文献综述（或调研报告）：
工业清洗典型技术及应用
在工业生产过程中，由于各种原因，设备和管线中都会产生如聚合物、结焦、油污垢、水垢、沉淀物等污垢。所谓清洗就是指从物体表面上清除污垢的过程，通常都是指把污垢从固体表面上去除掉。清洗的作用或目的主要有两点：一是恢复生产，在生产过程中，有时会因为突发情况或由于操作不当造成个别设备或局部管线结垢、堵塞，因而影响生产正常运行，针对这种情况，主要是迅速清除污垢，保证生产装置继续运转，恢复生产。二是恢复装置生产率。如石油化工装置结垢造成换热设备传热系数减小，管线流通面积减小或流通阻力增大，使能耗、物耗增加，生产效率下降，通过清洗除垢来恢复装置的生产效率。经清洗后，无论是家庭用品还是工业用品的品质都会得到改善[1]。
工业清洗根据清洗方法的不同分为物理清洗、化学清洗、生物清洗。物理清洗指用喷水、喷砂、破碎、摩擦等物理方法清除设备和管路中的污垢等沉积物的方法。化学清洗是指利用化学方法及化学药剂达到清洗设备目的的方法。生物清洗，是微生物清洗技术的简称，该技术利用微生物内细胞产生的催化洗涤剂（酶），对清洗对象的污物进行分解转化成无毒、无害的水溶性物质的方法，达到环保无损的目的。
目前工业清洗的几种典型清洗技术为超声波清洗技术、PIG清管技术、高压水射流清洗技术、激光清洗技术等。
超声波清洗技术，相比与其他清洗技术，具有洗净率高、残留物少，清洗时间短，清洗效果好等优点[2]。其原理是强超声波在液体中传播时会产生声空化，在空化气泡突然闭合时发出的冲击波可在其周围产生上千个大气压力，对污层造成直接反复冲击，使其脱离清洗件。对于被清洗工件，将其放入清洗液内，能接触到液体的地方, 超声波的清洗作用都能达到。故而，其对于形状和结构复杂的不易清洗的工件, 具有显著的清洗效果。而且其清洗成本低，解放了人工劳力，避免了有毒溶剂对于人体的损害。目前其广泛应用于日常生活、电子业、制药工业、金属行业等。其相应的工艺技术也有较大的发展，如针对微米级超微污物粒子的高频超声清洗，针对过滤器等微孔物件的聚焦式清洗，改善清洗效果的多频清洗、扫频和调频清洗技术等[3]。合肥工业大学胡柏林等人[4]研究超声波清洗技术在再制造汽车桥壳过程中的应用，结果表明超声波清洗具有高效的清洗效率，能清洁95%以上的污垢。超声波清洗的优越性在膜清洗领域上也有所体现，它能作用到其他的清洗方法不能清洗到的死角、空隙[5]。Li Jianxin 等[6]对比了正向冲洗、超声波清洗、超声波与正向冲洗结合的方式对被牛皮纸废液污染后的微滤膜的清洗效果，结果表明超声波对膜污染的去除效果明显，将超声波清洗与正向冲洗结合的清洗方式对膜通量的恢复效果最好。
高压水射流清洗技术，是利用高压水发生设备产生高压水，通过喷嘴将压力转变为高度聚集的水射流动能完成清洗、切割、破碎等各种工艺的技术。其相比传统清洗技术有独特优势：（1）成本低。该技术的使用资源是水；（2）效率高，清洗质量好。水射流压力可调，对金属和管道没有任何腐蚀和损害；（3）无污染。该技术属于物理清洗。由于其本身具有优点而被广泛应用于各个领域，如化工行业、电力行业等众多领域。赖金荣等人[7]针对水泥浆在钻杆中凝固所导致的钻杆堵塞，应用高压水射流技术清洗钻杆。在实际应用中，高压射流在地面清洗水泥浆堵塞钻杆相比原先清洗效率提高了2倍。
PIG清管技术是一种管道清洗技术。PIG是由特殊聚氨酯制成的形如子弹的清洗材料。PIG清洗时，需选用直径比待洗管道直径略大的PIG。再压力介质推动下，PIG在管内运行，其与管道内表面紧密挤压。在摩擦力作用下，PIG将附着在管内壁上的污垢除下。卞金榜等人[8]在八面河油田进行试点运行。数据显示，经过PIG清洗后的管线管压降都有了明显降低，减少了能量提升的损耗。PIG清管技术的优点是可进行长段距离，大口径、垢质比较松软的、难溶垢管线清洗，且清洗时间短，效果理想，可以做到不停运清洗。缺点是对于管线变径和配置情况不了解的管线和复杂的管网要慎重使用。可用于管道清洗的清洗技术还有水气两相清洗[9]和电脉冲清洗[10]。水气两相清洗法作用机理是利用高压空气通过气体脉冲发生装置使空气以一定频率的脉冲形式作用在水流上，随着空气的压缩和扩张，使管内的紊流加剧，流向切应力加大，对管壁起强力冲击作用。同时，这些高压气体也会融入液体中产生气穴，气穴的消失产生的作用力也会对管壁造成冲击作用，提高了清洗效果[9]。电脉冲清洗是基于“液电效应”，把电能转化为液动力，作用于管道内的垢体，让垢体在冲击波的作用下，与管道脱离，达到清垢目的[10]。
激光清洗技术是近年来飞速发展的新型清洗技术，是一种适用于超精加工零件的清洗技术。其原理是利用激光具有强度高、能量密度大、聚焦性强、方向性好的特点。从激光器发出的激光束经过光学装置聚焦成不同直径的光斑, 照射于工件需清洗的部位,使被照射的物质发生振动、熔化、蒸发、燃烧等一系列复杂的物理化学过程, 最终脱离物品表面, 从而实现对表面污染物的清除。对于不同尺寸的颗粒,可以通过控制不同直径的激光束聚焦光斑, 调整激光的能量密度, 最终达到去除颗粒的目的。刘建华等人[11]研究利用脉冲YAG激光清洗技术清洗舵机壳体油污结果表明其能有效去除油污，无损工件基材，认为其有望解决航空零件超精加工制造过程中的清洗难题。叶亚云等人[12]研究用激光清洗金膜表面硅油污染物。通过良好的控制激光参数, 采用CO2 激光清洗二甲基硅油具有明显的效果，同时确保K9 玻璃表面的金膜完好无损。凌晨等人[13]采用采用皮秒激光对Mini Sprintreg;金属正畸托槽进行了激光清洗研究，解决了常规激光清洗中因入射光边缘衍射效应而导致柱状固位结构周缘粘结剂残留的问题，实现托槽的完全清洗。
随着生产力和科技水平的发展，社会对于工业清洗技术也有新的要求。从早年的化学和人工手洗到如今的超声波清洗技术、高压水射流清洗技术等，可以发现先进的清洗技术的效率、洁净率更高，更环保。研究开发无污染的清洗技术，实现清洗过程的高效、低成本与低污染；实现清洗过程的免洗、免拆或在线清洗都是未来清洗行业的发展方向。
