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。     

微生物与磁场作用下管线钢的腐蚀行为研究进展

随着埋地年限的推移,目前已被大量应用于实际管道工程的X80钢等高强度管线钢开始逐批面临着腐蚀的危害.工地常采用的漏磁检测等现代技术在施工后难免会残留剩余磁场,与土壤中微生物和腐蚀性离子等因素一起形成了复杂的腐蚀体系.微生物和磁场作为工地上常见的腐蚀因子,对管道的腐蚀行为有着不同程度的影响.土壤中不同类型的细菌对埋地管线钢的腐蚀机理和腐蚀程度不同,最常见的两种微生物——好氧菌铁细菌(IOB)及厌氧菌硫酸盐还原菌(SRB)对腐蚀影响较为突出,而目前研究学者对IOB的腐蚀机理认识趋于统一,对于SRB的腐蚀机理却有多种假设.人工磁场、漏磁检测等技术已成为新时代的产物,而当前却鲜有针对磁场在工程实际中的相关研究,磁场与微生物共存时的研究也仍处于初期阶段.学术界已通过大量实验研究了SRB与IOB对钢材的腐蚀行为,证实了微生物加速金属腐蚀的假设,同时SRB与IOB共存时,二者的协同作用进一步加剧了金属腐蚀.磁场不仅单方面对金属腐蚀有影响,在微生物存在的情况下,亦对微生物的活性有抑制作用,但在一定的磁场范围内又可通过钢材表面电化学行为及介质内离子流动改变生物膜或钢材表面的特性,进而起到抑制腐蚀的作用.综合已有研究可知,磁场、微生物共存时的腐蚀体系极为复杂,对已有结果进行归纳并展望此领域的研究前景实有必要.本文归纳了两种主要微生物,即厌氧菌硫酸盐还原菌(SRB)、好氧菌铁细菌(IOB)分别与磁场共同作用时对金属腐蚀的机理,总结了学术界关于磁场与硫酸盐还原菌协同作用的研究现状,分析了现有研究尚存在争议的问题和缺陷,并对本领域的未来研究提出新的思路.     

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。     

硫酸盐还原菌腐蚀研究进展

在油田注水系统和工业循环冷却水系统中,硫酸盐还原菌（SRB）是微生物腐蚀（MIC）的主要原因之一。硫酸盐还原菌对金属的腐蚀主要表现在SRB的生长代谢在金属表面形成生物膜,改变了生物膜内微环境,其代谢产物与金属基体相互作用,加速了金属的腐蚀过程。从硫酸盐还原菌的微生物生理学,SRB的腐蚀机理,SRB对材料的腐蚀,SRB腐蚀研究方法和SRB腐蚀防治等几个方面,对微生物腐蚀的近期研究状况进行综述,并展望了微生物腐蚀研究的近期发展趋势。     

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。     

硫酸盐还原菌诱发腐蚀的研究热点

概述了硫酸盐还原菌诱发腐蚀及相关领域的研究现状,包括硫酸盐还原菌的生化、生态特性研究,并着重论述了硫酸盐还原菌诱发腐蚀产物 铁硫化物对腐蚀过程的影响。     

硫酸盐还原菌生物膜在不锈钢腐蚀过程中的作用

为了进一步了解不锈钢在硫酸盐还原菌(SRB)介质中的腐蚀过程,利用原子力显微镜(AFM)探测了海水介质中18-8SS不锈钢表面SRB生物膜的形貌特征以及生物膜下不锈钢表面状态的变化。结果表明:SRB生物膜呈"鳞片"状,并且生长时间越长,膜层越紧密;不锈钢在SRB介质中很容易发生点蚀,但SRB生物膜能为点蚀以外的完好表面提供一定的保护能力。     

海洋硫酸盐还原菌对Q235钢腐蚀行为的影响

采用失重法、开路电位、电化学阻抗谱(EIS)、极化曲线等方法,通过在海洋环境中浸泡不同时间对比分析有无硫酸盐还原菌(SRB)条件下Q235钢的腐蚀电化学特征,研究SRB对Q235钢的腐蚀行为的影响。结果表明,在含SRB的海水中,随着浸泡时间延长,Q235钢的腐蚀电流密度先从7.49mA·cm~(-2)增加至9.77mA·cm~(-2),然后逐渐减小至5.01mA·cm~(-2),最终增加至12.6mA·cm~(-2),且始终小于相同时间下无SRB海水中的腐蚀电流密度,表明SRB的存在抑制了Q235的腐蚀。在含SRB的海水中,Q235钢的腐蚀行为主要由Cl~-和生物膜共同影响。在SRB稳定生长阶段,腐蚀以生物膜抑制为主;在SRB指数生长阶段和衰亡阶段,生物膜抑制作用较弱,以Cl~-促进金属腐蚀为主。     

海洋硫酸盐还原菌对X100钢腐蚀行为的影响

通过测定海水溶液中硫酸盐还原菌(SRB)生长曲线、溶液状态参数、自腐蚀电位、电化学阻抗谱和极化曲线的变化规律,研究了SRB的存在对X100钢在该体系中的腐蚀行为的影响。结果表明:SRB在海水培养基中的一个生长周期可分为快速生长阶段、稳定阶段和衰亡阶段。溶液S2-浓度和氧化还原电位与SRB数目密切相关,X100钢的自腐蚀电位随时间增加呈现先负移、然后正移、最后负移的变化规律;EIS结果表明,在接菌海水中,X100钢的腐蚀速率随着浸泡时间的增加呈现先增大、后减小、再增大的变化趋势;与灭菌海水中的腐蚀相比,X100钢在接菌海水中的腐蚀电流密度降低,腐蚀减弱,其原因是SRB生物膜的存在阻碍了海水与试样表面的直接接触,从而抑制了金属的腐蚀。     

硫酸盐还原菌对船体低合金裸钢腐蚀行为的影响

船体舱室底部存积的油污水为腐蚀微生物的生长繁殖提供了有利条件。为了研究腐蚀微生物硫酸盐还原菌(SRB)对某新型船体低合金钢腐蚀的影响,采用荧光显微技术、失重分析、电化学分析、腐蚀产物成分分析及微区成分分析等手段,研究了取自舱底环境中分离提纯的SRB对船体低合金钢腐蚀行为的影响。结果表明,在SRB腐蚀初期,胞外聚合物(EPS)对全面腐蚀有一定的抑制作用,但随着时间的延长,铁硫化合物层可作为阴极与裸露部位的小阳极发生反应,加上SRB的共同作用,加速局部破裂处的阳极溶解,促进点蚀。在整个浸泡周期内,船体低合金钢在SRB介质中的腐蚀电流密度均大于灭菌介质中的,且年平均腐蚀速率是灭菌介质中的1.36倍。     

Effect of Sulfate-reducing Bacteria on Corrosion Behavior of Mild Steel in Sea Mud

Microbiologically influenced corrosion （MIC） is very severe corrosion for constructions buried under sea mud environment. Therefore it is of great importance to carry out the investigation of the corrosion behavior of marine steel in sea mud. In this paper, the effect of sulfate-reducing bacteria （SRB） on corrosion behavior of mild steel in sea mud was studied by weight loss, dual-compartment cell, electronic probe microanalysis （EPMA）, transmission electron microscopy （TEM） combined with energy dispersive X-ray analysis （EDX） and electrochemical impedance spectroscopy （EIS）. The results showed that corrosion rate and galvanic current were influenced by the metabolic activity of SRB. In the environment of sea mud containing SRB, the original corrosion products, ferric （oxyhydr） oxide, transformed to iron sulfide. With the excess of the dissolved H2S, the composition of the protective layer formed of FeS transformed to FeS2 or other non-stoichiometric polysulphide, which changed the state of the former layer and accelerated the corrosion process.     

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。     

SRB对X70管线钢在喷气燃料中腐蚀行为的影响

目前,关于油水体系中微生物的腐蚀形成过程、腐蚀机理、检测和评价手段、影响因素以及腐蚀控制方法等研究尚不成熟。采用失重法、线性极化曲线和电化学阻抗谱技术,结合扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)研究了X70管线钢在含硫酸盐还原菌(SRB)的喷气燃料中的腐蚀行为。结果表明:X70管线钢在无菌介质中的腐蚀类型为局部腐蚀;在有菌介质中腐蚀比较严重,出现大面积溃疡状腐蚀区域并伴有大量鼓泡现象,浸泡初期腐蚀速率最大,随着浸泡时间的延长,腐蚀仍然在进行,但腐蚀速率有所下降,SRB参与并促进了X70管线钢的腐蚀,加速阴极反应,增大了X70管线钢的腐蚀倾向。     

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。     

国产管线钢的环境开裂性能研究

采用电化学测试和慢应变速率实验(SSRT)研究了国产X70管线钢在近中性pH和高pH溶液中的应力腐蚀破裂(SCC)行为.结果表明,X70钢在高pH溶液和近中性pH溶液中的阳极极化曲线表现出明显的差异:在高pH溶液中有明显的活化-钝化转变而在近中性pH溶液中则无;在近中性pH溶液中,X70管线钢的开裂模式是穿晶型的,具有准解理特征,并且随着外加阴极电位的降低,SCC敏感性增加,氢致破裂占主导;随温度的下降以及溶液中CO2含量的增加,溶液pH值降低,SCC敏感性增加.在高pH溶液中,在阴极极化时,X70钢表现出与在近中性pH溶液中类似的破裂行为和特征,即SCC敏感性随电位降低而增大,裂纹数目少而大,裂纹易扩展;但在阳极极化时,裂纹数目多而小,易萌生但难扩展.在2种溶液中阳极极化时,均存在SCC敏感电位区.