1 前言
涂装前处理清洗设备如采用隧道式结构，往往设备太长，短则10m，长则60m，在安装现场占用较长的空间，即使采用L形、U形等各种形状，也还是不能避免需用户提供足够的车间面积。为此，用户必须投资较多的资金来建造厂房，对于资金紧张、厂房有限的客户，如要投产一条较大规模的涂装线，就要望“线”兴叹了！
笔者有多年的前处理设备的设计经验，又正从事着CIP技术的研究与设备的设计。认为如能把该技术同前处理设备合二为一，就能够较好地解决这一问题。现就CIP的概念与原理作一简介。
2 CIP系统的工作原理
CIP（Cleaning In Place）的意思是“就地清洗”。其定义为不拆卸的设备或零件，在密闭的条件下，用一定的温度和浓度的溶液对其加以强力作用，使之洁净。起初应用于美国的乳品工业，1955年CIP系统与自动控制技术相结合，在食品工业领域得以广泛应用。
CIP的设备由罐、管路、换热器、清洗泵、加液泵、控制柜及附带设备组成，其中管路分为进水管路、排液管路、加热循环清洗管路及自清洗管路。管路中主要元件由各种气动控制阀门和在线监测控制仪组成，与上述的泵、罐和管路构成CIP系统。该系统具有以下的功能：能自动将液体升到设定的工作温度；对有浓度要求的罐液能自动添加和自动调整；对被清洗的对象按预定的程序进行自动清洗；对清洗压力按设计要求作自动调整；对罐内、外部可以进行冷、热水自清洗；对清洗后的液体按不同的介质要求过滤回收；对换热器进行酸洗等等。
一般前处理设备中有7～8道清洗工序，就需要7～8套喷淋管、泵和槽体。例如磷化线的标准的清洗工序为：预脱脂→脱脂→水洗→水洗→表调→磷化→水洗→水洗，槽液有四种：脱脂、水洗、表调、磷化。如采用CIP技术就只需配四只罐，省去了一半的设备配置。罐体与罐体几乎可以并排摆放，而不象前处理设备，为了防止窜液，在槽体与槽体之间还要增设过滤段，且长短不一。一条前处理设备约100～300万，而一套完美的CIP设备仅50～100万。无论是造价或占地面积，都具有先天的优势。CIP原用于食品工业，对清洗对象要求是最高级卫生级的。因此能完全满足对涂装设备的要求。
现就以上磷化线标准清洗程序，采用CIP技术的工作原理作一浅谈。见图4-3-1
罐体进液控制，阀门（14）、（11）、（9）或（7）启动后，罐体分别进液。当液面升至设定的最高度H，由传感器P发出电信号，控制以上阀门(14)、(11)、(9)或（7）关闭。如阀门或压力传感器P失灵，L极限液位计和阀门（15）启动，停止进液。
罐液升温及浓度的配置和调整。例如脱脂罐。(17)上阀门打开,(2)、(4)阀门打开,（10)阀门打开,泵(1)启动，罐液经板式换热器后，又从顶部回流至罐内。N比例调节阀按罐液设定的温度控制蒸汽进入量，在循环一定时间后，达到工作温度，再自动关闭阀门，同时泵停转。此时罐液制作完毕待用。在此循环过程中，浓度检测仪D3打开，碱泵启动（碱泵未画出），碱液泵入罐内，D3随着碱浓度的增加，显示屏上的百分比数字也不断增大直至设定的浓度值，碱液泵停止工作。
3 CIP系统在涂装前处理中的应用
CIP技术应用于涂装前处理设备中有几点要着重说明。首先，该技术的应用从本质上讲并不是一种技术移植，它类似于单室多工序表面处理设备。其次，CIP系统中的钢管采用的是薄壁（δ=1.5～2）不锈钢卫生管，内壁通常被抛光，液体通过管路能保证畅通而不存死角。因此管道在清洗时往往可以被清洗得很干净。这也正是其应用于食品工业的原因。系统中的各种阀门均是与管道相配的，如果它们同规格，其组成的管道内径可以保证完全相同。第三，在涂装中加热磷化液常采用蒸汽加热水，再用水来加热磷化液这种二次加热的方式，这主要是考虑热水的温度较蒸汽低（不超过100℃），磷化液不会结渣，但如果在蒸汽进入板式换热器前通过一个比例阀，蒸汽可以徐徐地进入板交，而在出口用热电耦反馈温度来进行控制比例阀门开启大小，磷化液就不会被高温加热而结渣。第四，磷化和水洗的喷淋压力是不同的，通常是调节阀门大小，增减管阻，以便调节喷射压力。在本系统图中设置了两条管路来解决该问题。有必要的话在管路中配置压力传感器，可满足各种压力的需要。
总之CIP系统配备了PLC控制系统，已广泛应用于罐装线的设备清洗。相信应用于涂装线中的设备清洗，也能够解决所遇到的问题，并希望它能投身到涂装业潜在的市场中发挥它应用有的优势。
