アイスピギング

アイスピギングとは、氷のスラリーをパイプに送り込み、不要な堆積物を強制的に除去してパイプをきれいにするプロセスです。^[1]水道、下水道、食品産業で多くの用途があります。^[2]アイスピギングは、ブリストル大学のジョー・クアリニ教授によって発明され、最初に特許を取得しました。^[3]

アイスピギングはパイプの洗浄に使用される技術で、固体ではなく氷でできた半固体の「ピッグ」を使用する点で従来のピギングと異なります。このアイスピッグは、流体のような特性により、バルブなどの障害物やパイプ径のばらつきを回避してパイプ内を移動できます。このプロセスでは、小径の継手を使用してアイスピッグを挿入および取り外すことができるため、さまざまな配管システムへの適応性が向上します。

このプロセスは、最も一般的なパイプ材料で作られたパイプ、直径8mmから600mm、長さ数kmのパイプで実行できます。アイスピギングプロセスは、地下パイプの従来のピギング方法よりも時間がかかりません。また、より少ない人員で操作できます。^[4]

アイスピッグの挿入と取り外しには最小限の作業しか必要としません。^[5]これにより、給水中断が軽減されます。

あらゆる水洗浄方法 (一方向洗浄、空気/水洗浄、またはサイドストリームろ過による閉ループなど) は、パイプ表面に発生する低速流の境界層により、配管を通る液体の流れによって制限されます。この境界層の結果、高流量でも壁せん断はごくわずかです。アイスピッグは固体のように配管内を移動するため、動きはパイプ壁に集中し、速度が 0.2 m/秒ほど低くても壁せん断が高くなります。

このプロセスは、従来のピギングに比べて、パイプ洗浄のリスクが低いソリューションを提供します。氷が詰まるという可能性は低いですが、氷を溶かしてから洗い流すことができます。

アイスピギングは、従来のフラッシングや地下パイプピギング技術に比べて、使用する水が少なく、清掃も少なくて済みます。^[6]アイススラリーの製造には、かなりの量のエネルギーが必要です。

ブリストル大学は「水道業界向けの革新的なピギング技術の調査と開発」と題する論文を発表し、そこでは彼らが実施した研究の詳細が述べられている。特に、異なる氷の割合とさまざまなレベルの粒子負荷でアイスピッグの特性がどのように動作するかに注目し、せん断強度、粘度、熱伝達特性の影響も調べている。^[7]

• 氷スラリーは既存の小径継手を介してパイプに挿入されます
• ピッグはパイプ1本分の水を使用してパイプに押し込まれ、その後パイプは短時間洗浄され、通常はパイプ容量の1/4から1/2の水を使用して水質が通常の限界に戻ります。^[8]したがって、総水使用量は通常、洗浄するパイプの容量の1.5倍になります。
• アイスピギングプロセスは、あらゆる材質のパイプに使用でき、パイプの内部構造を損傷しません。
• アイスピギング法は、地下パイプの従来のピギング法よりも時間がかからず、より少ない人数で作業できるため、労働コストを削減できます。^[4]
• アイスピギングはリスクの低い技術であり、氷の挿入と除去に必要な準備作業は最小限です。^[5]
• 製造業におけるアイスピギングは、水洗浄に比べて排水コストを削減し、製品回収の利点をもたらすことができる。^[9]

• GSF Shire、GL Quarini、TDLRhys、TS Evans (2008)。「狭窄部を流れる氷スラリーの異常な圧力降下挙動」。
• GL Quarini (2011)。「狭いチューブ内のアイスピギングの熱水力学的性能」。
• GL Quarini、E. Ainslie、M. Herbert、T. Deans、Dom Ash、TDL Rhys、N. Haskins、G. Norton、S. Andrews、M. Smith。「給水産業向けの革新的なピギング技術の調査と開発」。
• JWMeewisse および CAInfante Ferreira。「さまざまな氷スラリーの凝固点降下」Wayback Machineに 2016 年 3 月 5 日にアーカイブされました。
• J. Bellas、I. Chaer、SA Tassou (2002)。「プレート式熱交換器における氷スラリーの熱伝達と圧力降下」^{[永久リンク切れ‍ ]}。