海洋微生物腐蝕316不銹鋼行為的研究.pdf

1、海洋環(huán)境中金屬材料的微生物腐蝕(MIC)是一個嚴重的問題，涉及到巨大的安全隱患和經濟效益。隨著人們對海洋的廣泛開發(fā)和利用，海洋環(huán)境海底輸送管線、海上采油平臺、海底采礦設備等金屬材料構建物的MIC引起了人們廣泛的關注。海洋環(huán)境下金屬材料的MIC是一個復雜的過程，其腐蝕發(fā)生機制及對金屬材料腐蝕的影響程度仍然不確定，因而，研究涉海材料表面微生物膜的成膜規(guī)律、結構特點以及生物膜和電化學行為之間的關系，對于理解微生物腐蝕特殊機制，發(fā)展金屬材料在海

2、洋環(huán)境中的應用至關重要。 本文采用微生物學方法、表面分析技術和電化學方法對316不銹鋼材料在海洋混合微生物培養(yǎng)基介質和無微生物培養(yǎng)基介質中不同培養(yǎng)周期的腐蝕行為進行對比實驗，研究了316不銹鋼表面附著微生物膜的形成規(guī)律、微生物膜和膜內微生物的生理活動對金屬電化學行為的影響。 用最大可能菌數(shù)法(MPN)測定了培養(yǎng)基中細菌數(shù)量，繪制細菌生長曲線，得到了海水混合微生物的生長規(guī)律(分為四個生長周期：遲緩期、對數(shù)生長期、穩(wěn)定生長期

3、、衰亡期)。TEM結果顯示培養(yǎng)基中的微生物以二元式分裂法生長繁殖，得到四種形態(tài)細菌。AFM研究了在有菌介質中浸泡不同時間的不銹鋼表面生物膜的形成及分布，隨著時間的增加，微生物膜增厚但分布不均且不完整，易形成腐蝕微電池，裸露金屬作為陽極而發(fā)生嚴重的局部腐蝕。SEM觀察到316不銹鋼在有菌培養(yǎng)基介質中浸泡60d后形成疏松的生物膜，生物膜下出現(xiàn)了局部腐蝕坑且向縱深發(fā)展。 金屬表面生物膜產生的生物膜/金屬之間的環(huán)境和溶液介質中的環(huán)境是根

4、本上不同的，用自腐蝕電位，極化曲線和電化學阻抗譜的電化學特征有效的評測了316不銹鋼海洋微生物作用下的腐蝕行為和腐蝕機制的變化。自腐蝕電位表明，不銹鋼在有菌和無菌情況下的自腐蝕電位變化規(guī)律不同，有菌介質中的自腐蝕電位經歷了先負移后正移最后趨于穩(wěn)定的變化趨勢。極化曲線表明了微生物膜沒有改變電極陰極的極化類型和控制步驟，氧擴散控制陰極過程。對比無菌環(huán)境，有菌環(huán)境中不銹鋼電極陰極電流密度增大，陰極去極化作用明顯，腐蝕電位負移。微生物的存在使鈍