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チューブ洗浄とは、汚れたチューブの洗浄とメンテナンスを行う活動、またはそのための装置を指します。[ 1 ]
チューブ内を輸送される媒体が堆積物を形成し、最終的には詰まりを引き起こす可能性があるため、洗浄が必要となります。システムエンジニアリングや産業分野では、表面粗さや熱伝達に関して特に厳しい要求が課せられます。食品・医薬品業界や医療技術分野では、殺菌性、そしてチューブの設置後や製品変更後などにチューブ内に異物が付着していないことが求められます。また、堆積物による腐食も問題の原因となり、チューブの破損につながる可能性があります。
用途、搬送媒体、およびチューブの材質に応じて、以下のチューブ洗浄方法が利用可能です。
医療分野において「使い捨て」チューブとは、一度使用した後に交換しなければならないチューブのことです。これは厳密にはチューブの洗浄とは言えず、医療分野では注射器のカニューレ、輸液針、透析用腎臓装置などの医療機器でよく用いられています。使い捨ての理由は主に感染リスクの排除ですが、洗浄には多額の費用がかかり、特に安価な大量生産品ではコスト面で不釣り合いになるという事実もあります。そのため、直径20mmまでのチューブでは使い捨てが一般的です。医療分野と同様の理由で、食品および医薬品製造プロセス技術においても使い捨てが適用される場合がありますが、これらの分野ではチューブの直径が20mmを超える場合があります。
他の分野（例えば、熱交換器）では、チューブの交換（または取り外し、塞ぐなど）が必要になる場合もありますが、これは通常、長期間使用した後にチューブに深刻な欠陥（例えば、腐食によるもの）が生じた場合にのみ発生します。
化学洗浄とは、洗浄液や化学薬品を用いて層や堆積物を除去することを指します。典型的な例としては、コーヒーメーカーのスケール除去があり、酢酸やクエン酸を用いてスケールを除去します。用途やチューブの材質によっては、特殊な洗浄液を使用する必要があり、その場合は多段階の処理が必要となる場合もあります。
この洗浄方法では、関連システムの停止が必要となるため、望ましくない停止期間が発生します。連続生産運転を確保するためには、複数のシステムを設置する必要があるかもしれません。もう1つの欠点は、大規模技術（反応器、熱交換器、凝縮器など）の分野では、大量の洗浄液が必要となり、廃棄処理に大きな問題が生じることです。さらに、食品業界では、洗浄液の毒性の可能性という問題も発生します。これを解決するには、すすぎ手順を厳守し、許容残留許容量を正確に管理することしかありません。そのためには、高価な検出方法が必要となります。一般的に、化学洗浄による管洗浄プロセスはあらゆる直径に適用できますが、実際の使用上の制限はパイプラインの容積によって生じます。
機械式管洗浄システムとは、管壁から堆積物を除去するために管内を移動する洗浄体である。最も単純なケースでは、ロッドまたは柔軟なバネ（装置）によって管内を移動するブラシが用いられる。しかし、大規模な技術および産業分野では、より詳細な定義を必要とする様々なプロセスが開発されている。
オフラインプロセスの特徴は、洗浄対象システムを稼働停止させて洗浄剤を注入し、洗浄手順を実行する必要がある点にある。さらに、能動的な洗浄剤と受動的な洗浄剤という区別も必要となる。
受動的な清掃装置としては、ブラシや、スクレーパー、いわゆる「ピッグ」などの特殊な構造物があり、これらは加圧された空気、水、またはその他の媒体によって管内を移動します。ほとんどの場合、清掃は管の内径に比べて清掃装置のサイズを大きくすることによって行われます。種類は、プラスチックや鋼鉄の毛を持つブラシから、より細い管径のスクレーパー、パイプライン用の噴霧ノズルを備えた高価な設計まで多岐にわたります。この方法は、管径が約5mmから数メートルまでの管に適用されます。また、回転する柔軟なシャフトを使用して家庭用下水システムの詰まった汚水管を清掃することもこの分野に含まれます。
能動型洗浄装置は、遠隔操作で 配管内を移動し、洗浄作業を行うロボットです。電源ケーブルや通信ケーブルだけでなく、洗浄液用のホースも一緒に引き込みます。また、動作状況を監視するために、計測装置やカメラも搭載されています。現在、このような装置には最低直径約300mmが必要とされていますが、さらなる小型化が進められています。この種の装置の妥当な最大直径は2mです。この直径を超えると、配管の検査の方がはるかに安価になるからです。このような大径配管にロボットを導入できるのは、健康に有害な化学物質を使用する場合に限られます。
オンラインプロセスでは、洗浄体が搬送媒体とともにチューブ内を移動し、チューブ径に比べて大きいためチューブを洗浄します。直径が50mmまでの範囲では、これらの洗浄体はスポンジゴムで構成され、石油パイプライン のサイズまでのより大きな直径では、スクレーパーまたはいわゆるピグが使用されます。スポンジゴムボールは、主に海水、河川水、冷却塔水などの冷却水に使用されます。化学工業や製薬工業向けには、特別に適合した洗浄体が考えられますが、搬送媒体の流れが非常に弱いため、ほとんどの場合オフラインプロセスが採用されます。洗浄体は搬送媒体内に留まることができないため、チューブを通過した後、回収する必要があります。スポンジゴムボールの場合は、専用のストレーナーセクションを通して回収され、スクレーパーまたはピグの場合は、外部への移送ステーションが設けられます。タプロッゲ方式では、スポンジゴムボールは洗浄対象システムの上流に再注入され、対応するボール循環ユニットによって洗浄される一方、スクレーパーまたはピグは主に手作業で取り出され、別のコレクターに再注入されます。そのため、スポンジゴムボールは連続洗浄を保証する一方で、スクレーパーまたはピグシステムは断続的に作動します。
熱洗浄によるチューブ洗浄では、加熱によって層または堆積物を乾燥させ、脆化によって剥離させ、搬送媒体または洗浄液によって排出します。必要な温度に応じて、加熱方式は並列チューブ加熱または誘導加熱のいずれかになります。このプロセスはオフラインプロセスです。医薬品業界や食品業界におけるチューブの滅菌にも使用されることがあります。この方法は特定のプロセスにのみ適用できるため、直径範囲を示すことはできません。加熱の技術的な制限は、材料と必要な熱量によってのみ決まります。
特殊なタイプのチューブ洗浄とは、部分的に実験段階にあるものであり、前述のプロセスタイプには含まれないタイプのすべてを指します。例えば、以下のようなものがあります。