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生物腐蝕
鎖定
- 中文名
- 生物腐蝕
- 外文名
- biodeterioration
- 生物腐蝕過程
- 可分為兩類
- 任何一種生物
- 都能引起生物腐蝕
- 類 別
- 微生物腐蝕、大生物腐蝕
- 防止措施
- 陰極保護和塗層、殺菌、滅藻
目錄
- 1 腐蝕形式
- 2 腐蝕機理與特點
- 3 防止措施
- 4 海水中微生物對鋼腐蝕行為
生物腐蝕腐蝕形式
生物腐蝕形式主要有以下四類:
(1)生物攝取加速腐蝕。用有機物防腐時,有些有機物與生物發生作用而消耗掉,這樣防腐效果變差。如有些有機緩蝕劑在使用中會由於細菌作用而分解。
(3)形成氧濃差電池加速腐蝕。在生物活動的區域,由於氧濃度和鹽濃度的變化,形成氧濃差電池,促進金屬腐蝕。
生物腐蝕腐蝕機理與特點
(1)微生物腐蝕
①硫酸鹽還原菌。厭氧的硫酸鹽還原菌是影響地下鋼結構腐蝕的最重要的細菌之一。在油田,生產油井80%的管道腐蝕都與硫酸鹽還原菌有關。硫酸鹽還原菌在其生命活動過程中,不斷氧化存在於環境中的H2或設備腐蝕過程中陰極反應析出的H2,從而使硫酸鹽、亞硫酸鹽還原成硫化物。
②硫氧化菌。好氧的硫氧化菌的存在,能將硫及硫化物氧化成硫酸。
③鐵細菌。鐵細菌分佈廣泛,形態多樣,能使二價鐵離子氧化成三價,並沉積於菌體內外。
(2)大生物腐蝕
真菌、黴菌能吸收有機物併產生有機酸,如草酸、乳酸、醋酸和檸檬酸等。真菌能生長在多種基體上,如人們最熟悉的皮革或其他織物上長黴,它還能破壞橡膠、裸露或塗漆的金屬表面。一-般情況,真菌不會導致嚴重的機械性破壞,但會影響產品外觀。真菌產生的有機酸,會引起縫隙腐蝕。水生物如貝殼類、藻類等生長在河流、海洋和湖泊之中,其腐蝕特點是由於將自身緊緊地依附在固體表面,引起縫隙腐蝕。
[1]
生物腐蝕防止措施
(1)陰極保護和塗層。兩者常聯合應用,防止土壤中的微生物腐蝕。控制土壤中鋼鐵構件的保護電極在-0.950V以下(相對Cu/CuSO4電極), 可有效防止硫酸鹽還原菌的腐蝕。
生物腐蝕海水中微生物對鋼腐蝕行為
(1)海水中微生物的存在顯著影響碳鋼的平均腐蝕速率,總體規律是在浸泡初期加速碳鋼材料的腐蝕,浸泡28d左右又減緩材料的腐蝕,對碳鋼起到一定的保護作用,隨着浸泡時間的進一步延長,腐蝕速率又逐漸加快。各種碳鋼在自然海水中腐蝕速率的變化規律也不盡相同,25鋼平均腐蝕速率隨浸泡時間的延長最初保持不變,繼而出現大幅度的下降,隨浸泡時間的進一步延長,材料平均腐蝕速率略有波動,當浸泡時間達到365d時,平均腐蝕速率又出現大幅增加;45鋼在腐蝕初期平均腐蝕速率隨浸泡時間延長略有增大,接着平均腐蝕速率開始減小,在第91d時平均腐蝕速率達到最低,繼而平均腐蝕速率又快速增大;85鋼平均腐蝕速率呈現先減小後增大的規律,平均腐蝕速率在第91d時最小,365d時最大。
(2)在自然海水中暴露7d後形成的腐蝕產物層完全覆蓋碳鋼表面,腐蝕產物層隨浸泡時間的延長而增厚,浸泡91d和184d後,腐蝕產物分為兩層,內層呈黑色淤泥狀,外層呈黃褐色,較為鬆散,XRD分析表明,內、外層腐蝕產物均為FeO(OH)和Fe2O3,浸泡365d後,腐蝕產物厚度約達230μm,但仍分為內、外兩層,外層腐蝕產物成分不變,內層腐蝕產物為CaCO3和Fe3O4。
(3)在自然海水中暴露91d的碳鋼內鏽層中有高含量的S和C,並隨暴露時間延長而增加,浸泡365d後,與碳鋼基體材料相比,內層黑色腐蝕產物中S含量提高了2個數量級,C含量也提高了1個數量級。不同型號碳鋼材料腐蝕產物中的S、C含量是隨着基體材料的含碳量的增加而減小。
(4)浸泡時間小於184d時,自然海水和無菌海水中試樣表面均未發現明顯的宏觀腐蝕坑。浸泡時間為365d時,無菌海水中試樣表面仍然平整,宏觀上觀察不到局部腐蝕,而自然海水中試樣可以清晰地觀察到其表面分佈着大小、深度不一的宏觀腐蝕坑。