微生物腐蚀中生物防治措施的研究

综述了硫酸盐还原菌腐蚀领域的微生物防治措施的研究进展，并对微生物菌种的选择、防治机理以及应用等方面进行了概述。     

管线钢的微生物腐蚀

介绍了管线钢的微生物腐蚀及其危害,分析了近年来管线钢微生物腐蚀的失效案例,总结了管线钢微生物腐蚀的研究现状及管线的微生物腐蚀防治措施。从材料自身角度阐述了耐微生物腐蚀管线钢的研究进展,在此基础上提出了耐微生物腐蚀管线钢的发展方向。     

硫酸盐还原菌杀菌剂应用现状及研究进展

综述了硫酸盐还原菌常用杀菌剂应用现状及研究进展,针对目前存在的关键问题,如对环境生态的破坏性、对抗药菌的防治、对生物膜内微生物的抑制等,提出研究开发符合现场实际需要的新型杀菌剂,必须以微生物生长代谢机理及相应杀菌剂杀菌机理的研究为指导,弄清杀菌剂的作用机理、结构与性能之间的关系等。同时,对于微生物腐蚀的防治,还应从环境保护的角度考虑,寻找基于微生物自身特点的防治方法,以及开发环境毒性低的高效杀菌剂。     

金属的微生物腐蚀

综述了近十余年来关于金属的微生物腐蚀研究方面的 文献,包括对腐蚀机理的认识,国内外所取得的研究结果,对微生物腐蚀的防治方法等.     

海洋用金属材料的微生物腐蚀研究进展

虽然海洋环境下所使用的金属材料的机械性能和耐蚀性能都较好,但近年来关于海洋工程材料腐蚀失效的报道却越来越多。以海洋环境下金属材料的腐蚀为背景,重点介绍了近年来逐渐引起人们重视的金属材料微生物腐蚀的研究进展。一些经典的腐蚀理论虽然能够解释一些微生物腐蚀现象,但是目前微生物腐蚀逐渐成为很多工业环境下普遍存在的严重问题,这些机理的片面性也就逐渐暴露出来。随着研究的深入,人们对微生物腐蚀机理的认识更加全面、深入。研究者逐步提出了基于生物能量学和生物电化学的微生物腐蚀理论,该理论引入了微生物胞外电子传递过程,解释了微生物为什么和如何腐蚀金属材料,并获得了学术界的普遍认可。为了解决传统抗微生物腐蚀方法的诸多不足,开发新型抗菌材料、研发环保型杀菌剂和杀菌剂增效剂将会为微生物腐蚀防治提供新思路。     

新型含Cu管线钢——提高管线耐微生物腐蚀性能的新途径

微生物腐蚀是造成管线材料破坏和失效并导致巨大经济损失的一个重要原因,发展具有耐微生物腐蚀性能的新型管线钢是从材料自身角度降低发生微生物腐蚀倾向的新途径,具有重要的科学意义和应用价值。在传统的管线钢化学成分基础上,通过适量的Cu合金化,在服役环境中发生的微量铜离子的持续释放会杀死细菌并抑制细菌生物膜形成,从而起到耐微生物腐蚀作用,这是提高管线钢耐微生物腐蚀性能的主要创新思想。本文通过总结当前管线钢的微生物腐蚀及其研究现状,提出了一种从材料角度防治微生物腐蚀的新方法。介绍了新型含Cu管线钢在合金设计、组织结构、力学性能、抗氢致开裂性能和耐微生物腐蚀性能方面的研究进展,重点介绍了含Cu管线钢在实验室条件下的耐微生物腐蚀性能研究结果,最后展望了新型含Cu管线钢的未来发展趋势。     

油气管线钢土壤环境硫酸盐还原菌腐蚀研究进展

结合国内外埋地管线钢微生物腐蚀的研究,综述了腐蚀性土壤微生物种类和特点、环境因素对硫酸盐还原菌腐蚀的影响、生物腐蚀研究方法和进展,以及微生物腐蚀防护与监检测技术.最后,对埋地管线钢微生物腐蚀研究进行了展望.埋地管线钢服役环境复杂,受到土壤类型、杂散电流、阴极保护、应力、剥离涂层和微生物等多种因素的影响,而各种因素之间又存在着相互的耦合作用.多因素耦合作用下埋地管线钢微生物腐蚀将成为土壤微生物腐蚀今后的主要研究方向.土壤微生物腐蚀研究涉及土壤学、材料学、腐蚀科学和微生物学等多学科,是一个多学科交叉的研究课题,而化学和电化学分析技术、微生物分析技术以及材料表征技术等的联用也将为土壤微生物腐蚀行为和机制的研究提供更多的研究方法,这也有助于更好地理解微生物/材料之间的相互作用机制.随着对微生物腐蚀研究的深入,人们对硫酸盐还原菌腐蚀机理的认识也更加全面,"生物阴极催化还原"理论从生物能量学和生物电化学角度解释了微生物腐蚀的过程和机理.抗菌涂层开发和耐微生物腐蚀管线钢研发为MIC防治提供了一个新的研究路径.     

钙离子对碳钢微生物腐蚀的影响

利用原子力显微镜、电子探针和电化学测试等技术，研究了Ca^2 离子对碳钢表面生物膜的形成、微生物腐蚀程度以及杀菌剂杀菌效果的影响．结果表明：Ca^2 离子促进了硫酸盐还原菌(SRB)的生长，增加了生物膜的致密性，降低了碳钢微生物腐蚀的敏感性．但同时也增加了SRB对杀菌剂的敏感性，给防治SRB带来更大困难。     

油气管道SRB腐蚀研究新进展

由硫酸盐还原菌(SRB)引发的腐蚀是造成管道材料破坏和失效的重要原因,研究微生物腐蚀机制和防控措施具有重要的科学意义和经济价值.首先通过介绍国内外油气管道微生物腐蚀的失效案例,说明SRB对油气管道破坏的严重性.接着介绍了管道表面微生物膜的微观形成过程和结构特点,梳理了微生物膜作用下管材发生局部腐蚀的机理,主要对当前较为流行的微生物电化学腐蚀(EMIC)理论和管道微生物腐蚀预测模型做了深入探讨.综合考虑管道运行实际工况,结合模拟试验结果,进一步阐述了管线钢即使处于正常阴极保护条件下,由于受SRB生命代谢活动的影响,管道表面Fe中的电子通过细菌的新陈代谢作用直接获取,从而导致管材依然发生局部腐蚀甚至更为严重.而焊缝及其附近热影响区是管道发生腐蚀穿孔的薄弱区.最后全面总结了油气管道工业中抗SRB腐蚀防护前沿的理念和方法,分析了当前各种防护技术在实际应用中的不足,对微生物腐蚀如何更有效地防治提供了富有价值的参考,为管道工程SRB腐蚀防护技术的未来发展指明了方向.     

金属表面混合微生物腐蚀及分析方法研究进展

微生物腐蚀研究一直都是金属腐蚀领域关注的热点,微生物种类的不同,对金属材料的腐蚀影响也不尽相同。实际环境中,微生物的复杂性导致单一微生物的腐蚀机理并不能完全解释实际的腐蚀现象,因此混合微生物体系研究成为微生物腐蚀领域新的研究方向。在基于单种微生物对金属的腐蚀行为及其腐蚀机理的研究基础上,综述了两种微生物的混合体系在金属表面对其腐蚀的影响。归纳总结了混合微生物的构成,重点综述了含有SRB、IOB和其他典型微生物的混合体系的作用过程,分析了混合体系中,不同微生物的相互作用(如协同、竞争作用等)对金属腐蚀影响。梳理了目前混合微生物体系研究的实验环境,并针对混合微生物体系在金属表面腐蚀微观的研究,介绍了几种技术,以期能更加直观地显示混合体系中微生物间的作用机制。最后对研究两种微生物混合体系下的金属腐蚀问题提出了建议和发展方向。     

风电系统散热器用0359铝合金的盐雾腐蚀行为

目的研究0359铝合金的腐蚀行为,对其腐蚀使用寿命进行预测。方法采用盐雾实验模拟海洋大气环境,对腐蚀试样进行SEM、EDS、腐蚀深度、腐蚀失重、极化曲线和阻抗分析。结果 0359铝合金在盐雾腐蚀实验的条件下,腐蚀产物主要含O、Al、Si。随腐蚀时间延长,腐蚀点增多,腐蚀产物增多,且部分溶解脱落,腐蚀失重增加,腐蚀坑增大、加深。腐蚀时间由8 h逐渐增加至72 h,自腐蚀电位由-852.859 m V负移至-966.046 m V,腐蚀电流密度由0.346μA/cm~2增大至3.971μA/cm~2,腐蚀阻抗降低,腐蚀速率增加。腐蚀96 h时,自腐蚀电位正移,腐蚀电流密度减小,腐蚀阻抗增加,腐蚀速率降低。0359铝合金腐蚀失重-时间拟合曲线为y1=0.1927t~(0.6997),LC4铝合金在万宁地区户外暴露10年的腐蚀拟合失重为3.2629 g/m~2,此时,0359铝合金户外腐蚀10年的当量腐蚀深度为43.80μm,为翘片厚度的17.52%。结论 0359铝合金腐蚀形貌表现为点蚀,Al发生了吸氧腐蚀。腐蚀初期,0359铝合金表面的钝化膜阻碍了腐蚀,随腐蚀时间增加,钝化膜逐渐被破坏,腐蚀速率增加;腐蚀后期,大量腐蚀产物覆盖,阻碍了O、Cl-与铝合金的接触,降低了腐蚀速率。0359铝合金表面钝化膜和腐蚀产物具有减缓腐蚀的作用,且0359铝合金满足10年以上使用寿命。     

430不锈钢室内加速腐蚀与大气暴露的相关性研究

目的研究室内腐蚀膏试验对430不锈钢的加速性,以及腐蚀膏试验与大气暴露腐蚀试验的相关性。方法采用室内腐蚀膏腐蚀试验对材料进行腐蚀,研究其腐蚀过程的电化学特性和机理,腐蚀产物形貌、组成和结构,以及腐蚀过程的动力学规律,并与材料大气环境暴露试验的结果对比,探讨腐蚀膏试验与大气暴露试验的相关性。最后计算出室内腐蚀膏试验对430不锈钢的加速性。结果 430不锈钢在腐蚀膏腐蚀试验中,腐蚀失重与时间方程为P=0.3998t1.0391,呈幂指数关系,在腐蚀初期腐蚀速度最大。腐蚀机理主要是点蚀。由于腐蚀膏中的Cl-对钝化膜的穿透作用,使得钝化膜在一定点能够维持高的电流密度,并使阳离子杂乱移动而活跃起来,当膜-溶液界面电场达到临界值,点蚀发生。腐蚀表面存在点蚀坑,且随着腐蚀时间的增加,点蚀区域增加,相邻点蚀相互连接,形成腐蚀面。腐蚀面可见红色锈斑,对腐蚀产物进行XPS分析,其主要成分为Fe OOH和Fe3O4。430不锈钢在大气环境的腐蚀过程中,其腐蚀机理也是点蚀,腐蚀失重与时间也呈幂指数关系,腐蚀产物和形貌结构与室内腐蚀膏试验相同。结论腐蚀膏试验对430不锈钢腐蚀具有加速性,且与其大气暴露试验具有相关性,可以作为模拟430不锈钢大气腐蚀的一种加速试验。     

多相流动状态下缓蚀剂对X70钢CO2腐蚀的影响

目的 研究在多相流动状态,尤其是段塞流动条件下,各种浓度的不同缓蚀剂对X70钢腐蚀的影响.方法 采用自制实验装置模拟起伏管路段塞流动条件,通过电子显微镜、挂片失重等方法,对挂片表面形貌、腐蚀速率进行分析,数值仿真了多相流动状态下缓蚀剂乙二醇对X70钢CO2腐蚀速率的影响.结果 自制实验装置的挂片表面形貌、挂片失重速度与真实环道实验相似.实验用缓蚀剂的质量浓度超过35 mg/L后,均匀腐蚀缓蚀效率提升明显,继续提高缓蚀剂的浓度,均匀腐蚀缓蚀效率变化不大.多相流动条件下,缓蚀剂对局部腐蚀的缓蚀效果不明显.仿真用缓蚀剂乙二醇的质量浓度达到250 mg/L后,缓蚀效率变化与实验结果类似.结论 自制实验装置可以模拟起伏管路内气液两相流动状态,实验结果可靠.缓蚀剂的最佳缓蚀效率存在临界浓度,小于临界值时,对挂片的缓蚀作用甚微,超过临界浓度时对挂片表面的腐蚀速率影响不大.段塞流动状态下,缓蚀剂的缓蚀作用仅针对挂片均匀腐蚀,对局部腐蚀影响不大,甚至会促进局部腐蚀的发展.     

油气田集输管线点腐蚀试验与评级研究

采用点腐蚀测深仪观察联合站内原油处理系统、天然气处理系统和污水处理系统管道腐蚀监测挂片的点腐蚀坑形貌,测量和采集点腐蚀坑相关数据,并对点腐蚀程度进行评级,分析不同腐蚀监测环境对点腐蚀坑的影响。结果表明：油、气、水处理系统管道腐蚀挂片在平均腐蚀都为轻度的范围内,点腐蚀程度逐步加重,通过点蚀评级和孔蚀系数的深入研究,为合理评价腐蚀监测挂片的腐蚀程度,对介质腐蚀性进行有效监测提供科学的技术支撑。     

Na2 S2 O3 对 16Mn 钢材在碱性溶液中的腐蚀影响研究

目的研究16Mn钢在4 g/L Na2S2O3的碱性溶液中的腐蚀行为和腐蚀机理。方法对16Mn钢的腐蚀形貌进行深入观察,对腐蚀产物的成分进行EDS分析,通过质量损失法和动力学方法分析腐蚀速率的变化,确定腐蚀机理。结果腐蚀形貌随腐蚀时间的推移由最初的点蚀发展为均匀腐蚀,腐蚀所生成的产物主要由O,S,Na,Fe元素组成。结论腐蚀产物主要是非晶态和晶态的羟基氧化铁和赤铁矿,随着腐蚀时间的延长,腐蚀越发严重,腐蚀速率逐渐下降。     

盐水环境下2A12铝合金搅拌摩擦焊缝腐蚀速率

采用静态失重法测量了2A12铝合金搅拌摩擦焊缝在3.5% NaCl水溶液中的平均腐蚀速率,结合焊缝腐蚀机理、腐蚀产物成分与腐蚀损伤宏-微观形貌分析了不同腐蚀时间下搅拌摩擦焊缝腐蚀速率的变化规律. 结果表明,焊缝平均腐蚀速率经历了从大幅下降到缓慢回升的过程,这与焊缝的腐蚀经历了由点蚀到沿晶腐蚀,最后发展为剥蚀的腐蚀机理变化密切相关;试件质量去除率表明腐蚀时间越长,焊缝腐蚀越严重;焊缝不同区域腐蚀敏感性不同,焊核区腐蚀严重,前进侧次之,返回侧腐蚀相对较轻.     

腐蚀产物晶体结构及离子选择性对P110S低合金钢在H2S/CO2环境中腐蚀行为的影响

目的研究P110S低合金钢在H2S/CO2环境中的腐蚀行为及腐蚀产物对其影响机理。方法通过P110S低合金钢在不同温度下的腐蚀失重实验、微观SEM形貌观察、XRD分析和离子选择性实验,探究腐蚀产物的晶体结构以及离子选择性对腐蚀行为的影响。腐蚀实验环境为模拟我国西北某油田现场不同井深的腐蚀工况,其中CO2与H2S的分压比为2.5。结果温度低于100℃时,腐蚀产物主要为马基诺矿型FeS,其为阳离子选择性,能够阻碍阴离子与基体接触,起到抑制腐蚀的作用,因此腐蚀速率较低,约为0.15 mm/a,且随温度升高基本保持不变,试样表面的腐蚀产物膜平整未脱落;温度达到120℃后,腐蚀速率急剧增大,部分腐蚀产物由马基诺矿转变为磁黄铁矿,腐蚀产物膜因下层腐蚀产物挤压而发生破裂脱落,试样发生局部腐蚀;温度高于160℃时,腐蚀产物全部为磁黄铁矿型FeS,其为阴离子选择性,无法阻碍阴离子穿过腐蚀产物膜与基体接触,因此随着温度的升高,腐蚀速率逐渐增大并趋于平缓,达到3.6 mm/a。结论H2S/CO2环境中低合金钢腐蚀行为与腐蚀产物晶体构型及离子选择性密切相关,若腐蚀产物为马基诺矿型FeS时,其具有阳离子选择性,能够抑制金属基体腐蚀溶解;而若腐蚀产物为磁黄铁矿型FeS时,因其具有阴离子选择性,则不能抑制金属基体发生腐蚀溶解。     

2219铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀行为

采用晶间腐蚀试验和剥落腐蚀试验研究了2219铝合金搅拌摩擦焊接头的腐蚀行为,结合金相显微镜、扫描电镜及能谱仪等分析手段研究了接头腐蚀后的表面形貌和腐蚀产物的成分,并对接头腐蚀机理进行了初步的探讨.结果表明,搅拌摩擦焊焊核区耐蚀性比母材高;腐蚀从点蚀开始,逐渐发展为晶间腐蚀和剥落腐蚀的全面腐蚀形貌;接头组织成分的均匀化,降低了材料形成局部腐蚀原电池的倾向,使得电位正向移动,接头耐蚀性增强.     

不同应力条件下不锈钢局部腐蚀行为的研究进展

不锈钢因具有良好的耐腐蚀性能而倍受重视,在众多工业领域内被广泛使用,但在实际应用中,由于受到腐蚀环境和应力的共同作用,不可避免地会产生点蚀或裂纹,导致服役性能下降,甚至引发各类安全事故.所以,应力条件下不锈钢的腐蚀行为一直是不锈钢材料腐蚀领域的重要研究课题.总结了部分代表性的不锈钢材料在应力作用下局部腐蚀行为的研究进展,主要总结与讨论了弹性应力、塑性应力以及残余应力对不锈钢点蚀及腐蚀开裂行为的影响规律.弹性应力如何影响不锈钢点蚀与腐蚀开裂还不是特别清楚,一般认为弹性拉应力会促进点蚀的萌生,使点蚀坑内产生应力集中,促进腐蚀扩展,但也发现了较小弹性拉应力会抑制点蚀的情况,而且机理也尚不明确,并且弹性压应力到底是促进还是抑制点蚀萌生也尚未达成一致.塑性应力对不锈钢局部腐蚀的影响机理已经比较明确,塑性应力会导致位错的产生,从而促进点蚀和裂纹的生长.残余拉应力会促进不锈钢点蚀和裂纹的生长,但残余压应力却能够有效抑制不锈钢点蚀和裂纹的生长.因此,在较低至中等弹性应力下的不锈钢局部腐蚀行为及其影响机理应该加强研究,而对于塑性应力与残余应力,则应该进一步深入探讨其作用下不锈钢局部腐蚀行为的各阶段特征和断裂临期特征,以期精确进行腐蚀断裂风险的评估和解决寿命评估的难题.     

镁合金丝状腐蚀研究进展

目的镁合金具有许多独特的性能及光明的应用前景,但耐蚀性差制约了其发展。丝状腐蚀作为一种常见的局部腐蚀形态,其破坏性非常大。结合国内外丝状腐蚀的研究成果,从丝状腐蚀产生的原因及发展过程,重点叙述了镁合金丝状腐蚀的特点、腐蚀机理,以及腐蚀环境和微观结构对镁合金丝状腐蚀发展的影响规律。指出了镁合金丝状腐蚀阴极发生的是析氢反应,且腐蚀丝具有折射生长、相随生长等特点;腐蚀介质会优先吸附在自然形成氧化膜的缺陷处,导致腐蚀萌生;第二相、晶粒尺寸和表面处理等微观结构对腐蚀丝的发展有重要影响。同时总结了微区原位技术在镁合金丝状腐蚀研究中的应用,并指出了微区原位技术和传统的腐蚀研究方法相结合是揭示镁合金丝状腐蚀机制的有效途径。最后,对未来镁合金丝状腐蚀机理的研究进行了分析和展望。