微生物对碳钢海水腐蚀的影响
微生物在海水、海底沉积物及腐蚀产物中广泛分布，它们能影响金属在海水环境中的腐蚀，对钢铁腐蚀的影响尤其严重。海水中钢铁的微生物腐蚀引起了研究者的极大关注。与温度、溶解氧含量、流速、盐度、pH等海水环境因素相比，微生物对钢的腐蚀的影响要复杂的多。微生物污损的种类数量、与钢表面的空间关系、对腐蚀的影响程度、作用机制等都是随暴露时间变化的。
本文通过在海水中现场挂样，检测了碳钢内锈层中的硫酸盐还原菌(SRB)、异养菌、铁细菌和硫氧化菌的数量，用SEM观察了内锈层中腐蚀性细菌的形态和分布，并测定了内锈层中的FeS含量。讨论了内锈层中微生物对碳钢海水腐蚀的影响。分析了碳钢内锈层中的微生物及其腐蚀与大型生物、锈层、温度等的关系。碳钢在海水中暴露1～120个月，内锈层中有大量的硫酸盐还原菌聚集，同时有不同数量的异养菌、铁细菌和中性硫氧化菌存在；内锈层中有高含量的FeS，并随暴露时间的延长而增加。在青岛、榆林海水中暴露1个月，碳钢的腐蚀已经受到微生物，尤其是SRB，的显著影响。
将碳钢暴露在现场海水和室内模拟海水中，分别制备有微生物和无微生物的试样。暴露不同时间(1～340天)后提取试样，观察了碳钢在不同腐蚀阶段的腐蚀形貌。用腐蚀电位测量、弱极化测量、动电位极化曲线和交流阻抗谱测试等技术，研究了碳钢在海水中的腐蚀行为和腐蚀机制及变化。腐蚀性微生物(主要是内锈层中的SRB)改变了碳钢在海水中的腐蚀机制、加速它的腐蚀速度，造成了碳钢在海水中的腐蚀速度随时间的变化趋势与在模拟海水中不同。腐蚀初期，碳钢在海水和模拟海水中的腐蚀速度差别不大；暴露30天后，碳钢在海水中的腐蚀速度高于在模拟海水中的腐蚀速度，随暴露时间延长，碳钢在两种介质中的腐蚀速度差别(比值)呈增大的趋势。随着钢／锈层界面的腐蚀性微生物(主要是SRB)数量、代谢产物及其反应产物(如H<,2>S、FeS)的增加，当其加速腐蚀作用大于锈层阻碍氧扩散引起的减缓腐蚀作用时，碳钢的腐蚀速度呈现出上升的趋势。
另外，还在实验室内培养了SRB，研究了碳钢在生物膜下的腐蚀行为。浸泡初期，在碳钢表面形成了较为致密的FeS保护膜，因而腐蚀过程受到抑制，随着细菌的代谢活动旺盛，在碳钢表面生成疏松的腐蚀产物膜，不再具有保护性，从而加剧了碳钢的腐蚀。
微生物;腐蚀;碳钢;海水;硫酸盐;还原菌
中国海洋大学
硕士
海洋化学
杜敏;黄桂桥
2006
中文
Q939.98;P734.2
65
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）