Zniekształcenie spawania płyty kotłowej jest często traktowane jako wada wykonania. W większości wymienników płaszczowo-rurowych tak nie jest. Kiedy płyta kotłowa jest spawana z płaszczem za pomocą jednostronnego rowka V o pojedynczej fazie, objętość osadzonego metalu po stronie lica i grani nie jest równa, a skurcz poprzeczny nie jest jednolity na całej grubości ścianki. Wynikiem jest odchylenie kątowe płaszczyzny płyty kotłowej. To zniekształcenie jest nieodłączne i obiektywnie istnieje: można je kontrolować i kompensować, ale nie można go obalić jedynie za pomocą bardziej rygorystycznej procedury spawania.
Dwa mechanizmy działają razem.
Skurcz poprzeczny na całej grubości. Spoiny kurczą się bardziej w pobliżu lica niż w pobliżu grani. Ponieważ skurcz jest nierównomierny na całej grubości, złącze obraca się, a nie tylko skraca. Ten obrót powoduje przechylenie płaszczyzny płyty kotłowej.
Zniekształcenie kątowe w dwóch częściach. Pierwsza to zmiana kąta między płaszczem a płytą kotłową, równoważna zniekształceniu kątowemu złącza doczołowego między dwiema płytami. Druga to zniekształcenie kątowe samej płyty kotłowej, równoważne metalowi spawalniczemu osadzonemu jako nadlew na powierzchni płyty. Obie części się sumują, a ostateczne przechylenie jest ich sumą.
Wielkość zależy od sześciu zmiennych: sztywności płyty kotłowej, kąta rowka, kształtu przekroju spoiny, ciepła wejściowego, objętości osadzonego metalu, praktyki spawania. Żadna z nich nie jest niezależna od pozostałych: szerszy rowek zwiększa objętość osadzonego metalu; wyższe ciepło wejściowe zwiększa skurcz na ścieg; mniej sztywna płyta kotłowa przekształca ten sam skurcz w większe przechylenie.
Większość zniekształceń w terenie wynika z czterech przyczyn, wszystkie są kontrolowane:
Spawanie dwustronne jest tu generalnie niewykonalne: strona rurowa jest zajęta przez pakiet rur i ligaturę płyty kotłowej, a dostęp do usuwania podsiębiernika i osadzania metalu od strony grani jest niedostępny. Praktyczną drogą jest spawanie jednostronne z dwustronnym formowaniem. Ta droga wiąże się z jednym specyficznym ryzykiem: jeśli prąd jest ustawiony wystarczająco wysoko, aby zagwarantować przetop grani, może dojść do przepalenia i uszkodzenia sąsiednich rur wymiennika ciepła. Kontrola zatem nie polega na gorętszym spawaniu dla uzyskania przetopu, ale na niskim cieple wejściowym, zredukowanej całkowitej ilości ciepła i zwiększonej sztywności płyty kotłowej.
Zniekształcenie w złączu płyty kotłowej z płaszczem nie jest oznaką, że procedura jest błędna. Jest to oznaka, że mechanizm jest zrozumiały, a środki kontroli są skierowane na faktycznie istniejący skurcz, a nie na wynik bez zniekształceń, którego spawanie jednostronne nie może zapewnić.
Ponieważ skurcz poprzeczny nie jest jednolity na całej grubości: strona lica osadza więcej metalu i kurczy się bardziej niż strona grani, więc złącze obraca się i przechyla płaszczyznę płyty kotłowej. Jest to nieodłączne dla geometrii złącza, a nie błąd wykonania.
Równoważy osadzanie metalu i zmniejsza odchylenie kątowe, ale jest generalnie niewykonalne tutaj, ponieważ strona rurowa nie jest dostępna do usuwania podsiębiernika. Spawanie jednostronne z dwustronnym formowaniem jest praktyczną drogą, z niskim ciepłem wejściowym jako środkiem kontroli.
Przepalenie: nadmierny prąd może przeniknąć przez grań i uszkodzić sąsiednie rury. Prawidłową kontrolą jest kwalifikowana procedura niskiego ciepła wejściowego z odpowiednią sztywnością, a nie większy prąd.
Sztywność płyty kotłowej, kąt rowka, przekrój spoiny, ciepło wejściowe, objętość osadzonego metalu i praktyka spawania. Oddziałują na siebie: szerszy rowek i wyższe ciepło wejściowe zwiększają skurcz, a mniej sztywna płyta kotłowa przekształca ten sam skurcz w większe przechylenie.
