥桿中心線對稱，結構緊湊，外形線條流暢，外形美觀，密封性能好。
b.制造裝配工藝性，安裝、調試。
c.主閥體和副閥體呈圓柱筒體，除鑄造性能外，還易于實現采用鍛造閥體或鍛焊式閥體結構。
d.三段式閥體具有良好的抗外應力結構。
e.三段式結構，易于制成高壓力級，大口徑規(guī)格。
②二分體清管閥
是在三段式清管閥的基礎上經適當改進而成的，結構特點：
a.閥體由主閥體和副閥體組成。二分體清管閥的主閥體是由三段式清管閥的主閥體再加上一側的端閥體合并而成的。閥體為不對稱的主副兩件。球體從主閥體側面裝入。
b.和三段式結構相比，由于減少了一對大法蘭及數量眾多的連接螺栓。因此清管閥的總重量明顯減輕。在上述三種結構的同規(guī)格PIC清管閥中，二分體清管閥重量最輕。
c.和三段式結構相比，制造、裝配的工藝性略有下降，但仍優(yōu)于整體式結構，適于DN400以下的中、小口徑的清管閥。
③上裝式清管閥
PIC清管閥為典型的上裝式清管閥。結構特點：
a.閥體整體鑄(鍛)制造，其上部設有一個大閥蓋、球體、密封圈、閥座等閥內件均從閥體頂部裝入。
b.閥門在檢修和更換閥座時，不必將整臺PIC清管閥從管線上拆下，僅打開閥蓋，將球體、閥座取出即可，可實現在管線上維修，這是整體清管閥的的優(yōu)點。
c.由于閥體為整體，鑄(鍛)、加工、裝配都有一定困難，和三段式、二分體式相比制造，裝配的工藝性差。
d.由于閥體、閥蓋體積大、重量重，難以制成大口徑規(guī)格，閥體成本較高。
④臥式與立式結構
按清管器進出(裝入和取出)清管閥的方向，PIC清管閥總體結構布局上分為臥式和立式兩大類。
a.清管器進出口通道軸線與清管閥安裝地平面平行的稱為臥式清管閥。
b.清管器進出口通道軸線與清管閥安裝地平面垂直的稱為立式清管閥。
臥式和立式各有特色，主要由使用者習慣和清管條件決定。通常對于公稱通徑不大于DN200的清管閥可采用立式。此時，快卸閥蓋的操作更方便。但是，當清管閥公稱通徑大于DN200時，由于清管器以及快卸閥蓋部件的重量較重，操作位置較高，清管器的裝入和取出都不容易，必須設計附加機構，因此對于大口徑的清管推薦采用臥式。
(2)球體結構(圖31-5)
球體是清管閥發(fā)射或接收清管器時的載體，球體的結構尺寸必須綜合考慮以下參數，并經計算確定。
a.球體通道孔直徑D應按清管閥的類型來確定，對于標準型(PC型)應比連接管道內徑d約大25%,D=1.25d。
b.球體通道孔長度L為了適用于不同功能的常規(guī)清管器，按相關規(guī)定，球體容納清管器的有效長度L1不小于1.4倍管道內徑，L1≥1.4d。L≥1.4d+b(b為擋條厚度，經驗數據b=2.5倍閥門殼體厚度t,即b=2.5t，B=2t)。
c.球體最小直徑
(a為附加余量，a=4~6mm)。球體孔徑的一端設有允許介質通過，但能阻止清管器的擋條，擋條的數量DN300以下清管閥為2條，平行均布；DN300以上為井字形，擋條尺寸(B和b)要滿足即不能過多占用介質流通面積，又能承受清管器對球體擋條的沖擊力。按有關規(guī)程，清管器的運行速度應控制在1.5~5m/s。此時，當B等于2倍閥門殼體壁厚，b等于2.5倍閥門殼體壁厚時，擋條承受沖擊能力已足夠。
(3)快開閥蓋結構
快開閥蓋作為放入或取出清管器的開口，同時，又是承壓管線的壓力邊界，是重要部件。清管閥的快開閥蓋基本類型皆采用“卡口式快卸接頭”結構。對于小口徑清管閥，由于快開閥蓋重量輕，可采用直接卸下式。對于大口徑清管閥(DN200以上)，由于快開閥蓋重量較重，應設計成“連桿門式結構”(圖31-6)。
(4)泄壓結構
由于長輸管線的清管作業(yè)是在油氣輸送不停止，并且主通道帶壓力的工況條件下進行的，因此，清管閥必須設有泄壓機構，并且確保在清管器放入或取出時，在打開閥蓋之前，清管閥內腔不帶壓，這對于清管作業(yè)的安全是非常重要的。主要的措施有：
a.設置清管閥內腔泄壓閥；
b.快開閥蓋上設計定位銷，并在顯目的的位置設置安全警告牌，嚴禁在內腔泄壓未盡的情況下打開閥蓋；
c.設計閥蓋定位銷與泄壓閥的聯動互鎖機構，萬一發(fā)生誤操作，當提起定位銷時通過聯動桿強制首先打開泄壓閥，以確保安全，見圖31-7。
I、PIC清管閥門內的壓降
從理論上講，通過清管閥門上的壓降可以按不可清管閥門的壓降進行計算。清管系統(tǒng)的壓降取決于輸送的液體和管路、彎管及閥門上的各自壓降。可用式(31-1)進行精確計算閥門流量計顯示壓降。
ΔＰ=0.5ξρυ2 (31-1)
式中 ΔＰ—壓力降，Pa；
ξ—阻力常數；
ρ—密度，kg/m3；
υ—速度，m/s。
一條3in(DN80)管道的阻力常數視閥門類型而定，一般為4.5~6.5。管經越大，阻力常數越小，阻力與管經成反比。圖31-8所示為輸送管由時，一個3in(DN80)的T形環(huán)閥上的壓降變化。
為了獲得準確的ξ值，必須對公稱尺寸和閥型進行試驗。對清管單元的計算通常有制造商提供的近似值。DIN閥和90o閥的阻力常數ξ在3.5~6.0之間。對于蜂箱式閥門[3in，(DN80)]，其ξ=4.9。
(一)工作原理
PIC清管閥的工作原理是：將清管器置入PIC清管閥的球體內腔，通過球體在相互垂直的三通閥體內，做90o旋轉運動．當球體通道和管線通道在同一軸線時，清管器在管道內的流體壓力作用下，被PIC清管閥發(fā)射。
(1)發(fā)射清管器。
?、傩D球體90o→打開放泄球體→排放后關閉。
?、诖蜷_封門。
?、垩b入清管器→關閉放泄球閥→擰緊封門。
?、苄D球體90o→發(fā)射清管器。
(2)接收清管器
?、傩D球體90o→打開放泄球體→排放后關閉。
?、诖蜷_封門。
?、廴〕銮骞芷鳌?br> ?、軘Q緊封門→旋轉球體90o恢復輸送。
(3)基本類型
①標準型(PC型)
球體孔徑比連接管道內徑約大25%，孔徑的一端設有允許介質通過但能阻止清管器的擋條，在取出和裝入清管器時，流體適時斷流，見圖31-2。
②旁通型(PB型)
在不允許輸送介質短時斷流的場合，使用旁通清管閥。它的球比標準的清管閥大，孔徑尺寸和結構與標準清管閥一樣，但在孔徑軸線垂直方向開有兩個旁通流道，其總流通截面約為閥孔徑截面的25%。清管器發(fā)射接收全過程中流體流動不會中斷。見圖31-3。
③隔離型(PS型)
球體孔徑只比連接管道內徑約大3%，為了盡量減少隔離球上、下游介質的混合，孔徑擋條上游側安裝有附加的密封環(huán)，見圖31-4。
三、清管閥的先用原則
選用清管閥門的重要準則是清潔度與無凹坑()。死角是指在清潔及生產過程中，產品和/或者污物可以滲入(無論量有多少)但不發(fā)生交換的空間。將死角或死容積視為表面缺陷。焊縫就是很窄的死角。環(huán)焊縫、法蘭連接件以及閥門存在很多這樣的窩穴。對清管工藝而言，死角就是清管器清潔不到的地方。
嚴格來講，沒有沒有死角的閥門，只有小死角的閥門。在工業(yè)清管系統(tǒng)中，必須始終采用小死角閥門。在無菌技術中，則需用極小死角的閥門。
清管閥門必須與所用清管器類型(球型、皮碗型、密封型、密封型、整體澆注型)相匹配，準確安裝探頭、泄壓以及通氣孔。產品的特性會影響對清管閥門的選擇，從而限制閥門的應用。如產品易硬結、有黏性以及易磨損。有時可將標準的商用清管閥門按一定的方式改造，使之適用于特殊的應用場合。產品的特性需要用戶與廠家的密切合作以尋求的處理方案。
