X80管线钢表面SRB生物膜特征及腐蚀行为

采用SEM、Raman光谱、XPS等分析手段,结合扫描振动电极(SVET)、微区电化学测试和电化学阻抗谱(EIS)等电化学测量技术,研究含硫酸盐还原菌(SRB)的模拟海水中X80管线钢表面生物膜的形成、特征,生物膜与膜下金属的交互作用,以及管线钢腐蚀行为及电化学过程特征。结果表明:SRB微菌落及胞外聚合物(EPS)形成初期,EPS的屏障作用抑制X80钢的腐蚀过程;SRB生物膜形成后,X80钢的自然腐蚀电位降低约20 mV,SRB显著促进了管线钢的腐蚀过程;浸泡后期SRB及其生物膜使X80钢腐蚀速率较灭菌对照组高出约1个数量级。SRB生物膜与腐蚀产物Fe2+/Fe3+间存在络合、螯合作用,细胞及其代谢产物硫化物与金属间存在直接或间接电子交互作用,这些作用相互协同耦合,促使生物膜下局部腐蚀的发生和发展。     

磁场对Q235钢微生物腐蚀行为的影响

采用腐蚀失重法、电化学测量技术和表面分析技术研究硫酸盐还原菌 (SRB) 在外加磁场下对Q235钢的腐蚀行为。结果表明,磁场条件下SRB对Q235钢的腐蚀作用较无磁场条件下减轻,其阻抗值先减小后增大,而无磁场条件下的阻抗值先增大后减小,说明磁场条件下试样表面的生物膜形成滞后。SEM的分析结果显示,磁场条件下Q235钢表面的生物膜均匀致密,并且紧密地黏附在金属表面。清除腐蚀产物后,无磁场条件下的基体表面呈现较多腐蚀孔和腐蚀裂缝,而有磁场条件下的基体表面则相对平整,说明磁场能有效地抑制SRB对Q235钢的腐蚀。     

应用原子力显微镜研究硫酸盐还原菌对A3钢的腐蚀

应用原子力显微镜（AFM）研究硫酸盐还原菌（SRB）、微生物膜、腐蚀产物膜和A3钢腐蚀后的表面形貌,获得了高分辨率、清晰的图像.测得了SRB的大小,微生物膜、腐蚀产物膜的厚度和形成的点蚀孔深度.结果表明,A3钢的微生物腐蚀过程是先形成致密的硫化物膜,然后微生物在其上面聚集附着形成微生物膜;A3钢的微生物腐蚀主要以点蚀形式发生.     

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.     

生物膜在B30合金微生物腐蚀中的作用

采用电化学阻抗谱、扫描电镜和X射线能谱分析等技术研究了硫酸盐还原菌（SRB）作用下B30合金表面生物膜的结构及其对合金微生物腐蚀的影响.结果表明,在接种了SRB的培养基中,金属表面很快形成一层含有铜的硫化物的生物膜;该生物膜疏松多孔,没有保护作用;生物膜下的氧化膜被破坏,阳极过程加快,有Cu的选择性溶解和Ni的富集现象.     

动态直流干扰和SRB共同作用下X80钢的腐蚀行为

目的 探究电气化铁路动态直流干扰和硫酸盐还原菌(SRB)及其协同作用对X80钢腐蚀行为的影响。方法 通过构建动态杂散电流室内模拟试验装置,对浸泡在灭菌和接菌(SRB)NS4溶液中的X80钢施加周期性阴极保护和方形脉冲动态杂散电流干扰。采用MPN计数法和活/死细胞染色方法分析了X80钢表面SRB的数量和活性,通过SEM、EDS、XPS和CLSM等表面分析技术,结合失重测试对灭菌和接菌环境下X80钢的腐蚀产物、腐蚀速率及腐蚀后形貌进行了表征。结果 动态直流干扰对溶液中SRB的生长未产生明显影响,但对SRB及生物膜在试样表面的附着产生较大影响。阴极保护会抑制SRB在X80钢表面的附着,通过抑制SRB的呼吸作用降低金属表面SRB活性,从而降低X80钢的微生物腐蚀。阳极干扰电流促进SRB在X80钢表面的附着,金属表面生物膜内的SRB活性增强。X80钢在灭菌环境下–400、0、500 mV试样的腐蚀速率分别为0.086 35、0.219 2、0.458 3 mm/a,分别为自然腐蚀速率的0.97、2.46、5.15倍。接菌环境下X80钢的腐蚀速率反而下降,但X80钢表面的最大点蚀坑深度明显增大。结论 在动态直流干扰下,X80钢的腐蚀速率大幅增加,单次短时直流干扰的累积对X80钢产生了十分严重的破坏。同时动态直流干扰通过促进X80钢表面SRB的活性,从而加速其微生物腐蚀,SRB生物膜在一定程度上减缓了X80钢的动态直流干扰腐蚀,但其与动态直流干扰共同作用加剧了X80钢表面的点蚀。     

硫酸盐还原菌对铜镍合金腐蚀的影响

利用电化学测试技术，在实验室条件下研究了硫酸盐还原菌(SRB)对铜镍合金腐蚀行为的影响。实验结果表明，SRB的存在使电极开路电位明显负移，极化电阻在细菌生长后期迅速降低。在含SRB的溶液中，铜镍合金表面会形成由腐蚀产物和SRB等组成的混合膜，腐蚀速度受到Cu通过混合膜向电极表面扩散速度的控制。     

硫酸盐还原菌模拟生物膜对907A钢腐蚀的影响

根据生物膜的结构特征,以硫酸盐还原菌和琼脂的混合物沉积于907A钢表面,形成人工模拟生物膜,采用微电极研究了模拟生物膜下溶解氧的分布情况,采用环境扫描电镜和能谱表征了模拟生物膜下907A钢在不同环境中的腐蚀情况。研究结果表明在人工模拟生物膜内,距离金属材料表面越近,溶氧量越低;金属材料的腐蚀情况受环境影响,当环境中富含还原性物质且SRB生长旺盛时,907A钢腐蚀严重,腐蚀产物以硫化铁为主,当环境中缺乏还原性物质且SRB生长不良时,907A钢的腐蚀产物以铁氧化物为主。     

硫酸盐还原菌作用下Cl~-浓度对20号钢在高矿化度油田卤水中腐蚀行为的影响

采用腐蚀挂片和电化学试验研究了20号钢在不同Cl-浓度的高矿化度溶液中的腐蚀行为。结果表明,20号钢在高矿化度条件下不利于硫酸盐还原菌(SRB)的繁殖,在高浓度盐溶液中微生物腐蚀倾向低,钢的表面未产生微生物膜,以全面腐蚀为主。在低浓度的盐溶液中发生微生物腐蚀倾向大,且能形成不连续的、分布不均匀的微生物膜。     

硫酸盐还原菌对铜合金腐蚀电化学行为的影响

用电化学方法研究了硫酸盐还原菌（SRB）生物膜对HSn70-lAB和BFe30-1-1铜合金腐蚀的电化学行为；用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）及X-射线能谱（EDS）分析了铜合金表面生物膜特征及其成分。结果表明，铜合金表面生物腐蚀与SRB的生长特性密切相关，SRB处于指数生长期时，Hsn70-lAB和BFe30-1-1铜合金的自腐蚀电位（Ecarr）和极化电阻（彤均迅速下降，腐蚀加剧，且后者腐蚀速度大于前者；而当SRB进人稳定生长阶段，两种合金的Ecarr和Rp均缓慢下降，腐蚀速度减缓，且二者腐蚀速度接近。表面生物膜的特征也有较大区别，HSn70-lAB铜合金表面的腐蚀产物膜比较平滑，BFe30-1-1铜合金表面的腐蚀产物膜较粗糙；且后者表面膜中S含量高于前者，腐蚀倾向明显增强。     

海洋环境硫酸盐还原菌对金属材料腐蚀机理的研究进展

硫酸盐还原菌(SRB)是一类广泛存在于自然环境中可以利用硫酸盐类物质作为呼吸代谢电子受体的厌氧类微生物,是造成金属腐蚀破坏和设备故障的主要原因之一,已经成为一个重要的研究课题。由于微生物活动的复杂性,生物膜内SRB与金属表面的相互作用缺乏深入的研究,其诱导腐蚀机理和腐蚀过程尚不清楚,难以进行有效的腐蚀预测。基于此,本文从SRB生物膜的呼吸代谢角度介绍了其诱导金属腐蚀的研究进展。介绍了SRB的生态特征和厌氧呼吸过程,重点综述了SRB腐蚀机理,包括阴极去极化、代谢产物腐蚀、浓差电池作用和胞外电子传递等理论,最后简要介绍了微生物腐蚀(MIC)研究的方法与技术手段。     

集输管线硫酸盐还原菌诱导生物矿化作用调查

利用扫描电镜 (SEM)、能谱、X射线衍射仪 (XRD) 和超景深三维立体显微镜等表面分析手段,调查研究油田污水集输管线材料的腐蚀和结垢行为。实验结果表明,暴露在没有添加杀菌剂的污水中30 d的试样表面形成了大量的垢状沉淀物,局部放大可以发现以胞外聚合物为主的生物膜覆盖在试样表面,此时生物膜的厚度高达169.6 μm,生物膜中含碳酸盐垢和细菌代谢产物硫铁化合物,且膜下基体材料局部腐蚀孔深度达到23.96 μm。在连续添加100 mg/L有机胍类杀菌剂1个月后,试样表面覆盖物中以无机矿物为主,且膜层厚度较未添加的薄,厚度为48.6 μm,膜下腐蚀较均匀,局部腐蚀轻微。硫酸盐还原菌参与的生物作用是管线局部腐蚀穿孔的主要原因之一。     

油田20号钢弯头的失效原因

通过理化性能检测、组织分析、腐蚀形貌、产物膜分析、流体和冲刷腐蚀数值模拟等手段，并结合现场服役工况，系统分析了某油田20号钢弯头短期内3次腐蚀穿孔的原因。结果表明：CO₂吞吐过程导致弯头部位出现CO₂腐蚀，生成的腐蚀产物膜疏松多孔，同时介质中固体颗粒的存在导致弯头外弧侧出现冲刷腐蚀。在CO₂腐蚀和冲刷腐蚀的共同作用下，弯头外弧侧FeCO₃产物膜破坏，金属基体裸露，外弧侧壁厚迅速减薄最终发生穿孔。最后，给出了避免或减缓此类弯头失效的建议。     

微生物生物膜下的钢铁材料腐蚀研究进展

综述了近年来有关SRB引起的钢铁腐蚀研究进展,分析了SRB生物膜的形成机制,介绍了传统SRB腐蚀机理、生物催化硫酸盐还原阴极反应腐蚀机理,以及SRB诱导生物矿化作用形成的沉淀垢膜下的碳钢腐蚀研究现状,着重介绍了生物能量学和生物电化学在推动SRB导致的微生物腐蚀机理研究中的重要作用,并在此基础上介绍了目前最新的对生物膜下SRB的控制技术和方法,为SRB腐蚀及控制提供参考。     

X70管线钢在大庆土壤环境中微生物腐蚀行为研究

采用极化曲线、电化学阻抗谱技术和SEM、EDS、XRD分析方法研究了X70管线钢在含硫酸盐还原菌(SRB)的大庆土壤模拟溶液中的微生物腐蚀行为。结果表明,SRB在大庆土壤环境模拟溶液中生长周期分为对数生长期、衰减期和死亡期3个阶段。SRB的新陈代谢对大庆土壤环境产生显著影响:pH值在SRB生长的前2 d降低,然后呈逐渐上升趋势。氧化还原电位在SRB对数生长期降低,在衰减期和死亡期呈增加趋势。溶液电导率在SRB的对数生长期时增加,在衰减期和死亡期呈整体减小趋势。在SRB对数生长期,游离的SRB利用其新陈代谢产物H将硫酸盐还原成硫化物,促进了点蚀的发生;在SRB衰减期,腐蚀产物成团簇状,膜层致密,减缓腐蚀;在SRB死亡期,生物膜脱落,腐蚀产物膜有明显裂纹出现,形成微观腐蚀电池,导致X70管线钢的腐蚀加剧。X70管线钢在SRB的大庆土壤中腐蚀产物为FeS和Fe3O4。     

细菌竞争生长在微生物腐蚀防治中的应用研究

从土壤中分离得到一株自养型的脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans)，该菌株的最佳生长pH值为7．0．借助扫描探针显微镜和电子探针分析技术，研究该菌株与硫酸盐还原菌(SRB)混合培养时，在SRB腐蚀过程中，对碳钢表面SRB生物膜形貌、致密性以及组成的影响．结果表明：脱氮硫杆菌的存在阻碍SRB生物膜的形成，降低生物膜的粗糙度，增强生物膜的致密性；脱氮硫杆菌存在时，生物膜中腐蚀性硫化物的含量降低，表明脱氮硫杆菌对SRB引起的腐蚀有抑制作用。     

硫酸盐还原菌对 HSn70-1A铜合金电化学腐蚀行为的影响

用电化学、微生物学和表面分析方法研究了培养基中硫酸盐还原菌 (SRB) 对HSn70-1A 铜合金的电化学腐蚀行为,探讨了硫酸盐还原菌生物膜下介质的流动状态及材料表面状态对铜合金腐蚀的影响.结果表明,SRB的存在使电极自腐蚀电位快速负移,腐蚀速率显著增加,细菌生长后期极化电阻显著降低.扫描电子显微分析(SEM) 表明,在 SRB 作用下铜合金发生严重点蚀.介质的流动状态对细菌的附着、生长具有一定的影响,加剧了腐蚀的形成和发展.铜合金在2-巯基苯并噻唑 (MBT) 与1,2,3-苯并三氮唑 (BTA) 复配缓蚀剂中预镀膜后,耐SRB侵蚀性显著提高.     

静磁场下硫酸盐还原菌对HSn70-1铜合金的腐蚀行为

采用失重法、电化学测量和表面分析技术研究了有、无静磁场环境下,在含有硫酸盐还原菌(SRB)的培养基中HSn70-1铜合金的腐蚀行为。结果表明:SRB条件下,HSn70-1铜合金腐蚀质量损失最大,无磁场下的腐蚀电流密度远大于有磁场条件下的,磁场的加入可以有效地减缓HSn70-1铜合金的腐蚀。SEM,EDS,XRD和XPS实验分析表明,静磁场下HSn70-1铜合金表面腐蚀产物膜均匀致密,腐蚀产物为金属硫化物,Cu的化合价以一价(Cu+)为主;而无磁场时腐蚀产物疏松,腐蚀产物硫化物中Cu主要为二价(Cu2+)。静磁场条件下所形成的致密的Cu2S腐蚀产物层阻碍腐蚀的发生,有效地减缓了HSn70-1铜合金的腐蚀。     

pH值对X70钢在海泥模拟溶液中微生物腐蚀行为的影响

采用动电位极化、电化学阻抗技术研究了不同pH值对X70钢在含硫酸盐还原菌(SRB)的南海海泥模拟溶液中电化学行为的影响,分析了X70钢表面发生的电化学反应。结果表明,溶液的pH值能影响SRB的生长,进而影响X70钢在南海海泥模拟溶液中的腐蚀行为。SRB在pH值为8条件下生长情况最好,在pH值为6条件下次之,在pH值为10条件下最差。pH值为8时,SRB生长期分为3个阶段:对数增长期、稳定生长期和衰亡期;pH值为6和10时,SRB生长期分为两个阶段:对数增长期和衰亡期。在对数增长期,SRB数量较少,微生物腐蚀作用较弱,X70钢的Ecorr较高,但当SRB数量增多后,微生物腐蚀作用增强,生物膜疏松且易脱落,导致局部腐蚀现象严重,Ecorr逐渐降低,金属腐蚀热力学倾向增大。在pH值为8条件下,微生物腐蚀作用最强,金属腐蚀速率最快;在pH值为10条件下,金属表面易形成钝化膜,且微生物腐蚀作用较弱,腐蚀速率最慢。     

大港油田注水管线腐蚀机理研究

大港油田的油藏温度和地层水的性质差异较大,虽然采取了很多的措施减缓注水系统管线腐蚀,但是南部地区的腐蚀速率仍较中北部高许多,因此找出问题所在很有必要。对油田所属9个注水站现场取样分析了水的性质,用静态和动态的方法分析了未灭菌和灭菌状态下腐蚀速率与盐度和硫酸盐还原菌(SRB)数量的关系。结果表明,南部地层水矿化度较高,硫酸根含量达到50-150mg/L,SRB数量不足102个/mL,但腐蚀速率较标准值高71%,中部和北部油田却相反:无菌条件下腐蚀速率高73%,注入水适合微生物生长,pH值和氧化还原电位变化规律却不同。南部油田水因矿化度高,电化学腐蚀占主导地位,此外,微生物的腐蚀也是比较明显的。电镜分析表明,腐蚀产物主要是铁、硫化物和碳酸钙。通过SRB数量和腐蚀速率实验得到了SRB对腐蚀影响,提出了控制SRB数量降低腐蚀速率的指标。