一、水垢沉积：
工业冷却水所采用的水源主要来自地下水或自来水，水中含有甚多之溶存固体物随着补充水进入系统，当冷却水循环使用，浓缩倍数逐渐升高，或系统流程温度过高，冷却水之水温跟着升高，则水质会逐渐变化。当冷却水中可溶解物质之浓缩超过其在水中之溶解度时，水垢因而产生。
冷却水中的水垢一般由CaCO3、Ca3（PO4）2、CaSO4、硅酸钙（镁）等微溶盐组成。这些盐的溶解度很小，如在0℃时，CaCO3的溶解度是20mg/L，Ca3（PO4）2的溶解度只有0.1mg/L，而且它们的溶解度随pH值和水温的升高而降低，因此特别容易在温度高的传热部位达到过饱和状态而结晶析出，当水流速度较小或传热面较粗糙时，这些结晶就容易沉积在传热表面上形成水垢。
控制冷却水结垢的途径主要有三条：（1）降低水中结垢离子的浓度使其保持在允许的范围内；（2）稳定水中结垢离子的平衡关系；（3）破坏结垢离子的结晶长大。在选择控制水垢的具体方案时，应综合考虑循环水量大小、使用要求、药剂来源等因素。
二．腐蚀：
冷却水对碳钢的腐蚀是一个电化学过程。由于碳钢组织和表面以及与其接触的溶液状态的不均匀性，表面上会形成许多微小面积的低电位区（阳极）和高电位区（阴极），每一对阳极和阴极通过金属本体构成一个腐蚀原电池，分别发生氧化和还原反应。
在阳极 Fe→Fe2+ +2e
在阴极 1/2O2+H2O+2e→2OH-
在水中 Fe2++2OH-→Fe（OH）2↓
2Fe（OH）2+1/2O2+H2O→2Fe（OH）3↓
因为金属表面的不均匀性是的，所以电化学腐蚀条件普遍存在，只要金属与含溶解氧的水接触，上述腐蚀反应就会继续进行下去。
控制腐蚀的基本方法有三类：（1）通过电镀或浸涂的方法在金属表面形成防腐层、使金属和循环水隔绝；（2）电化学保护法，即在冷却水系统中，一般使用电极电位比铁低的镁、锌等牺牲阳极与需要保护的碳钢设备连接，使碳钢设备整个成为阴极而受到保护、或者将需要保护的碳钢设备接到直流电源的负极上，并在正极上再接一个辅助阳极、如石墨\炭精等，设备在外加电流作用下转成阴极而受到保护；（3）向循环水中投加无机或有机缓蚀剂、使金属表面形成一层均匀致密、不易剥落的保护膜，这是目前国内外普遍采用的处理方法。为了提高药剂效果，通常在系统正常运行之前，投加高浓度缓蚀剂，进行预膜处理，待成膜后，再降低药剂浓度，使其用量能维持和修补缓蚀膜就可以了。
三．微生物滋长：
在大多数开放式循环冷却水系统中，大量的水经由制程设备再回流至冷却水塔中，水温经蒸发而降低，冷却水性质随之改善。当水在塔中蒸发后，冷却水中所含有之有机物、无机物、微生物浓度均已增加，由于温水，加上有机物及无机物之营养剂，提供了微生物良好之成长条件。
微生物在冷却水系统中繁殖形成粘泥，使传热效率下降，加速金属腐蚀，影响输水，粘泥腐败后产生臭味，使水质变差。因粘泥引起的故障往往与腐蚀和水垢故障同时发生，按照故障的表现形式，可分为粘泥附着型和淤泥堆积型二类，前者主要是微生物及其代谢物和泥砂等的混合物附着于固体表面上而发生故障，常发生在管道、池壁、冷却塔填料上，后者是水中悬浮物在流速低的部位沉积，生成软泥状物质而发生故障，常发生在水池底部。在换热器壳程和配水池中二类故障都可能发生。
