發(fā)布時(shí)間：2022-01-01 18:03

　　微生物腐蝕（MIC）是土壤、海水等環(huán)境中油氣管線的主要腐蝕失效形式之一,對輸送管線的安全可靠性構(gòu)成嚴(yán)重威脅。MIC在石油化工、核電等行業(yè)造成了大量問題,已經(jīng)開始被社會各界列為重點(diǎn)研究項(xiàng)目。然而,MIC涉及菌體細(xì)胞、代謝產(chǎn)物、生物膜與金屬基體間復(fù)雜的化學(xué)及電化學(xué)交互作用,影響因素眾多,腐蝕機(jī)理仍存爭議。本工作針對微生物導(dǎo)致輸油管線嚴(yán)重腐蝕失效的背景,進(jìn)行了X80的硫酸鹽還原菌（SRB）腐蝕機(jī)理以及防護(hù)手段兩個(gè)大方面的研究探索,主要進(jìn)行了三部分的實(shí)驗(yàn)與理論分析。希望為高強(qiáng)度管線鋼的MIC評價(jià)及防護(hù)提供理論依據(jù)與防護(hù)方法。本工作主要采用了掃描電鏡（SEM）、激光共聚焦（CLSM）和金相顯微鏡分析（OM）等表面分析測試技術(shù),結(jié)合了包括線性極化電阻（LPR）、電化學(xué)阻抗譜（EIS）、循環(huán)伏安曲線（CV）和極化曲線（POL）在內(nèi)的多種電化學(xué)分析測試手段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。通過生物膜特征及金屬-介質(zhì)-微生物膜間界面現(xiàn)象來揭示SRB下X80的腐蝕機(jī)理并研究了抗菌涂層Cr-Ni-Mo的防護(hù)性能。具體研究如下:（1）硫酸鹽還原菌（SRB）與膨潤土協(xié)同作用下X80的腐蝕行為;（2）海水中SRB作用下X80焊接接頭... 

【文章來源】：沈陽理工大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

浸泡腐蝕實(shí)驗(yàn)使用的模擬環(huán)境實(shí)驗(yàn)裝置及電化學(xué)測試系統(tǒng)

-16-并通過SEM自帶的能譜儀(EDS)對試樣表面產(chǎn)物進(jìn)行元素分析。之后使用除銹劑(500mL鹽酸+500mL去離子水+3.5g六次甲基四胺)對試樣進(jìn)行腐蝕產(chǎn)物的去除，并使用去離子水清洗干凈，用99%的乙醇清洗并吹干待用，利用SEM觀察去除腐蝕產(chǎn)物之后的腐蝕形貌。3.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.3.1腐蝕形貌分析X80管線鋼在滅菌與接菌兩種模擬環(huán)境中浸泡90天后表面腐蝕形貌的SEM圖像如圖3.1所示。圖3.1X80管線鋼在模擬溶液中浸泡60天以后的SEM圖像(a)(c)接種SRB，(b)(d)滅菌Fig.3.1SurfaceSEMimagesofX80steelafter90d’simmersioninsolutionofbentonite(a)(c)SRB-inoculated,(b)(d)sterile在圖中對應(yīng)地位置Ⅰ、Ⅱ的EDS分析結(jié)果如表3.1所示。圖3.2為接菌試樣表面地元素描掃結(jié)果。從圖中結(jié)果分析可以清晰地看見處于滅菌與接菌環(huán)境中的試樣的表面均覆蓋了膨潤土。圖3.1（a）與圖3.1（c）為接菌環(huán)境中X80試樣表面的微觀形貌，X80表面土壤呈現(xiàn)出蓬松、層片狀、分布散亂的特點(diǎn)，有較大面積的

-17-金屬表面未有土壤附著。層片狀蓬松土壤下面附著著致密嚴(yán)實(shí)的腐蝕產(chǎn)物，其物理形態(tài)特征表現(xiàn)為FeS。FeS是微生物腐蝕的重要特征之一，為生物膜下腐蝕產(chǎn)物，是一種良好的電子導(dǎo)體。致密的FeS膜不僅能夠作為腐蝕電池陰極加速金屬的局部腐蝕，還可以作為SRB細(xì)胞外的胞外電子傳達(dá)導(dǎo)體，為SRB的代謝提供電子傳遞途徑，加速SRB從金屬基體獲取電子的能力，從而加速膜下局部腐蝕。圖3.1（b）與圖3.1（d）為滅菌環(huán)境中X80試樣表面的微觀形貌，滅菌環(huán)境中X80表面附著的膨潤土展現(xiàn)出一種完全不同的形態(tài)，膨潤土以一種無差別性、嚴(yán)密地包裹在金屬的表面上，作為一層隔斷性薄膜隔離開金屬與外界溶液中的侵蝕性離子。造成這種明顯的膨潤土形態(tài)與附著差異的主要原因在于SRB的代謝活動。由于SRB大量繁殖，其代謝活動能夠不僅能夠生成H2S這樣的酸性物質(zhì)，同時(shí)還有生物膜膜下存在的高濃度酸性物質(zhì)，這些物質(zhì)導(dǎo)致了金屬試樣表面的膨潤土發(fā)生了溶解，殘留下了膨潤土中難溶解的部分，同時(shí)SRB生物膜具有很強(qiáng)的絡(luò)合作用，能夠有效地吸附金屬離子與難溶物質(zhì)，所以接菌環(huán)境中試樣表面的土壤表現(xiàn)出層片狀、蓬松、散亂的物理特征。圖3.2接菌模擬環(huán)境中浸泡90天后X80表面腐蝕產(chǎn)物元素面分布圖Figure.3.2SEMimagesanddistributionsofelementsonproductsofthesurfaceofX80steelinSRB-inoculatedbentonite圖3.2為接菌環(huán)境中X80試樣表面的腐蝕產(chǎn)物元素分布。從圖中的元素分布圖結(jié)果分析，金屬表面的腐蝕產(chǎn)物出現(xiàn)了明顯的分層效用，最上層為以元素Al、O、Si為主的膨潤土的成分與少量的氧化鐵腐蝕產(chǎn)物，其質(zhì)地蓬松、分布散亂、零

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3562556