管子腐蚀穿孔
冷却水侧的点蚀、垢下腐蚀和微生物腐蚀，工艺侧介质引起的均匀或局部腐蚀，最终在管壁上穿孔。铜合金管还可能出现脱成分腐蚀。
常见失效形式与发生部位
管板与胀接泄漏
胀接不足或过胀、热循环使胀接松弛、管子与管板间缝隙内腐蚀、焊接接头开裂，泄漏点位于管口与管板连接处。
流致振动磨损与疲劳
壳程横向流使管子振动，管子在折流板孔内反复摩擦、相邻管子在跨中相互碰撞，外壁磨出周向沟槽或平面；振动还可在管板和折流板处引起疲劳裂纹。
结垢与垢下腐蚀
水垢、泥沙、生物黏泥和腐蚀产物沉积在管壁上，降低传热并在沉积物下形成闭塞区，局部酸化和氯离子富集造成深蚀坑。
应力腐蚀开裂
奥氏体不锈钢在含氯离子的热水或蒸发浓缩部位、铜合金在含氨环境中、碳钢在碱液或胺液中，于残余应力较高的弯管和胀接处开裂。
冲刷与冲刷腐蚀
管程入口端紊流冲刷管口内壁，壳程进口接管正下方的管子受到直接冲击，高流速和含颗粒介质加速铜合金和碳钢的损坏。
热应力损坏
固定管板式换热器中管束与壳体温差过大，造成管子失稳弯曲、管口拉脱或管板开裂，膨胀节也会因反复伸缩疲劳开裂。
从泄漏位置看原因
换热器分析的第一步是把泄漏管和减薄管标在管板布管图上，再沿管长标出缺陷位置。分布规律往往比单根管的形貌更能说明问题：流致振动损伤集中在流速最高、支承最弱的区域，腐蚀损伤集中在流速低、温度高或介质浓缩的区域，制造和装配问题则与胀接、焊接质量相关，在管板上的分布相对分散或与施工批次有关。
| 观察到的损伤 | 可能原因 | 建议核查 |
|---|---|---|
| 管子外壁在折流板位置磨出周向沟槽或平面，管壁光亮 | 流致振动导致管子与折流板孔微动磨损 | 核对泄漏管是否集中在进口接管下方、弓形缺口区和长跨距区，检查折流板孔间隙与磨损 |
| 相邻管子在跨中位置有对称的磨平痕迹 | 振动幅度大，管与管碰撞 | 核算壳程横流速度和跨距，评估是否发生流体弹性不稳定 |
| 管子在管板外侧或折流板处周向开裂 | 振动疲劳或热循环疲劳 | 断口分析是否有疲劳特征，检查管子在该处的约束与支承 |
| 进口接管正下方的管子外壁减薄或穿孔 | 壳程介质直接冲击，缺少或损坏防冲板 | 检查防冲板与接管结构，核对进口流速与含液含固情况 |
| 管程入口端一段内壁马蹄形或沟槽状减薄 | 入口端紊流冲刷腐蚀 | 测量减薄沿管长的分布，核对管程流速和水质 |
| 管内壁成片蚀坑，坑上覆盖沉积物或瘤状物 | 垢下腐蚀或微生物腐蚀 | 取沉积物做成分和微生物分析，了解水处理、流速和停用时积水 |
| 不锈钢管外壁或弯管处分枝细裂纹 | 氯化物应力腐蚀 | 分析水中和沉积物中的氯，检查弯管是否消除应力，截面金相确认裂纹形态 |
| 铜合金管纵向或周向细裂纹，周围有蓝绿色产物 | 含氨环境下的应力腐蚀 | 检查壳程不凝气聚集区和含氨介质来源，分析裂纹走向 |
| 铜合金管表面局部发红、疏松 | 脱成分腐蚀 | 截面金相检查脱成分层深度，核对材料成分 |
| 管口与管板连接处渗漏，管子本体完好 | 胀接不足或松弛、焊缝缺陷、管板缝隙腐蚀 | 检查胀接长度与胀紧度，解剖观察缝隙内腐蚀和焊缝缺陷 |
| 固定管板换热器管子弯曲或管口拉脱 | 管束与壳体温差引起的热应力 | 核对两侧介质温度、启停升温速率和膨胀节状态 |
流致振动：机理、易损区域与识别
壳程流体横向冲刷管束时，可能通过几种机制引起管子振动。旋涡脱落在管子背后形成交替的旋涡，当脱落频率与管子固有频率接近时发生共振；湍流抖振是流动湍流对管子的随机激励，振幅较小但持续存在，长期作用造成磨损；流体弹性不稳定最具破坏性，横流速度超过某一临界值后，管子运动与流体力相互放大，振幅急剧增大，可在短时间内使管子磨穿或疲劳断裂。在气体或蒸汽介质中，壳体内的气柱还可能发生声共振，产生响亮且音调稳定的噪声，并使管束随之振动。
最容易损坏的区域是壳程进口和出口接管附近、折流板弓形缺口区、U形管弯管段、管板附近的首末跨，以及跨距较长、折流板孔间隙偏大或折流板较薄的部位。提高处理量、改变介质组分使流速和密度变化、折流板孔被腐蚀扩大，都会让原本稳定的管束进入振动状态。
运行中能观察到的线索包括壳体异常噪声和振动、新出现的泄漏且泄漏管集中在进口区、涡流检测中的减薄信号恰好对应折流板位置。现场可在壳体和接管上测量振动与噪声频谱，判断是否存在随流量变化的稳定频率；结合换热器结构参数，核算管子固有频率、旋涡脱落频率和横流速度，评估振动机制。
- 折流板处磨损：管子外壁光亮、无腐蚀产物，缺陷沿管长的位置与折流板一一对应。
- 跨中碰撞：相邻管子在同一截面成对出现磨平痕迹。
- 管板处疲劳：周向裂纹，断口有贝纹线，多见于振幅较大的管子。
- 声共振：噪声在某一流量区间突然出现，音调稳定，常伴有壳体明显振动。
管板、胀接与焊接接头
管子与管板的连接要同时保证密封和抗拉脱。胀接不足时接头一开始就有微漏；过度胀接会使管壁过分减薄并引入较大的残余应力，在应力腐蚀敏感的介质中成为裂纹源。胀接长度若没有覆盖管板全厚度，管子与管板之间在壳程一侧留下缝隙，介质在缝隙中滞留浓缩，引起缝隙腐蚀和应力腐蚀。
反复的温度循环会使胀接接头松弛，特别是当管子与管板材料的热膨胀系数不同时。强度焊和密封焊接头还可能出现气孔、未熔合和焊接裂纹，热循环和振动会让这些缺陷扩展成泄漏通道。管子与管板材料不同，在导电介质中还可能发生电偶腐蚀。
胀接质量
核对胀接长度、胀紧度和管壁减薄情况，解剖时观察管子与管孔之间的贴合痕迹。
缝隙腐蚀
剖开管板查看管孔内壁和管子外壁在缝隙区的腐蚀产物与蚀坑。
焊接接头
渗透检测和截面金相检查焊缝缺陷、熔深和裂纹，确认裂纹是制造缺陷还是服役中扩展。
管板本体
检查管板孔桥是否开裂，评估管板与壳体之间的温差与约束。
泄漏定位与现场检测
- 运行中初判通过冷却水电导率、产品被污染、两侧压力异常等现象判断泄漏方向，必要时取两侧介质分析。
- 压力试验定位停机后对壳程加压，打开管箱观察哪些管口或胀接处渗漏；微小泄漏可用气泡法或示踪气体检漏，并把泄漏点标在布管图上。
- 全管束无损检测非铁磁性管子用涡流检测查找减薄、蚀坑和裂纹，碳钢等铁磁性管子可采用远场涡流或内旋转超声检测，结果按管号和沿管长位置记录。
- 查看外观与沉积物检查管程内壁结垢、管口冲刷和防冲板状态，记录沉积物的颜色、厚度和分布，取样保存。
- 振动与运行核查对比泄漏前后处理量和介质变化，测量壳体振动与噪声，确认是否存在流致振动或声共振。
抽管取样、实验室检验与送样资料
- 抽管选择：抽取泄漏管、涡流检测有典型信号的管子和一根状态较好的管子作对比，抽管时尽量避免拉伤外壁和破坏缺陷区。
- 标记信息：每根管子标明管号、在管束中的位置、管程入口端、折流板对应位置和抽管时的上下方位。
- 实验室检验：外观与壁厚分布测量，蚀坑和裂纹的截面金相，扫描电镜和能谱分析腐蚀产物与沉积物，磨损面形貌观察，材料成分和硬度复核，必要时做微生物和水质分析。
- 管板与焊缝：如需判断胀接和缝隙腐蚀，可切取带管口的管板块，解剖观察缝隙区和焊缝。
- 资料：设备数据表与图纸，包括管子、管板、折流板材料，管径壁厚、管长、折流板间距、布管方式和接管位置；两侧介质成分、温度、压力和流量，尤其是氯离子、氨、硫化物和含固量；水处理与化学清洗记录；历次堵管图和涡流检测报告；处理量变化和启停记录。
改进方向
- 腐蚀：根据介质选择耐蚀性更合适的管材，如双相不锈钢、钛或铜镍合金，加强水处理和杀菌，保持足够流速，停用时排空或保护。
- 结垢：控制水质与浓缩倍数，按压降和传热效率变化安排清洗，化学清洗时控制酸洗时间并做好缓蚀和中和。
- 流致振动：缩短无支承跨距，在进口区增设支承或采用导流结构降低横流速度，减小折流板孔间隙或加厚折流板，在U形弯管段增设防振条；声共振可通过加装消声隔板改变声学固有频率。
- 冲刷：管程入口端加装护套或采用喇叭口管端，壳程进口设置防冲板，控制进口流速。
- 胀接与焊接：规范胀接工艺并覆盖管板全厚度，消除缝隙；按需要采用强度焊加贴胀，焊后做检测。
- 应力腐蚀：不锈钢U形弯管做消除应力处理，控制氯离子浓缩部位，铜合金设备避免氨聚集，必要时更换不敏感材料。
- 热应力：控制启停升降温速率，固定管板式结构评估膨胀节能力，大温差工况考虑浮头式或U形管式结构。
北京与杭州的分工
北京团队负责现场调查、振动相关测试和综合分析；需要实验室仪器分析的部分，可由集团杭州实验室承接。具体由哪个实验室完成哪些项目、报告是否带 CMA、CNAS 标志，在方案和报价中写明。
常见问题
换热器堵了几根管子，还能继续用吗？
堵管能临时止漏，但要先弄清泄漏原因。若是流致振动，周围管子很可能已在磨损；若是垢下腐蚀，同一水侧的其他管子也在减薄。建议做全管束涡流检测，再决定继续运行还是更换。
泄漏的管子都集中在进口接管下方，说明什么？
这是流致振动或冲刷的典型分布。进口区横流速度最高，管子受到直接冲击和强烈激振。可以检查折流板位置是否有磨痕、防冲板是否完好，并核算横流速度。
不锈钢换热管也会腐蚀穿孔吗？
会。不锈钢在含氯离子的水中可能发生点蚀、缝隙腐蚀、垢下腐蚀和应力腐蚀，温度升高、沉积物覆盖和停用积水都会加重。截面金相和产物分析可以确定具体机理。
抽管送检时需要注意什么？
要标明管号、管束中的位置、入口端和折流板对应位置，避免抽管过程拉伤管子外壁。同时抽一根状态较好的管子作对比，并保留管内沉积物。
换热器有很大的嗡嗡声，有关系吗？
气体或蒸汽介质的换热器出现音调稳定的响亮噪声，可能是壳程声共振，会带动管束振动并造成磨损和疲劳。建议测量噪声与振动频谱，并结合结构参数评估。