تحسّن أنظمة التهوية باسترجاع الحرارة جودة الهواء الداخلي وكفاءة استهلاك الطاقة من خلال نقل الحرارة بين تيار الهواء الخارج وتيار الهواء الداخل. ومع ذلك، فإن التغيرات المتكررة في درجات الحرارة والرطوبة داخل هذه الأنظمة قد تخلق ظروفًا تؤدي إلى حدوث التآكل، لا سيما عندما تتعرّض المكونات المعدنية للتَّكاثف أو الملوثات أو البيئات العدائية.
للمصنّعين والمهندسين ومشغّلي أنظمة التدفئة والتكييف والتهوية، فإن فهم مخاطر التآكل واختيار طرق الحماية المناسبة أمورٌ جوهرية للحفاظ على موثوقية النظام وتقليل متطلبات الصيانة على المدى الطويل.
تعمل أنظمة التهوية مع استرجاع الحرارة عبر السماح للهواء الداخلي الدافئ بتبادل الحرارة مع الهواء الخارجي النقي عبر قلب مبادل حراري. وخلال هذه العملية، قد تؤدي الفروق في درجات الحرارة بين تيارات الهواء إلى تكثّف الرطوبة عندما تصل الأسطح إلى نقطة الندى.
ويُشكّل هذا التكثّف الرطوبي طبقة رقيقة من الإلكتروليت على الأسطح المعدنية. وعند اتحاد هذه الرطوبة مع الملوّثات العالقة في الهواء مثل الغبار أو الملوّثات أو البقايا الكيميائية، يمكن أن تسرّع من تفاعلات التآكل.
يكون الخطر أعلى في المناطق التي تعمل فيها أنظمة التهوية في ظروف رطوبة عالية، ومنها المباني الساحلية والمنشآت الصناعية وحمامات السباحة الداخلية. وبغياب اختيار المواد المناسبة والمعالجة الواقية، قد تؤثر التآكل تدريجيًّا على قنوات التهوية والمسامير ومكونات مبادل الحرارة.
تساهم عدة عوامل في حدوث التآكل داخل أنظمة تهوية استرجاع الحرارة.
التكثيف أحد أكثر الأسباب شيوعًا. وتسمح دورات الترطيب والتجفيف المتكررة ببقاء الرطوبة على الأسطح المعدنية، ما يزيد احتمال حدوث الأكسدة وتدهور السطح.
التعرُّض لمركبات الكلوريد عاملٌ مهمٌّ آخر. ففي البيئات الساحلية أو المواقع التي تستخدم فيها مواد كيميائية تحتوي على الكلور، يمكن لأيونات الكلوريد أن تضر بالطبقات الأكسيديّة الواقية على المعادن وتزيد من خطر التآكل الموضعي.
قد تحدث التآكل الغلفاني أيضًا عند توصيل معادن مختلفة في وجود الرطوبة. فعلى سبيل المثال، قد تؤدي تركيبات مكوّنات من الفولاذ أو الألومنيوم أو النحاس أو البرونز إلى تفاعلات كهروكيميائية تُسرّع تآكل المعادن الأقل مقاومةً.
يجب اختيار حماية التآكل للمكونات المصنوعة من الفولاذ الطرية المستخدمة في أنظمة التهوية ذات استرجاع الحرارة وفقًا لظروف التشغيل ومستويات الرطوبة والتعرّض البيئي.
وتُعدّ طريقة الغمر الساخن بالزنك والطلاء الإيبوكسي طريقتين شائعتين لحماية هذه المكونات.
تحمي طريقة الغمر الساخن بالزنك الفولاذ عبر تطبيق طبقة من الزنك توفر حماية حاجزية وحماية تضحية. وتُستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع في أنابيب أنظمة التكييف والمكونات المعدنية نظرًا لمتانة طبقتها في العديد من البيئات الداخلية.
مع ذلك، قد تتطلب الطلاءات المجلفنة حماية إضافية في البيئات شديدة التآكل التي تتعرض فيها للمواد الكلوريدية أو التلوث الكيميائي.
يحمي طلاء الإيبوكسي الفولاذ من خلال تشكيل طبقة حاجز كثيفة تقلل من تماس السطح المعدني مع المواد المسببة للتآكل. وغالبًا ما يكون مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب مقاومة كيميائية أقوى.
يعتمد فعالية طلاء الإيبوكسي اعتمادًا كبيرًا على تحضير السطح. ومن الضروري إزالة الصدأ والزيوت والشوائب السطحية قبل تطبيق الطلاء لضمان التصاق موثوق به.
تُطبَّق الحماية المهبطية عادةً على خطوط الأنابيب المدفونة والمنشآت البحرية، حيث يسمح وجود بيئة إلكتروليتية مستمرة بتدفق التيار الواقي.
مع ذلك، تعمل أنابيب التهوية ومكونات أنظمة إعادة تدوير الحرارة عادةً في بيئات فوق سطح الأرض حيث يتكون التكثيف بشكل متقطع. وهذا يجعل الحماية الكاثودية صعبة التطبيق بفعالية، وغالبًا ما تكون غير عملية مقارنةً بحلول الطلاء السطحي.
في معظم تطبيقات أنظمة إعادة تدوير الحرارة، تُعدّ الطلاءات الواقية والمواد المقاومة للتآكل نهجًا أكثر ملائمة عمومًا.
الحماية الوقائية قبل التشغيل الفعلي يمكن أن تحسّن بشكل كبير من متانة مكونات أنظمة إعادة تدوير الحرارة.
تتضمن العملية عادةً ما يلي:
تنظيف السطح لإزالة الزيوت والغبار وبقايا اللحام وغيرها من الملوثات.
إعداد السطح بشكل مناسب لتحسين التصاق الطلاء.
تطبيق طلاءات واقية مناسبة وفقًا لمتطلبات البيئة.
الفحص بعد تركيب الطلاء للتأكد من التغطية الكاملة وتقليل احتمال وجود مناطق معدنية مكشوفة.
لأنظمة المُركَّبة في البيئات الرطبة أو التآكلية، يُمكن لاختيار المواد والمعالجات الواقية المناسبة أثناء مرحلة التصميم أن يساعد في تجنُّب مشاكل الصيانة غير المتوقَّعة لاحقًا.
يُعد الرصد المنتظم والصيانة أمرين مهمين لتمديد عمر أنظمة التهوية ذات استرداد الحرارة.
يُمكن لمراقبة الرطوبة أن تساعد في تحديد الظروف التي يزداد فيها احتمال حدوث التكثُّف. ويمكن للتحكم السليم في تدفق الهواء وإدارة التصريف والفحص الدوري للمكونات الداخلية أن يقلِّل من مخاطر التآكل.
عند ظهور علامات التآكل، تكون الإصلاحات المبكرة وصيانة الطلاء عادةً أكثر كفاءة من حيث التكلفة مقارنةً باستبدال المكونات التالفة بعد حدوث تدهور شديد.
تشمل الأسباب الرئيسية التكثّف، وارتفاع الرطوبة، والتعرّض للكلوريد، والتلامس بين معادن مختلفة. ويمكن أن تؤدّي هذه العوامل إلى تسريع تآكل المكوّنات المعدنية داخل أنظمة إعادة التهوية الحرارية (HRV).
يُشكّل التكثّف طبقات رطبة على الأسطح المعدنية. وعند اتحادها مع الملوّثات أو المواد الكيميائية، يمكن أن تُسرّع هذه الطبقات الرطبة عمليتي الأكسدة والتآكل.
تُستخدم طريقة الغمر في الزنك الساخن والطلاءات الإيبوكسية عادةً كوسيلتي حماية. وأفضل خيار يعتمد على بيئة التشغيل وظروف الرطوبة ومدى التعرّض للتآكل.
لا تُستخدَم الحماية الكاثودية عمومًا في أنظمة إعادة التهوية الحرارية، لأن مجاري التهوية لا توفّر ظروف الإلكتروليت المستمرّة الضرورية لفعالية هذه الحماية.
يمكن أن يساعد استخدام مواد مقاومة للتآكل، وتطبيق طبقات حماية، والتحكم في الرطوبة، وإجراء فحوصات دورية في تحسين متانة النظام.
الأخبار الساخنة