换热器内流体引起的换热管振动与换热器的几何结构密切相关。 振动的原因复杂多样不锈钢换热管弯管，准确计算不易。 根据TEMA标准，本文给出了流体引起换热管振动的原因及预防措施，为工程设计人员提供参考。

1、振动破坏形式：

1、换热管碰撞损坏

由于换热管的振动幅度过大，换热管之间以及换热管与壳体之间的碰撞最终会导致管壁变薄而损坏。

2、换热管与折流板连接处损坏

折流板管孔与换热管外径装配间隙过大。 当流体作用过多时，换热管与折流板管孔相撞，使管壁在折流板厚度范围内沿圆周方向移动。 变薄会导致换热管失效，很可能换热管被切断。

3、换热管与管板连接处损坏

换热管与管板间隙过大，或结构设计不合理。 在过量流体的作用下，换热管在任何横向方向都会产生较大的变形和振动，导致换热管和管板变形。 接头处的裂纹失效。

4.材质缺陷损坏

TEMA标准认为，当换热管振幅较小时，对材料均匀无缺陷的材料没有影响，但当材料存在缺陷，且缺陷位于高应力区时，缺陷容易引起裂纹扩展而导致失效，磨损和腐蚀会加速失效。

5.声振损坏

声振动由气柱的振动产生，并由相位涡旋脱落激发。 声振动会引起换热器壳体和连接管的振动并伴有噪声。 当声振动的频率接近换热管的固有频率时，换热管的振动加强，引起换热管失效。

2、故障区域：

1、U型管弯头截面

U型管弯头截面外排的固有频率较低，比内排更容易引起流体振动失效。

2.喷头进出水面积

由于入口和出口区域的流动，流体往往在这些区域具有局部高速，从而产生破坏性的流体振动。

3、管板区

换热器中紧靠管板的无支撑跨度一般大于折流板区域跨度，此处换热管的固有频率较低，该区域也是流体进出热量的区域换热器局部高流量和低换热管固有频率两个因素叠加，该区域成为防止振动破坏的首要考虑区域。

4.挡板区

折流板间隙处换热管的无支撑跨度大于折流板间距。 大的无支撑跨度导致固有频率降低并增加振动趋势。

5.其他地方

任何阻碍流动的结构，例如拉杆、冲刷挡板和防短路挡板，都会产生局部高流速，从而在这些局部区域引起振动。

3、流激振动的原因：

管束流致振动主要由以下原因引起：流体弹性失稳、涡脱落、湍流抖振和声共振。 前三者伴随着换热管的振动。 声共振会产生强烈的噪音，一般不会引起电子管振动。 壳流速度分布、临界流速、管束固有频率、管束有效质量、阻尼等参数对管束振动起主导作用。 详细计算过程见TEMA标准。

4、设计过程中的防震措施：

管束振动往往受到上述多个参数的影响。 设计人员在换热器设计过程中应了解这些参数并充分考虑它们的影响，并采取相应措施防止管束振动的发生。

1、换热管直径

考虑到实际的热设计经济性，应尽量采用直径较大的换热管。 管径越大，其转动惯量越大不锈钢换热管弯管，在给定管长的情况下，有效地增加了管子的刚度。

2.不受支持的跨度

无支撑跨度是影响流致振动的最重要因素。 无支撑的跨度越短，振动的可能性就越小。 标准中给出的最大无支撑跨度没有考虑可能导致振动的潜在条件。 换热器的热设计决定了壳程的类型、折流板的形式和无支撑跨度的长度。 在不影响横流速度的前提下，设置双支撑板，减少无支撑跨度。 在壳体流速和压降相同的情况下，与传统的单段挡板相比，使用多段挡板可以显着减少无支撑跨度。

3、管间距

增大管间距与管径之比，可增大管桥面积。 通过增加管间距，可以降低管跨中部碰撞损坏的风险，降低动惯性系数。 对于一定的无支撑跨度，可以减小横流速度，或者对于一定的横流速度，可以减小无支撑跨度，提高一阶频率，防止共振的发生。

4、进出口区

在具有振动倾向的热交换器中，入口和出口区域最容易受到振动损坏。 应计算进、出口处的流速，并与临界流速进行比较，避免该段管跨产生振动。 仅满足 ρV2 的条件不足以保证进出口区管束不发生流体振动。 可考虑采用特殊支撑，缩短进出水区无支撑跨度，进出水区可减少配管，降低进出水口流速。 仪表板的尺寸和位置不应阻碍流体流动的空间。 设置导向管作为降低进出口流速的有效手段，可以使流体从多个位置进出换热器管束。

5、U型弯区

可通过在相邻直管段设置支撑板或在弯管段安装专用支撑装置来减小U形弯头的振动，适当布置U形弯头的位置也可减小U形弯头的振动?？浅倘肟诤统隹谝约跋嗔诘牡舶?。 弯管振动的发生。

6、换热管材质及厚度

换热管的弹性模量影响无支撑跨度的固有频率。 铁素体钢和奥氏体不锈钢具有比铝、黄铜等更高的弹性模量，因此更能抵抗振动变形。

7、挡板厚度与管孔尺寸

增加折流板的厚度，减小换热管与折流管孔之间的间隙，可以增加阻尼，减小作用在换热管与折流管孔连接处的力。

8、拆换热管

潜在的振动可以通过在管束中预定的关键位置不排空换热管来消除，例如，挡板缺口侧的换热管，在易振动的换热器中有时会遭受相对较大的损坏，它有利于选择性地拆除该部位的换热管。

9、换热管的轴向载荷

换热管的轴向压缩载荷会降低管子的固有频率，轴向拉伸载荷会增加管子的固有频率。 设计人员必须认识到，由于压力、温度的作用，在换热管上形成的轴向压缩载荷和振动的不利影响，采用膨胀节可以降低换热管的压应力。

结尾！