硫酸盐还原菌作用下X60管线钢的腐蚀穿孔机制

地下管线服役期内发生穿孔失效将会造成严重的安全事故及巨大的经济损失。某厂X60钢管线埋地一年后,7.1mm厚的管身出现蚀孔漏气现象。通过现场调研及SEM、XRD取样分析,研究了管壁穿孔失效的腐蚀机制。结果表明:蚀孔全部呈直线状分布于管底,蚀孔附近的腐蚀产物表面含有大量硫、氯元素;EDS及XRD分析确认腐蚀产物为硫铁化合物;钢管内壁基体侧氧化铁皮中含有大量FeO(OH)腐蚀产物。综合现场腐蚀环境、腐蚀形貌及腐蚀产物的详细分析,明确了蚀孔产生的原因为硫酸盐还原菌造成的微生物腐蚀,结合腐蚀特点及现场情况提出了改进措施。     

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。     

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     

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...     

L245管线钢及焊缝在硫酸盐还原菌环境下的腐蚀行为研究

目的 通过实验模拟硫酸盐还原菌对L245钢及焊缝的腐蚀行为,探究硫酸盐还原菌对母材和焊缝的腐蚀过程及差异.方法 采用静态浸泡法研究了L245管线钢及焊缝在硫酸盐还原菌(SRB)条件下的3个不同浸泡时段的腐蚀行为.通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、聚焦离子束显微镜(FIB-SEM)和激光共聚焦显微镜(CLSM)等...     

土壤环境中管线钢硫酸盐还原菌腐蚀

腐蚀是世界各国共同面临的问题之一,每年因腐蚀造成的经济损失占全国GDP的3%~5%,其中土壤腐蚀约占总腐蚀的20%。金属的土壤腐蚀是一种自发的冶金逆过程,它不仅会导致埋地金属构筑物腐蚀破坏,还会引发管线泄漏、燃烧和爆炸等事故,给社会带来巨大的经济损失和社会危害。微生物腐蚀是埋地管线钢腐蚀的重要腐蚀类型之一,其中以硫酸盐还原菌引起的腐蚀最为严重。从环境因素、材料因素和微生物因素三个方面,对土壤环境中管线钢硫酸盐还原菌腐蚀进行了简要概述。埋地管线钢微生物腐蚀研究最多的是环境因素的影响,包括土壤类型、土壤含水量、土壤阴离子、化肥、农药、土壤宏电池和剥离涂层。材料因素的研究多集中在阴极保护、外加应力和杂散电流等因素的影响。相比前两种影响因素,微生物因素最为复杂,也是研究最少的一个方面。微生物因素的研究是一个全新的研究领域,包括膜内生物酶的影响以及膜内电子传递等。今后一段时间,埋地管线钢微生物腐蚀仍以环境和材料因素等多因素的耦合作用为主要研究方向。     

海水中硫酸盐还原菌作用下Q235钢表面腐蚀产物的形成和转化

用扫描电镜、电子探针、透射电镜及能谱仪等分析手段,研究了Q235钢在含有硫酸盐还原菌的海水中表面腐蚀产物的形成和转化。研究表明,硫酸盐还原菌首先在钢表面附着,随着细菌生命代谢活动的进行,最初的腐蚀产物由球形的（水合）氧化铁转化为海绵状的球形铁硫化物。腐蚀产物中存在FeS单晶。     

X80管线钢在洛阳土壤中的电化学腐蚀行为研究

采用电化学测试、SEM及EDS微观分析等方法,对X80管线钢在洛阳水饱和土壤中的电化学腐蚀行为进行了研究.结果表明.在洛阳水饱和土壤中,随腐蚀时间延长,X80钢腐蚀趋势和腐蚀速率均明显增大,局部腐蚀面积和深度不断增加,腐蚀程度加剧,腐蚀机理为氧浓差腐蚀电池和局部腐蚀自催化效应,腐蚀速度主要受氧扩散过程控制;EIS图谱具有双容抗弧与Warburg阻抗特征,电荷传递和扩散传质的阻力随时间越来越大,而结合层电阻明显减小,腐蚀产物主要为铁的氧化物、硫化物和土壤中盐类的混合物.     

硫酸盐还原菌腐蚀的微生物防治研究进展

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探讨.     

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。     

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。     

X80钢在干湿交替与水饱和哈密土壤环境下的腐蚀行为

目的揭示X80钢在干湿交替与水饱和哈密土壤环境下的腐蚀行为与规律。方法采用失重实验和电化学测试分析腐蚀速率与阴阳极电化学过程的变化规律,利用金相分析观察母材和焊缝的组织特征,通过SEM、EDS、XRD等微观分析手段观察腐蚀产物形貌、元素含量与物相组成,从而研究干湿交替与水饱和土壤环境对X80钢腐蚀行为的影响。结果 X80钢在干湿交替环境下的腐蚀速率是水饱和下的2～3倍,其在干湿交替与水饱和哈密土壤环境下的腐蚀产物物相均由Fe3O4、FeOOH、FeS所构成。X80钢在干湿交替环境下,表面的腐蚀产物膜出现大量凹坑与裂隙,使O2在试样表面分布不均,形成氧浓差电池,并且该凹坑与裂隙有利于腐蚀性离子进入,加剧局部腐蚀。在同一环境下,由于焊接接头各区域组织差异引起的微电偶腐蚀,X80钢焊缝的腐蚀速率明显高于母材。结论干湿交替环境与土壤中大量存在的Cl-显著加速了X80钢母材及焊缝的局部腐蚀,且X80焊缝耐蚀性明显低于母材,其腐蚀机理均为氧浓差电池和局部腐蚀自催化效应共同作用,腐蚀形态也由以全面腐蚀为主(水饱和环境)转变为以点蚀+溃疡状腐蚀为主(干湿交替环境)。     

交流杂散电流对X80管线钢腐蚀行为的影响

采用失重法研究了不同电流密度(0～200 A/m2)的交流杂散电流对X80管线钢腐蚀的影响,并且采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和能谱仪(EDS)观察分析X80管线钢腐蚀后基底的微观形貌以及腐蚀产物的表面形貌、结构组成和物相成分.结果表明,随着交流杂散电流密度的增加,X80钢的腐蚀速率先是缓慢增大,随后快速增大,最后增大趋势减缓,并不会无限制增大.腐蚀产物分为两层,外层是红棕色的Fe2 O3和棕黄色的FeOOH混杂在一起的疏松多孔的结构,内层是黑色的Fe3O4形成的致密结构.低电流密度时,腐蚀形式主要是均匀腐蚀;高电流密度时,腐蚀形式转变为局部腐蚀.     

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。     

氢对X80钢焊接接头在近中性pH值溶液中腐蚀行为的影响

采用动电位极化和电化学阻抗技术研究了电化学充氢后X80钢母材和焊缝在近中性pH值溶液中的电化学行为,并结合光学显微镜对试样充氢前后的形貌进行了观察,测量了母材和焊缝的放氢量。结果表明,电化学充氢并没有改变钢的组织结构;相同电化学充氢条件下,焊缝比母材吸收更多的氢。在近中性pH值溶液中,未充氢时母材比焊缝有更好的耐蚀性能。充氢促进母材和焊缝在近中性pH值溶液中的阳极溶解。随充氢时间增加,母材和焊缝的自腐蚀电位负移,腐蚀电流增大,腐蚀产物膜电阻和极化电阻减小,母材与焊缝电化学腐蚀行为均加剧。充氢后焊缝中位错缺陷浓度高,对氢起钉扎作用的,使焊缝的耐蚀性大于母材。     

X80管线钢在高矿化度油田采出液中的腐蚀行为

利用高温高压釜动态模拟实验,采用失重法研究了含水率和CO₂分压对X80管线钢在油水混合物中腐蚀速率的影响;利用扫描电镜 (SEM)、能谱 (EDS) 和X射线衍射技术 (XRD) 等技术手段表征腐蚀产物表面形貌、清理腐蚀产物后试样的表观特征和腐蚀产物成分。结果表明：随着含水率的增加,X80钢的腐蚀速率单调增加;X80钢的腐蚀速率随CO₂分压的增加而增加,分压为1.5 MPa时,产物膜最致密;X80钢在油水混合物中的腐蚀产物主要由FeCO₃构成;CO₂分压一定时,总压的改变对X80钢的腐蚀程度影响较小。     

交流电对X80钢腐蚀行为影响研究

目的 明确交流电对X80钢的腐蚀电化学动力学参数、腐蚀发展历程和腐蚀速率的影响规律。方法 利用交流电流密度作用下X80钢试样的动电位极化测试,分析交流电对X80钢腐蚀电化学动力学参数的影响。搭建室内腐蚀质量损失模拟试验,并对试验过程中试样的阴极保护和交流干扰参数进行监测,分析交流电对X80钢试样腐蚀速率、扩散电阻和直流电流密度的影响规律。利用拉曼光谱测试和微观形貌相结合的方法,对交流电作用下X80钢试样的腐蚀形貌和腐蚀产物成分变化过程进行分析。结果 交流电使X80钢的自腐蚀电位负向偏移,交流电流密度小于100A/m²时,负移幅度随交流电流密度的增加而明显增大;交流电流密度大于100A/m²时,腐蚀电位则整体接近。自腐蚀电流密度呈现同样的规律,阴极和阳极塔菲尔斜率无明显变化。试样极化电位从–0.428 V（vs. SCE）负移至–0.928 V时,面积为6.5、1.0 cm²试样的扩散电阻分别从约0.063、0.048?·m²减小至0.051、0.036?·m²。交流电流密度从0...     

离子渗氮对 X80 管线钢在碱性土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

目的对X80管线钢表面进行离子渗氮处理,研究其渗氮层在库尔勒土壤模拟溶液中浸泡30,60,90 d的腐蚀性能及规律。方法通过动电位极化和交流阻抗谱分析X80管线钢渗氮层对腐蚀性能的影响,采用SEM,XRD和EDS技术对腐蚀产物膜的表面形貌和组成成分进行分析测试。结果随着腐蚀时间的增加,渗氮X80钢的自腐蚀电流密度减小到1.33μA/cm2,自腐蚀电位增加至-225 m V,腐蚀速率显著减小;腐蚀产物主要为Fe2O3,Fe O(OH),Fe(OH)3和Fe3O4。结论浸泡相同时间,离子渗氮试样的自腐蚀电位更正,自腐蚀电流密度降低1个数量级,电荷转移电阻增大2个数量级,比原始X80管线钢更耐蚀。     

X65管线钢在模拟土壤中的腐蚀行为

以华南某地酸性土壤为参考土壤体系,采用硅藻土模拟土壤实验室加速腐蚀法,应用X射线衍射仪、扫描电镜、电化学工作站等系统研究了X65管线钢在模拟土壤腐蚀环境介质中埋地腐蚀不同周期的腐蚀行为。结果表明:在该模拟土壤环境中X65管线钢表面腐蚀形貌由不均匀的点蚀发展为较为均匀的全面腐蚀,电化学极化曲线表现为阳极活化控制,自腐蚀电位出现正移,腐蚀产物主要由α-FeOOH、Fe_3O_4、Fe_2O_3等组成。