药液周转衬塑管道选型与输送方案

一、精准选型

1. 介质特性

PTFE（聚四氟乙烯）：耐强酸碱、有机溶剂，适用范围广。

PP（聚丙烯）、PO（聚烯烃）、PVDF（聚偏氟乙烯）：各自优势不同，需针对性选择。

温度：明确操作温度与峰值温度（如CIP/SIP过程）。

PTFE耐温约180℃，PP约90℃，PVDF约135℃。

浓度与纯度：高纯药液要求低析出。

建议选择高纯PTFE或PVDF衬里，基管可采用电解抛光316L不锈钢。

2. 工况压力

基管选碳钢或316L不锈钢，壁厚依据压力等级（PN10/16/25）。

高压工况下，法兰连接、密封垫片和螺栓扭矩控制尤为关键。

3. 机械应力

基管需有足够刚性和韧性。

复杂布局需合理配置支吊架与膨胀节，避免应力集中。

4. 法规与认证

制药行业必须符合 GMP、FDA 21 CFR Part 177 等标准。

某些应用还需NSF、3-A认证。

内衬材料文件可追溯。

二、高效输送

1. 管径设计：流量与压损的平衡

管径过小：流速过高，能耗增加，磨损加剧。

管径过大：投资增加，残留量增多。

推荐经济流速：一般药液 0.3-0.5 m/s，具体根据粘度和颗粒含量调整。

2. 管系布局

线路简洁：尽量缩短路径，减少弯头与阀门。

长半径弯头（1.5D）：降低湍流和压损。

消除死角：优先对焊连接，卫生级快装卡箍或活套法兰，坡度≥1%，低点设放净阀。

坡度与排空：保证药液和CIP清洗水可完全排空，避免残留。

3. 泵的选择与匹配

离心泵：适合低粘度药液。

隔膜泵、蠕动泵：适合高粘度、含颗粒或需计量精确的药液。

变频控制（VFD）：节能效果显著，避免节流造成能量浪费。

4. 水锤防护

应采用缓闭止回阀，或配置水锤消除器、气囊式压力罐。

合理设置阀门启闭时间，避免瞬时冲击破坏管道。

三、设计细节与常见误区

1. 基管选择不必盲目高端

316L不锈钢基管洁净性和耐蚀性优异，适合高纯药液。

对一般腐蚀环境，碳钢基管+高性能内衬（如PTFE）是性价比更高的方案。

2. 法兰密封质量决定可靠性

常用结构：松套法兰+翻边，或整体模压法兰。

垫片应选择与介质相容的PTFE包覆垫或金属缠绕垫。

螺栓需对称均匀紧固，确保密封可靠。

3. 焊接工艺需保护内衬

碳钢基管焊接时，应防止高温损伤塑料衬层。

可采用湿布包裹、冷却装置或分段焊接。

不锈钢基管相对容易，但仍需保护内壁清洁。

4. 选择有经验的制造商

衬塑管道生产涉及金属加工、塑化、内衬复合等复杂工艺。

专业厂家能提供电火花检测、无损检测和完善的质保体系。

可避免渗漏、剥离等潜在风险。

5. 清洗与灭菌（CIP/SIP）不可忽视

清洗要求内壁光洁、无死角。

材质必须耐受CIP药液和SIP蒸汽温度。

设计初期就需考虑清洗验证与合规需求。

四、关键考量参数一览