换热器是一种实现热量交换的设备,在众多的工业领域行业中得到了广泛的应用。在生产过程中,换热器因为接触介质的腐蚀性经常发生泄漏,而间隙腐蚀是换热器发生泄漏的重要原因。在间隙腐蚀中,换热器管子、管板间隙腐蚀最为严重。换热器管子、管板、焊缝因为材料不同,管程壳程流体温度不同,由它引起的缝隙腐蚀是多因素的。因此,对循环水在缝内的流动过程以及多因素耦合下换热器管子、管板间隙腐蚀行为进行研究很有必要。首先,利用数值模拟对循环水在缝内的流动过程以及多因素耦合下换热器管子、管板间隙腐蚀行为进行研究。采用Fluent软件对循环水流入缝隙的流动过程进行研究,得到了循环水在缝隙流动过程中产生的速度分布和温度分布;利用Comsol Multiphysics有限元软件对换热器管板Q345R在循环水中的缝隙腐蚀进行数值模拟研究。选择腐蚀模块中的二次电流和化学物质模块中的稀物质传递,建立换热器管子、管板间隙二维简化模型,选择合适的边界条件,模拟计算了不同缝隙深度、不同缝隙宽度、不同温度、不同浓度下整个缝隙长度上的Cl-浓度分布和电位分布。然后,以Q345R复合板为研究对象,用电化学试验中的极化曲线测试和交流阻抗测试研究不同温度、不同浓度循环水中的腐蚀过程。通过数值模拟电化学实验研究循环水在缝内的流动过程以及换热器管子、管板间隙在循环水中的腐蚀行为研究。分析了循环水在缝隙内流动传热过程和不同缝隙深度、缝隙宽度、温度、浓度下整个缝隙长度上的浓度、电位变化规律。结果表明缝隙内的氯离子浓度和电位随着宽度的减小、深度的增大、氯离子浓度的增大以及温度的升高而增大。当缝隙深度为9mm时,缝隙宽度大于0.65mm时,缝隙腐蚀不严重;当温度低于50℃时,Cl-浓度对缝隙腐蚀不敏感;缝隙深度、缝隙宽度对换热器管子、管板间隙腐蚀的影响最大,温度其次。对比分析缝隙内管子侧和管板侧腐蚀变化规律时,二者差异较大。所以,在研究换热管和管板组成的缝隙腐蚀时需要考虑二者因材料不同引起的电偶腐蚀。本文的研究能够为异种材料结构组合腐蚀问题和换热器标准修订提供参考。