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。     

硫酸盐还原菌对金属的腐蚀作用及其防治

1 硫酸盐还原菌的致腐蚀机理硫酸盐还原菌(Sulfate-ReducingBacteria,简称SRB)是一类以有机物为养料的厌氧性细菌,广泛存在于土壤、海水、河水、地下管道、油气井等处,是主要的环境污染生物指标之一.二十年代初期,May和Bengough就认为,SRB所产生的H_2S对金属的腐蚀起重要的作用.关于它的致腐蚀机理,有如下几点:(1)氢化酶阴极去极化理论.这种理论认为SRB含有一种氢化酶,使它能利用在阳极区产生的氢将硫酸盐还原成H_2S,因此在厌氧电化学腐蚀过程中,它可起到一种阴极去极化剂的作用,从而加速金属的腐蚀.(2)细菌代谢产物去极化理论.这种理论又     

硫酸盐还原菌微生物腐蚀研究进展

本文简单介绍了硫酸盐还原菌(SRB)引起的微生物腐蚀(MIC)的各种机理、环境因素引起的SRB的生长与变异及SRB腐蚀防控措施的研究进展。     

硫酸盐还原菌对碳钢腐蚀的影响

采用失重法,极化曲线法和 SEM 研究了硫酸盐还原菌(SRB)诱导碳钢腐蚀的主要因素。实验结果表明,在 SRB 的代谢过程中,会产生一种挥发性的含磷化合物,它具有一定的腐蚀性,但导致碳钢腐蚀的主要因素是代谢产物中的硫化物,特别是硫化氢,以及在介质中可能大量存在的 Fe~(2 ),它们对腐蚀电化学过程有明显的去极化作用。     

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...     

海洋环境中硫酸盐还原菌的快速测定方法研究

硫酸盐还原菌(SRB)是腐蚀性最强,也是研究最广泛的腐蚀微生物,广泛存在于海洋环境中。SRB的状态与其参与的腐蚀过程密切相关,而SRB状态的快速测定仍是一大难题。SRB种群浓度和代谢活性的快速、准确测定,能够为揭示SRB在腐蚀过程中的作用机理,实现微生物腐蚀状态监测提供理论依据和指导。本文将简要介绍本课题组在SRB种群浓度和代谢活性检测的研究进展,阐述各类方法的优缺点、适用条件及检测性能,为后续SRB状态检测方法的发展及实用化提供参考。     

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。     

三种不同体系的微生物腐蚀及控制

介绍了"水一金属"、"油(水)-金属"和"水-混凝土"三种易发生微生物腐蚀体系的相关腐蚀机理和控制方法,重点阐述了不同体系中硫酸盐还原菌(SRB)的腐蚀过程,并从环境介质的pH值、溶解氧含量、溶液中某些特定离子、生物膜以及微生物之间的相互作用等方面对微生物腐蚀的影响因素进行了论述,并介绍了不同体系微生物腐蚀的控制方法.     

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。     

酸性土壤浸出液中X80钢微生物腐蚀研究:(Ⅱ)腐蚀形貌和产物分析

利用X射线光电子能谱分析(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)研究了X80管线钢在一种酸性土壤浸出液中硫酸盐还原菌(SRB)腐蚀的产物成分和形貌。结果表明,SRB没有改变样品表面腐蚀产物膜的结构,但其生理过程促进了S从氧化态向还原态的转变,并促进了S在腐蚀产物中的沉积;同时代谢产物磷化物也沉积在腐蚀产物中,改变了腐蚀产物的成分。SRB提高了管线钢局部腐蚀的敏感性,使得腐蚀形式从非均匀腐蚀向局部腐蚀转变。SRB代谢产物和细菌/金属间的直接电子转移可能是促进局部腐蚀萌生的主要原因。     

有硫酸盐还原菌存在时J55套管钢的极化行为

在接种硫酸盐还原菌（SRB）的培养基中,通过测量J55钢的极化曲线,分析了SRB对腐蚀过程的影响,结果表明,SRB的代谢产物－H2S对阳极过程和阴极过程影响很大,有显著的去极化作用。     

硫酸盐还原菌（SRB）对管道腐蚀机理及防护措施

针对硫酸盐还原菌（SRB）对燃气管道的腐蚀问题，介绍了硫酸盐还原菌对管道的腐蚀机理及主要影响因素。结合现场实际案例，分析了硫酸盐还原菌(SRB)的腐蚀特征及采取的防护措施。结果表明：通过定期清管、加注杀菌剂、保持合理流速、采用内涂层是有效防控硫酸盐还原菌腐蚀的主要措施。研究结论可为城镇燃气管道的腐蚀防护提供借鉴。     

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。     

弹塑性应力作用下X80管线钢的菌致开裂行为

目的 揭示硫酸盐还原菌（SRB）在管线钢表面裂纹萌生中的作用。方法 采用恒载荷实验装置施加弹性和塑性应力,通过XPS和EDS分析产物成分,利用SEM观察微生物膜形态、管线钢腐蚀形貌,研究弹性和塑性应力作用下管线钢的微生物致裂裂纹萌生和扩展行为。结果 弹性和塑性应力对SRB生长无明显影响。不管是在弹性应力还是塑性应力作用下,SRB生理活动均改变了腐蚀产物的结构,增加了腐蚀产物的硫含量,提高了管线钢局部腐蚀敏感性。与弹性应力作用相比,塑性应力和SRB协同作用对管线钢微裂纹萌生和扩展的影响更大。塑性应力作用下,灭菌和接菌环境中管线钢表面均产生了微裂纹分叉。结论 弹性应力和塑性应力均促进了管线钢的微生物腐蚀过程。塑性应力作用下管线钢菌致开裂更加剧烈,裂纹扩展过程与SRB生理活动有关。     

炼油厂冷却水系统硫酸盐还原菌对316L不锈钢点腐蚀的研究

用开路电位、动电位扫描、电化学阻抗技术和扫描电镜等方法,研究了316L不锈钢在硫酸盐还原菌(SRB)溶液中的腐蚀电化学行为,分析了炼油厂冷却水系统微生物腐蚀的特征及机制.结果表明,在含有SRB溶液中的自腐蚀电位(Ecorr)和点蚀电位(Epit)随浸泡时间的增加而负移,极化电阻(Rp)随浸泡时间的增加而减小;在含有SRB溶液中的腐蚀速率均大于在无菌溶液中;SRB的生长代谢活动影响了316L SS表面的腐蚀过程,使不锈钢表面的钝化膜层腐蚀破坏程度增加,加速了316L SS的腐蚀.     

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。     

硫酸盐还原菌对钢筋混凝土的腐蚀

硫酸盐还原菌(SRB)广泛存在并分布于水体、土壤等环境中,因而与钢筋混凝土设施不可避免地会发生接触。通过研究SRB的生长特征,发现其生长繁殖过程中释放出H2S。H2S与O2结合形成硫酸,引起混凝土腐蚀。通过浸泡挂片试验,并用扫描电镜对腐蚀试样进行分析,发现SRB对钢筋的腐蚀呈现高度局部点蚀。     

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.     

酸性土壤环境中Q235钢的微生物腐蚀行为

采用电化学阻抗谱(EIS)、极化电位扫描等电化学技术和微观形貌观察方法研究含硫酸盐还原菌(SRB)的酸性红壤环境中Q235钢的微生物腐蚀(MIC)行为及对应电化学过程特征。结果表明:酸性红壤环境中,前4 d为环境适应期,期间SRB细菌数量减少,SRB对腐蚀电化学过程没有显著影响;生长期中SRB促使Q235钢的自腐蚀电位和极化电阻降低,腐蚀速率增大;EIS极化电阻测试结果表明,有菌红壤中腐蚀速率约为无菌红壤中的2倍。SRB呼吸代谢活动可与红壤颗粒表层Fe OOH等铁氧化物作用,引起Fe OOH的微生物异化还原,促进Q235钢的腐蚀电化学过程。     

脱硫弧菌引起的铝的微生物腐蚀机理研究

目的揭示培养周期内脱硫弧菌(一种硫酸盐还原菌)引起的铝的微生物腐蚀机理。方法采用细胞计数、荧光显微镜、电子显微镜、X射线能谱仪以及电化学测试等技术,测试并分析铝在硫酸盐还原菌(SRB)培养基中的腐蚀行为和机理。结果培养初期,SRB没有引起铝的腐蚀速率加速。铝电极的线性极化电阻在SRB培养基中的值甚至高于无菌培养基。这是因为生物膜的累积阻碍了基体与溶液介质界面的电子传输。随着培养时间的延长,铝在SRB培养基中的腐蚀速率明显提高。培养7天时,铝电极在SRB培养基中的腐蚀电流比无菌培养基中高3个数量级。结论随着时间的延长,培养基中有机碳源等营养成分消耗过多,导致SRB无法从培养基中获得足够的营养源,进而转向从铝中获取自身呼吸作用所需的能量。同时,由于生物膜的覆盖导致膜下微环境的改变,局部酸性可能较大,进而加速了点蚀的形成。