阴离子和硫酸盐还原菌作用下管线钢腐蚀行为的研究进展

近年来,在油气输送过程中,管线泄漏事故屡次发生,这不仅会威胁管线的安全运行,而且会造成环境的污染和巨大的经济损失。腐蚀是造成管线泄漏事故的主要原因。管线钢被广泛地铺设于土壤或海底等环境中,而这些环境通常具有十分复杂的腐蚀特性,如腐蚀性阴离子、微生物、温度、溶解氧、pH值等多种因素都会对管线钢的腐蚀造成影响。因此,在这些因素的共同作用下,管线钢的腐蚀问题不可避免。其中阴离子和硫酸盐还原菌(Sulfate-reducing bacteria,SRB)是造成管线钢腐蚀最主要的因素。在管线钢服役环境中,可能存在Cl~-、SO_4~(2-)、CO_3~(2-)、NO_3~-、S~(2-)等腐蚀性阴离子,其中Cl~-与SO_4~(2-)最为普遍,相关研究较为充分。有关Cl~-对管线钢腐蚀影响规律的研究结果较统一,即随着Cl~-浓度的升高,管线钢的腐蚀速率加快。而有关SO_2-4对管线钢腐蚀的影响规律,目前的观点尚不统一。此外,研究者们在SRB对管线钢腐蚀行为影响方面也做了大量的研究工作。部分研究结果表明,SRB的新陈代谢会加速管线钢腐蚀,还有研究认为SRB会在管线钢表面生成生物膜保护金属,减缓管线钢腐蚀的发生。如今,研究者们意识到管线钢腐蚀的影响因素是多种环境因素共同作用的结果,不能取决于单一环境因素。因此,阴离子与SRB的协同作用对管线钢腐蚀行为的影响成为了目前学术界的研究焦点。研究发现,当阴离子与SRB共同存在时,阴离子会改变SRB的活性,进而影响管线钢的腐蚀行为。目前研究主要集中于Cl~-与SRB共存时,Cl~-浓度反映介质中的盐度,盐类可以通过改变微生物水中的渗透压,影响细菌物质运输,从而改变微生物活性。当腐蚀介质中Cl~-含量较高时,SRB的生长繁殖会被抑制,大部分SRB细胞脱水死亡,不会发生明显的微生物腐蚀,但在Cl~-含量不高且适宜SRB生长的环境中,SRB会与Cl~-共同作用,导致金属发生明显的微生物腐蚀。本文分别综述了阴离子与SRB对管线钢腐蚀行为的影响,总结了SRB与阴离子的协同作用对管线钢腐蚀行为影响的研究现状,提出了当前研究的缺陷与不足并对未来的研究进行了展望。     

X80管线钢在含硫酸盐还原菌的土壤环境中的应力腐蚀开裂行为研究进展

X80管线钢因具有高强度、高韧性、抗脆断等性能,已成为现代油气运输中应用最为广泛的钢材之一。X80管线钢在埋地土壤环境中不可避免地受到应力和SRB(Sulfate-reducing bacteria)的共同作用,近年来有关X80管线钢在含SRB的土壤环境中的应力腐蚀开裂已成为一个研究重点。综述了应力腐蚀开裂和SRB腐蚀的影响因素,总结了关于应力和SRB协同作用对X80管线钢腐蚀行为影响的研究现状,分析了现行研究的缺陷和不足,并针对这些问题对今后的研究进行了展望。     

舰船微生物腐蚀研究进展

在舰船的舱底积水和海水管系中，微生物腐蚀是重要的腐蚀形式之一。在众多的微生物中以硫酸盐还原菌（SRB）的腐蚀最为严重，主要表现为微生物的生长代谢在金属表面形成生物膜，改变了生物膜内的微环境，其代谢产物与金属基体相互作用，加速了金属的腐蚀过程．文中从微生物的生理学、腐蚀机理等角度，对舰船材料的腐蚀危害、微生物腐蚀研究方法和腐蚀防治措施以覆微生物腐蚀的近期研究状况等几个方面进行了综述，并展望了微生物腐蚀研究的发展趋势．     

生物膜作用下管线钢应力腐蚀开裂行为研究进展

生物膜是一种依附于载体表面的特殊微生物聚集体,它的存在会创造异样的表面环境从而影响管线钢的应力腐蚀。近年来,管线钢在生物膜作用下应力腐蚀开裂行为已经成为学界的一个研究重点。本文综述了生物膜的形成和应力腐蚀开裂行为的机理及其影响因素,总结了关于生物膜和应力协同作用下管线钢应力腐蚀开裂行为的研究现状,分析了当前研究中存在的不足并作了展望。     

海滨盐碱土壤中硫酸盐还原菌对X100管线钢腐蚀行为的影响

为了进一步明确X100管线钢在含硫酸盐还原菌(SRB)海滨盐碱土壤中的耐蚀性,采用表面分析技术、电化学技术和失重法,研究了SRB对X100管线钢腐蚀过程与行为的影响。结果表明:X100管线钢在有无SRB海滨盐碱土壤中的腐蚀均属于中度腐蚀,无SRB时腐蚀产物主要为Fe_2O_3,Fe_3O_4和γ-Fe O(OH),有SRB时腐蚀产物主要为Fe_2O_3,Fe_3O_4,α-Fe O(OH)和Fe7S8;SRB代谢形成的活性生物膜影响了X100管线钢的腐蚀行为,随着腐蚀时间的增加,SRB可在X100管线钢表面形成由微生物膜与腐蚀产物结合的膜,其更加致密,对腐蚀传质具有物理阻碍作用,可以减缓X100管线钢的腐蚀;无SRB菌时X100管线钢表面的腐蚀产物疏松多孔并分布有裂纹,且对基体的保护作用差,其腐蚀速率大于有SRB时的值;SRB的代谢活动抑制了X100管线钢的腐蚀。     

SRB腐蚀与生物矿化作用的研究进展

本文重点介绍了硫酸盐还原菌的生物矿化作用、腐蚀机理以及两者的交互作用方面的研究现状,并展望了硫酸盐还原菌生物矿化及其腐蚀研究的发展趋势。     

细菌的变异及其腐蚀行为的研究

针对介质ｐＨ值的变化对硫酸盐还原菌（ＳＲＢ）的影响，研究了在不同ｐＨ值介质中ＳＲＢ的变异规律及变异菌对碳钢腐蚀的影响。结果表明，耐酸菌和耐碱菌的活性均比原始菌弱；变弱菌及原始菌的腐蚀对比试验表明，耐碱菌对碳钢腐蚀最严重，其次是耐酸菌，两者均大于原始菌。     

生物膜作用下管线钢应力腐蚀开裂行为研究进展

生物膜是一种依附于载体表面的特殊微生物聚集体,它的存在会创造异样的表面环境从而影响管线钢的应力腐蚀.近年来,管线钢在生物膜作用下应力腐蚀开裂行为已经成为学界的一个研究重点.本文综述了生物膜的形成和应力腐蚀开裂行为的机理及其影响因素,总结了关于生物膜和应力协同作用下管线钢应力腐蚀开裂行为的研究现状,分析了当前研究中存在的不足并作了展望.     

X100管线钢在含SRB的盐碱土壤溶液中的SCC行为

为证实SRB对X100管线钢在土壤中应力腐蚀行为的影响,采用慢应变速率拉神(SSRT)实验和SEM研究了X100管线钢在含有SRB的海滨模拟盐碱土壤溶液的应力腐蚀开裂行为.结果表明:X100钢母材和焊缝在无菌的海滨模拟盐碱土壤溶液的断裂模式为穿晶+沿晶SCC混合断裂,而在有菌的海滨模拟盐碱土壤溶液的断裂模式为穿晶SCC断裂;且X100钢母材和焊缝在无菌的海滨模拟盐碱土壤溶液中的SCC敏感性高于有菌时的,说明SRB的存在抑制了X100钢的脆变,导致X100钢的SCC敏感性降低.     

X65管线钢在沉积物下腐蚀与缓蚀剂作用效果

通过电化学阻抗谱和动电位扫描法研究X65管线钢在含氧氯化钠溶液中沉积物对电化学参数的影响。采用电阻法(ER)结合零电阻电流计(ZRA)研究X65钢在沉积物覆盖下的电偶腐蚀行为与不同浓度有机膦缓蚀剂的作用效果。结果表明:X65钢在SiO_2沉积物覆盖时腐蚀电位负移,腐蚀速率降低。当有沉积物覆盖与无沉积物覆盖的电偶试片相连时,X65钢在沉积物下发生阳极极化,阳极电偶电流密度在18h内由120μA/cm~2衰减到50μA/cm~2并保持稳定。依次加入5×10~(-5),8×10~(-5)和3×10~(-4)浓度的PBTCA后,电偶电流在最高升至1300μA/cm~2后逐渐下降并稳定在610μA/cm~2附近,沉积物下X65钢腐蚀速率达到6.11mm/a,PBTCA加速了X65钢在含氧溶液中沉积物下的腐蚀。通过对试片表面进行观察,沉积物下X65钢表面发生了严重的局部腐蚀。     

辽河油田原油输送温度对管线钢内壁腐蚀行为的影响

为了探究高强度钢与低碳钢在原油输送过程中腐蚀性的差异,采用动电位极化和电化学阻抗技术,并结合金相显微镜,研究了辽河油田不同原油输送温度对X70钢和Q235钢电化学腐蚀行为的影响规律。结果表明:2种管线钢在原油中的极化曲线均呈活化溶解特性;当温度变化范围为40~70℃时,随着输油温度的升高,X70钢和Q235钢的腐蚀速率均增大,腐蚀现象越来越显著;相同温度条件下,X70钢的腐蚀速率明显低于Q235钢,X70钢在辽河油田原油中的耐蚀性优于Q235钢。     

温度对X90管线钢及其焊缝电化学腐蚀性能的影响

为了明确X90钢的腐蚀变化规律,利用电化学阻抗技术(EIS)和动电位极化测试技术,研究了X90管线钢母材及其焊缝在不同温度下的电化学腐蚀行为。结果表明:在不同温度下,随着温度的升高,X90管线钢母材及其焊缝越容易发生腐蚀,电化学阻抗逐渐减小;母材与焊缝相比,焊缝在溶液中更容易发生腐蚀,且电化学阻抗值小于母材的。     

X80管线钢在CO_3~(2-)、HCO_3~-及Cl~-协同作用下的腐蚀行为

目前,有关土壤介质中管线钢腐蚀的研究仅局限于单一环境因素的影响,环境因素协同作用的报道较少。通过正交试验法和动电位扫描技术对X80管线钢在高p H值模拟溶液中CO_3~(2-)、HCO_3~-及Cl~-等因素协同作用下的腐蚀行为进行研究。结果表明:CO_3~(2-)、HCO_3~-及Cl~-等因素的共同作用对X80钢腐蚀行为的影响较大;当CO_3~(2-)浓度由0.03 mol/L增大到0.09 mol/L时,X80钢的腐蚀电流密度逐渐增大,当CO_3~(2-)浓度为0.09 mol/L时,试样的腐蚀电流密度达到55.69μA/cm~2;随Cl~-浓度的不断降低,试样的腐蚀电流密度明显减小;随HCO_3~-浓度的升高,试样的腐蚀电流密度呈逐渐增大的趋势;HCO_3~-浓度对X80钢的腐蚀性影响最大,而CO_3~(2-)浓度对金属腐蚀性的影响最小。     

腐蚀产物膜对X80钢在库尔勒土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

采用扫描电镜和X射线衍射对X80钢在库尔勒土壤模拟溶液中浸泡1个月后的表面腐蚀产物膜进行观察和测试,通过动电位极化和交流阻抗等电化学方法研究了腐蚀产物膜对X80钢腐蚀行为的影响.结果表明:腐蚀产物膜明显加速了X80钢在模拟溶液中的阴极还原过程,腐蚀也由原来的活化控制转变为扩散过程控制.腐蚀产物膜可分内外两层,外层产物膜由Fe2O3,Fe(OH)3和FeO(OH)组成,疏松,易脱落,没有保护作用.内层产物膜为Fe3O4,与基体结合得虽然较为紧密,但存在着微裂纹和微小孔洞等缺陷,这些缺陷增大了阴极还原的有效面积,减少了荷电离子的传输阻力,促进了腐蚀微电池的形成,从而使覆盖有腐蚀产物膜的X80钢表现     

管线钢在含硫原油中的腐蚀行为研究

为解决部分在役管线设计初未考虑输送含硫原油带来的腐蚀问题,利用高温高压反应釜模拟含硫原油运输管线的腐蚀环境,通过室内试验研究X52、X65 2种管线钢在不同种类原油、不同温度、不同流速、不同压力、不同含水率、不同缺陷中的腐蚀行为。采用扫描电子显微镜观察、分析2种管线钢腐蚀前后的变化,利用最严重腐蚀工况处的腐蚀速率估算管线有效输送年限。结果表明：随硫含量、温度、流速、含水率、缺陷面积5类因素值的增加,X52、X65 2种管线钢在含硫原油中的腐蚀速率显著增大,但压力因素的变化对X52、X65管线钢的影响较小;在相同试验条件下,X65管线钢均表现出优于X52管线钢的抗蚀性能,估算X52管线钢的有效输送年限显著低于X65管线钢的。     

镀锌钢腐蚀行为的研究进展

镀锌是保护钢铁腐蚀最经济有效的方法之一,研究镀锌钢在不同环境中的腐蚀规律、腐蚀机理和腐蚀特性显得尤为重要。综述了镀锌钢发生电化学腐蚀的基本原理及其在大气、海水和钢筋混凝土介质中的腐蚀行为,同时叙述了pH值、温度和cl-等环境因素对镀锌钢腐蚀性能的影响。