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。     

SRB对X70钢及其焊缝在近中性pH溶液中SCC行为的影响北大核心CSCD

采用动电位极化技术、慢应变速率拉伸试验和扫描电镜观察研究了有、无硫酸盐还原菌(SRB)情况下X70管线钢及焊缝在近中性p H溶液(NS4)中的应力腐蚀行为。电化学实验结果表明:X70管线钢母材和焊缝在NS4溶液中的极化曲线都表现出典型的活性溶解特征,且有菌介质中管线钢表面能生成一层具有保护性的生物膜。SSRT曲线和SEM结果表明:在无菌NS4溶液中,X70钢母材和焊缝的SCC机理为氢致开裂机理。在有SRB的NS4溶液中,由于SRB生命代谢释放大量代谢产物H2S,促进H原子进入管线钢,将破坏其基体的连续性,从而导致氢损伤,使X70钢母材和焊缝的SCC敏感性都大于其在无菌介质中,其开裂机理表现为硫化物应力开裂和氢致开裂共同作用。在有菌和无菌介质中,焊缝的应力腐蚀敏感性均高于母材,这是由于焊缝处组织不均匀、存在残余应力造成的。     

SRB对X70钢及其焊缝在近中性pH溶液中SCC行为的影响

采用动电位极化技术、慢应变速率拉伸试验和扫描电镜观察研究了有、无硫酸盐还原菌(SRB)情况下X70管线钢及焊缝在近中性p H溶液(NS4)中的应力腐蚀行为。电化学实验结果表明:X70管线钢母材和焊缝在NS4溶液中的极化曲线都表现出典型的活性溶解特征,且有菌介质中管线钢表面能生成一层具有保护性的生物膜。SSRT曲线和SEM结果表明:在无菌NS4溶液中,X70钢母材和焊缝的SCC机理为氢致开裂机理。在有SRB的NS4溶液中,由于SRB生命代谢释放大量代谢产物H2S,促进H原子进入管线钢,将破坏其基体的连续性,从而导致氢损伤,使X70钢母材和焊缝的SCC敏感性都大于其在无菌介质中,其开裂机理表现为硫化物应力开裂和氢致开裂共同作用。在有菌和无菌介质中,焊缝的应力腐蚀敏感性均高于母材,这是由于焊缝处组织不均匀、存在残余应力造成的。     

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。     

温度与SRB协同作用下X70钢在海泥模拟溶液中应力腐蚀行为研究

研究了温度对硫酸盐还原菌(SRB)活性的影响,并采用慢应变速率拉伸实验研究了不同温度下X70钢在含SRB的海泥模拟溶液中应力腐蚀行为及其开裂机理。结果表明,SRB在海泥模拟溶液中生存温度范围为20～40℃,且随温度增加,SRB活性增加,数量增大。X70钢表面生物膜保护性与SRB活性和数量密切相关。20℃时,由于SRB数量最少,X70钢在含SRB海泥中应力腐蚀开裂(SCC)敏感性最小;30℃时,X70钢表面的生物膜与基体金属构成大阴极小阳极面积比的腐蚀原电池,耐蚀性最低,此时SCC机理为阳极溶解和氢致开裂共同作用下的混合断裂;40℃时SRB活性最好,X70钢表面形成较为完整生物膜,耐蚀性最好,但SCC敏感性最高,其开裂机理为氢致开裂。     

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。     

极化电位对X70钢在含SRB海洋环境中电化学行为的影响

采用光密度法研究了极化电位对硫酸盐还原菌(SRB)生长周期的影响,并结合电化学阻抗谱研究了不同极化电位对X70钢在含SRB的模拟海水中电化学行为的影响。结果表明,无外加电位时,SRB生长周期分为对数生长期和衰亡期两个阶段,在第7 d时SRB数量达到最大值。在外加阳极电场的刺激下,SRB繁殖被抑制,且在进入对数生长期后迅速死亡。在外加阴极电场的作用下,SRB的有丝分裂周期缩短,细胞分裂速度提高,从而促进SRB的繁殖;然而阴极电场同样也加速了SRB的死亡。在SRB的生长期,X70钢在海洋环境中最佳阴极保护电位为-0.85 V(SCE)。当SRB进入死亡期后,由于SRB代谢出的大量H_2S的存在,阴极极化促进了析氢腐蚀。     

CO_2对X70钢在近中性pH值溶液中硫酸盐还原菌腐蚀行为的影响

对不同CO_2浓度下硫酸盐还原菌(SRB)在近中性pH值(NS4)溶液的生长曲线,以及SRB生长周期对溶液pH值和电导率的影响进行了研究。采用极化曲线、电化学阻抗技术和扫描电镜(SEM)研究了CO_2浓度对X70钢在有菌的NS4溶液中的腐蚀行为。结果表明:CO_2在SRB代谢过程中起到了迟效碳源的作用,使SRB繁殖出现二次生长。SRB新陈代谢消耗了有机碳并释放出无机离子使溶液电导率在SRB对数生长期增加。SRB二次生长期消耗无机碳源(CO_2)和化合物时并不产生新的离子导致溶液电导率下降。SRB生长周期对溶液pH值没有影响,pH值随时间和CO_2浓度增加而略有增加。X70钢在有菌溶液中表面膜层表现出圈状裂纹,随CO_2浓度增加,X70钢在NS4菌液中表面膜层致密性变差。CO_2促进了金属表面点蚀的发展。     

硫酸盐还原菌对X80钢应力腐蚀开裂行为的影响北大核心CSCD

利用动电位极化技术、慢应变速率拉伸试验(SSRT)以及扫描电镜(SEM)等方法研究了大港土壤环境中硫酸盐还原菌(SRB)对X80钢应力腐蚀开裂行为的影响及作用机理。结果表明:与无菌条件下相比,大港土壤模拟溶液中SRB的存在促进了X80管线钢的阳极溶解过程,诱发了金属的点蚀行为,增大了应力腐蚀开裂的机率。大港溶液中SRB数量越多,试样的点蚀电位越低,X80钢的应力腐蚀敏感性越大。当SRB生长4 d时,其菌量最大,此时试样断口形貌仍表现为韧性断裂特征;在SRB不同生长阶段下大港土壤模拟溶液中X80管线钢的应力腐蚀开裂机理为阳极溶解机制。     

硫酸盐还原菌对X80钢应力腐蚀开裂行为的影响

利用动电位极化技术、慢应变速率拉伸试验(SSRT)以及扫描电镜(SEM)等方法研究了大港土壤环境中硫酸盐还原菌(SRB)对X80钢应力腐蚀开裂行为的影响及作用机理。结果表明:与无菌条件下相比,大港土壤模拟溶液中SRB的存在促进了X80管线钢的阳极溶解过程,诱发了金属的点蚀行为,增大了应力腐蚀开裂的机率。大港溶液中SRB数量越多,试样的点蚀电位越低,X80钢的应力腐蚀敏感性越大。当SRB生长4 d时,其菌量最大,此时试样断口形貌仍表现为韧性断裂特征;在SRB不同生长阶段下大港土壤模拟溶液中X80管线钢的应力腐蚀开裂机理为阳极溶解机制。     

SRB 对 X70 钢在土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

采用失重法、SEM、EDS微观分析方法和电化学阻抗技术研究了X70钢在有/无SRB的侵蚀性土壤模拟溶液中的腐蚀行为。结果表明,在无菌介质中,X70钢表面生成不具有保护性的腐蚀产物,其腐蚀速率随浸泡时间的延长而增大;在有菌介质中,钢表面形成致密的生物膜,对界面传质有一定的阻碍作用,从而减轻X70钢的腐蚀。腐蚀产物的吸附及S含量随浸泡时间的延长而增加,使得腐蚀产物膜疏松易脱落,促进了基体的腐蚀。无菌介质中腐蚀产物内层的稳定性与腐蚀产物的沉积及分布有关;而在有菌介质中,多孔的胞外聚合物对活化过程中的质量传输过程有一定阻碍作用。     

X70管线钢在硫酸盐还原菌作用下的应力腐蚀开裂行为

目的油气管输中X70钢的应力腐蚀开裂问题日趋严重,而且土壤环境中微生物腐蚀现象备受关注,因此拟通过实验室模拟土壤环境下X70管线钢的腐蚀,获得高强度管线钢在硫酸盐还原菌作用下的应力腐蚀开裂规律。方法采用自制的应力电化学测试装置,通过慢应变速率拉伸试验(SSRT)对材料的应力腐蚀敏感性进行分析,利用交流阻抗以及扫描电镜(SEM)对断口形貌以及生物膜的成分进行研究。结果当应变速率为5×10~(-7)s~(-1)时,无菌模拟溶液中试样的应力腐蚀敏感性远大于含SRB模拟溶液中试样的应力腐蚀敏感性,SRB的存在对X70管线钢应力腐蚀起到很大程度的促进作用。当应变速率为1×10~(-6)s~(-1)时,SRB对于X70管线钢应力腐蚀敏感性的影响较小,断裂主要由力学因素主导,SRB起辅助作用。结论 X70管线钢在沈阳土壤模拟溶液中具有一定的应力腐蚀敏感性。SRB对于X70管线钢在沈阳土壤模拟溶液中的应力腐蚀起到一定程度的促进作用。     

再生水生物膜作用下Q235B钢的电化学腐蚀特性研究

采用微生物计数法(MPN)、扫描电镜(SEM)、电化学测试技术探究了再生水环境中铁细菌和硫酸盐还原菌生物膜对Q235B钢的电化学腐蚀机理。结果表明,铁细菌(IOB)和硫酸盐还原菌(SRB)生物膜在整个实验过程中抑制了Q235B钢腐蚀过程的发生,然而具体的腐蚀机理随着细菌生长周期的变化而不同;与无菌体系相比,前20 d,Q235B钢电极表面的铁细菌和硫酸盐还原菌及其新陈代谢产物与腐蚀产物络合在一起的混合膜层的物理阻隔作用要比单纯Fe的腐蚀产物要大,使得其在有菌体系中腐蚀电位正移,腐蚀电流密度降低,阻抗值较大,腐蚀过程被抑制;20 d后,由于新陈代谢产物的粘性较大导致无局部腐蚀产物脱落现象,且处于衰亡期的SRB的阴极去极化作用减弱,进而使得阴极Tafel斜率βc较大,电荷转移电阻仍高于无菌体系的值,腐蚀过程继续被抑制。     

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。     

航煤铁细菌对X80钢腐蚀行为的影响

采用失重法、电化学技术以及表面分析技术研究了X80钢在有、无铁细菌(IOB)的模拟航煤积水溶液中的腐蚀行为.结果 表明:IOB的存在加快了X80钢的腐蚀速率.X80钢在有、无IOB的溶液中均发生严重腐蚀,在含有IOB溶液体系的腐蚀速率是无菌溶液体系的两倍多.含IOB的溶液体系中,X80钢试样表面生物膜的致密性与IOB的...     

X80管线钢在硫酸盐还原菌作用下的腐蚀行为

目的 通过实验模拟硫酸盐还原菌（SRB）对X80钢的腐蚀,探究硫酸盐还原菌的腐蚀过程。方法 通过细菌培养实验,计数得到固着SRB和浮游SRB的生长曲线以及溶液中pH值的变化曲线。通过腐蚀电化学测试,研究了SRB对X80腐蚀的影响。通过浸泡实验,获得SRB对腐蚀速率的影响。采用扫描电镜和激光共聚焦显微镜对SRB腐蚀后的表面形貌和最大点蚀深度进行了分析,利用EDS和XPS对腐蚀产物的成分进行了分析。结果 在接种SRB的溶液中,X80钢表面固着的SRB比浮游的SRB多;随着培养时间增长,溶液pH增大。接种SRB环境中,X80钢阻抗和线性极化电阻均小于无菌环境中的值,有菌环境中腐蚀电流密度大于无菌环境中的值。随着浸泡时间增长,最大点蚀坑深度变深。通过EDS能谱分析发现,在含有SRB的环境中,S元素和O元素的含量较无菌环境中高,XPS结果表明,SRB环境中腐蚀产物多为Fe的硫化物。结论 固着SRB使试样表面的铁溶解为铁离子,铁离子与溶液中的硫酸根离子在SRB生命活动的作用下生成铁的硫化物,从而促进了X80钢的腐蚀。     

显微组织对X70钢在含有硫酸盐还原菌的3.5%NaCl溶液中腐蚀行为的影响

通过空冷、水冷和炉冷3种热处理方法得到不同显微组织的X70钢。采用SEM和EDS分析了不同显微组织X70钢在含有硫酸盐还原菌(SRB)的3.5%(质量分数)Na Cl溶液中的腐蚀形貌和腐蚀产物成分。采用动电位极化和电化学阻抗谱技术研究不同显微组织X70钢的电化学行为。结果表明,X70钢的原始组织为铁素体+珠光体;空冷组织为粒状珠光体分布在铁素体晶界上;炉冷组织由片状珠光体和先共析铁素体组成;水冷组织主要由板条状马氏体和少量块状铁素体组成。各热处理条件下试样在有菌介质中浸泡初期表面覆盖一层致密的生物膜,对电极起到了保护作用。水冷和空冷试样表面生物膜在浸泡第8和10 d后破裂,而炉冷和原始试样表面的生物膜完整性则较好;在有SRB的3.5%Na Cl溶液中X70钢炉冷试样的耐蚀性最好,水冷试样的耐蚀性最差。     

硫酸盐还原菌生物膜对HSn70－1AB铜合金电极界面的影响

测试了硫酸盐还原菌(sulfate reducing bacteria,SRB)的生长规律,浸泡初期(前 3d)SRB处于对数增长期,浸泡后期(4 d后)SRB进入稳定生长期.利用AFM技术和EIS电化学方法研究了SRB生物膜对HSn70-1AB铜合金电极界面的影响.AFM分析表明,浸泡后期合金表面生物膜粗糙度较前期有所下降.EIS结果表明,浸泡前3 d,合金表面氧化膜层较为稳定,氧化膜层电容值变化不明显.浸泡7 d后,合金表面氧化膜遭受局部腐蚀,开始出现微孔,粗糙度增加,氧化膜层电容值增大.     

X100管线钢鹰潭土壤模拟溶液中腐蚀行为的研究

采用失重法、线性极化曲线和阻抗谱电化学技术,结合SEM、EDS和XRD研究了SRB+IOB对X100管线钢在鹰潭土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:X100管线钢在无菌环境下的腐蚀为中度腐蚀,腐蚀速率随浸泡时间的增加先减小,后缓慢增大,腐蚀产物主要为Fe_2O_3。有菌(SRB+IOB)环境下浸泡5 d后的腐蚀为严重腐蚀,浸泡17和40 d后的腐蚀为中度腐蚀,腐蚀速率随浸泡时间的增加不断减小,腐蚀产物主要为FeS和Fe_2O_3。X100管线钢在无菌环境下的腐蚀倾向为随浸泡时间的增加不断增大,在有菌(SRB+IOB)环境下为不断减小。腐蚀速率在无菌环境下为先迅速减小后缓慢增大,在有菌(SRB+IOB)环境下为不断迅速减小。SRB+IOB的存在加剧了X100管线钢的腐蚀。     

电弧喷涂Zn和Al涂层在含SRB海水中的腐蚀行为与机理

利用电弧喷涂技术在Q235钢基体上分别制备了Zn、Al涂层,研究涂层在含硫酸盐还原菌(SRB)海水中的腐蚀行为与机理。采用EIS、PC等电化学方法研究Zn、Al涂层在SRB一个生长周期内的腐蚀电化学行为,采用SEM和EDS对浸泡15 d后的涂层表面微观形貌和化学成分进行分析。EIS和PC结果表明,Zn、Al涂层在含SRB海水中的腐蚀速率均表现出先增大后减小的趋势,在整个实验过程中,Zn涂层的腐蚀速率一直大于Al涂层;SEM分析表明,浸泡结束后,Zn涂层表面覆盖了一层由微生物(SRB)和腐蚀产物共同组成的混合膜层,而铝涂层表面的覆盖层主要为生物膜,腐蚀产物较少。EDS结果显示,Zn涂层表面的S元素含量远高于Al涂层,说明SRB的代谢活动对Zn涂层的影响相对较大。