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动态直流干扰和SRB共同作用下X80钢的腐蚀行为
引用本文:张辉,高博文,闫茂成,李东博,许亚男. 动态直流干扰和SRB共同作用下X80钢的腐蚀行为[J]. 表面技术, 2022, 51(8): 330-341
作者姓名:张辉  高博文  闫茂成  李东博  许亚男
作者单位:中国科学技术大学 材料科学与工程学院,沈阳 110016;中国科学院金属研究所,沈阳 110016
摘    要: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。

关 键 词:X80钢  动态直流干扰  硫酸盐还原菌  微生物腐蚀  阴极保护

Corrosion Behavior of X80 Steel under Dynamic DC Interference and SRB
ZHANG Hui,GAO Bo-wen,YAN Mao-cheng,LI Dong-bo,XU Ya-nan. Corrosion Behavior of X80 Steel under Dynamic DC Interference and SRB[J]. Surface Technology, 2022, 51(8): 330-341
Authors:ZHANG Hui  GAO Bo-wen  YAN Mao-cheng  LI Dong-bo  XU Ya-nan
Affiliation:School of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology of China, Shenyang 110016, China;Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China
Abstract:
Keywords:X80 steel   dynamic DC interference   sulfate reducing bacteria (SRB)   microbial induced corrosion (MIC)   cathode protection
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