TFT ITO腐蚀原因
在液晶显示行业即LCD和LCM行业，COG工艺过程及产品经常会有腐蚀现象发生，也有许多工厂称之为电刻蚀。据调查，无论国内还是国外LCD行业都有不同程度的腐蚀现象存在，因为腐蚀问题，许多工厂损失巨大，单一生产COG产品的国外工厂出现腐蚀问题后损失可达百万人民币，同时此种现象不受控，工厂生产时有时一粒也不出，但有时比例高达100％。
如果对COGLCD做高温高湿实验，实验条件60℃,90％RH,腐蚀现象会更加明显且容易出现，从而利用这一实验条件可以对控制的效果进行评估和验证。
一、物质产生腐蚀的原因有哪些呢？
腐蚀是工业上普遍存在的一种缺陷，尤其是在管道，建筑等等方面，COG类LCD电极腐蚀也属于这一范畴,根据腐蚀的理论，腐蚀的原因主要有以下几个方面：
1、电化学腐蚀
金属材料与电解质溶液接触，通过电极反应产生的腐蚀。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。在反应中，金属失去电子而被氧化，其反应过程称为阳极反应过程，反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物（或金属难溶盐）；介质中的物质从金属表面获得电子而被还原，其反应过程称为阴极反应过程。在阴极反应过程中，获得电子而被还原的物质习惯上称为去极化剂。
在均匀腐蚀时，金属表面上各处进行阳极反应和阴极反应的概率没有显著差别，进行两种反应的表面位置不断地随机变动。如果金属表面有某些区域主要进行阳极反应，其余表面区域主要进行阴极反应，则称前者为阳极区，后者为阴极区，阳极区和阴极区组成了腐蚀电池。直接造成金属材料破坏的是阳极反应，故常采用外接电源或用导线将被保护金属与另一块电极电位较低的金属相联接，以使腐蚀发生在电位较低的金属上。
2、吸氧腐蚀
金属在酸性很弱或中性溶液里，空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀，叫吸氧腐蚀．例如钢铁在接近中性的潮湿的空气中腐蚀属于吸氧腐蚀，其电极反应如下：
负极（Fe）：Fe-2e=Fe2+
正极（C）：2H2O+O2+4e=4OH-
钢铁等金属的电化腐蚀主要是吸氧腐蚀．
3、析氢腐蚀
在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气，这种腐蚀叫做析氢腐蚀。在钢铁制品中一般都含有碳。在潮湿空气中，钢铁表面会吸附水汽而形成一层薄薄的水膜。水膜中溶有二氧化碳后就变成一种电解质溶液，使水里的H+增多。是就构成无数个以铁为负极、碳为正极、酸性水膜为电解质溶液的微小原电池。这些原电池里发生的氧化还原反应是
负极（铁）：铁被氧化Fe-2e=Fe2+；
正极（碳）：溶液中的H+被还原2H++2e=H2↑
这样就形成无数的微小原电池。最后氢气在碳的表面放出，铁被腐蚀，所以叫析氢腐蚀。
4、应力腐蚀开裂（SCC）
是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于烈纹的扩展而互生失效的一种通用术语。应力腐蚀开裂具有脆性断口形貌，但它也可能发生于韧性高的材料中。发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力（不论是残余应力还是外加应力，或者两者兼而有之）和特定的腐蚀介质存在。型纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。这个导致应力腐蚀开裂的应力值，要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。在微观上，穿过晶粒的裂纹称为穿晶裂纹，而沿晶界扩图的裂纹称为沿晶裂纹，当应力腐蚀开裂扩展至其一深度时（此处，承受载荷的材料断面上的应力达到它在空气中的断裂应力），则材料就按正常的裂纹（在韧性材料中，通常是通过显微缺陷的聚合）而断开。因此，由于应力腐蚀开裂而失效的零件的断面，将包含有应力腐蚀开裂的特征区域以及与已微缺陷的聚合相联系的“韧窝”区域。
5、点腐蚀：是一种导致腐蚀的局部腐蚀形式。
6、晶间腐蚀：晶粒间界是结晶学取向不同的晶粒间紊乱错合的界城，因而，它们是钢中各种溶质元素偏析或金属化合物（如碳化物和δ相）沉淀析出的有利区城。因此，在某些腐蚀介质中，晶粒间界可能先行被腐蚀乃是不足为奇的。这种类型的腐蚀被称为晶间腐蚀，大多数的金属和合金在特定的腐蚀介质中都可能呈现晶间腐蚀。
7、间隙腐蚀：是局部腐蚀的一种形式，它可能发全于溶液停滞的缝隙之中或屏蔽的表面内。这样的缝隙可以在金属与金属或金属与非金属的接合处形成，例如，在与铆钉、螺栓、垫片、阀座、松动的表面沉积物以及海生物相接触之处形成。
8、全面腐蚀：是用来描述在整个合金表面上以比较均勺的方式所发生的腐蚀现象的术语。当发生全面腐蚀时，材料由于腐蚀而逐渐变薄，甚至材料腐蚀失效。不锈钢在强酸和强碱中可能呈现全面腐蚀。全面腐蚀所引起的失效问题并不怎么令人担心，因为，这种腐蚀通常可以通过简单的浸泡试验或查阅腐蚀方面的文献资料而预测它。
二、COG类LCD出现腐蚀的现象分类
根据业界出现的腐蚀现象，COG类LCD出现腐蚀的现象主要有以下四类：
1、com电极腐蚀
其腐蚀现象发生在屏沿上的ITO处，如果在显微镜下观察，则会发现在发生腐蚀的部位有脏物存在。
2、ACF下腐蚀
ACF下腐蚀，其腐蚀现象一般发生在控制端电极的ACF下，且观察不到明显的脏物，电压较高的V0和VOUT容易发生，一般是在做高温高湿加电试验中发现。
3、夹缝电极腐蚀
夹缝腐蚀，其腐蚀现象发生在夹缝处，从显微镜下观察，夹缝处存在黑色物质。其产生的机理可能为清洗不干净，或者跟清洗液的成分有很大的关系。
4、COG电极表面腐蚀：
腐蚀在电极ITO表面，呈现一个点位置的腐蚀，其它位置正常，在此腐蚀的位置可以见到污染物。
三、COG腐蚀的产生原因归类：
1、COM电极腐蚀：属于电化学腐蚀和应力腐蚀，电化学腐蚀是由于不同金属具有不同的电化学电位，或者是同样的材料但其电位存在势差，而每个COM电极间存电势差。由于COM电极在LCD制程中需要进行切割作业，切割过程中如果遇到刀痕破坏COM电极造成裂纹，产生应力，在出现腐蚀的环境中就会出现COM电极腐蚀。
2、ACF下腐蚀：电化学腐蚀和间隙腐蚀，除了电化学腐蚀外，间隙腐蚀是发生于间隙及有停滞溶液之遮蔽表面处的局部电化学腐蚀。若要产生间隙腐蚀，必须有一个间隙其宽度足够让液体进入，但却也可使液体停滞不流出，ACF与ITO接触的位置形成间隙，存有液体等污染离子后加电产生腐蚀。
3、夹缝腐蚀：玻璃夹缝未清洗干净，留有水份，间隙腐蚀，电化学腐蚀。
4、ITO电极表面腐蚀：点腐蚀，ITO表面存在污染物造成加电过程中存在电化学腐蚀。
根据以上的分析，按照腐蚀方面的理论，COG腐蚀只是按产生腐蚀的不同侧面做了分类，但其基本均属于电化学腐蚀，其发生时腐蚀基本条件有：溶液，加电，污染，应力。对于COG的工艺控制来说，如果没有将ITO上的脏物清理干净，或者是某种溶液存在于电极处，或者LCD制程中造成COG电极损伤，将会造成LCD加电显示或一段时间后COG电极腐蚀。
四根据腐蚀原因的控制措施及实验分析
根据以上分析，制定如下控制措施，并进行实验验证，实验条件可以参照LCD可靠性实验条件执行，实验条件可参照《》，可以加速LCD腐蚀现象的出现。
1、COM电极腐蚀：属于电化学腐蚀和应力腐蚀，由于应力的作用存在。所以针对应力的存在进行如下实验：
1）刀痕压力控制在0.2kgf/mm2
2）刀痕压力控制在0.1kgf/mm2
在切割产品时进行控制如下：将刀痕的压力控制在0.1kgf/mm2以下。
2、ACF下腐蚀：电化学腐蚀和间隙腐蚀，主要是ACF与ITO接触的位置形成了间隙，规范ACF 的使用宽度，使之控制间隙进行实验。
1)ACF宽度大于IC1mm.
2)ACF宽度大于IC2mm.
3、夹缝腐蚀：间隙腐蚀，电化学腐蚀。这种原因主要是LCD存在缝隙，缝隙内存有残存的液体，在加电过程中造成电化学腐蚀，因此实验主要是
1)、LCD清洗后直接压COG
2)、LCD清洗后用烘箱烘干再COG
4、ITO电极表面腐蚀：点腐蚀，ITO表面存在污染物造成加电过程中存在电化学腐蚀，这种现象主要是COG的ITO表面存在污染粒子造成的电化学腐蚀，主要实验如下：
1)、LCD压COG前擦拭
2)、LCD压COG前不擦拭
五结论
根据以上分析及实验结果，COG类产品腐蚀是可以控制的，主要采取如下控制措施：
1、LCD制程切割时控制切割压痕，压力控制在一定范围内，避免出现应力现象。
2、LCD夹缝清洗完后进行烘干处理，有条件的企业可以用PlasmaCleaner清洁，将不会有残留液体存在。
3、绑定IC前要进行擦拭，擦拭最好用电子纯的酒精或相似专用清洗液，清洗完成后烘干，有条件的企业最好使用PlasmaCleaner清洁。
4、控制好ACF的使用。
经过严格的工艺控制，COG产品的电极腐蚀现象是可控的，认真执行好电极腐蚀的预防控制办法，COG生产过程中就不会出现电极腐蚀，产品的可靠性将会大大提高。
第五章 常见的局部腐蚀 25分
一．电偶腐蚀：异种金属在同一介质中接触，由于腐蚀电位不相等有电偶电流流动，使电位较低的金属溶解速度增加，造成接触处的局部腐蚀。而电位较高的金属，溶解速度反而减小，这就是电偶腐蚀。又称为接触腐蚀或双金属腐蚀。 实质：由两种不同的电极构成的宏观原电池的腐蚀。 差异效应：一个腐蚀的金属，由于外加阳极极化引起其内部腐蚀微电池电流改变，这种现象称为差异效应 正差异效应：外加阳极极化引起内部腐蚀微电池电流的减少。 负差异效应：外加阳极极化引起内部腐蚀微电池电流的增加。 电偶序：根据金属（或合金）在一定条件下测得的稳定电位（腐蚀电位）的相对大小排列而成的表。 影响因素：（1）面积比阴阳极面积比越大，阳极腐蚀速度越快（避免大阴极小阳极结构）（2）介质的电导率一般来说，介质的电导率高，金属的腐蚀速度加快。但对电偶腐蚀来说，介质电导率的高低对阳极金属的腐蚀程度的影响有所不同。例如：海水、软水或普通大气 控制方法：避免异金属接触避免大阴极小阳极尽可能采取绝缘处理或表面处理二．小孔腐蚀：在金属表面的局部地区，出现向深处发展的小孔，其它地区不腐蚀或腐蚀很轻微，这种腐蚀形态称为小孔腐蚀，简称孔蚀或点蚀。 小孔腐蚀的基本机理：当处于钝态的金属在含有活性阴离子介质中时，会在表面上形成孔蚀核。蚀孔内的金属表面处于活态，电位较负；蚀孔外的金属表面处于钝态，电位较正，于是孔内和孔外构成一个活态－钝态微电偶腐蚀电池，具有大阴极小阳极的结构，加速腐蚀。孔内介质相对于孔外呈滞流状态，成为贫氧区，溶解氧不易扩散过来，Cl－扩散进来以保持电中性，Cl－又可使孔内表面继续维持活态。同时氯化物水解使孔内介质酸度增加，阳极溶解加速，同时水中可溶性盐如Ca （HCO3）2转化为CaCO3沉淀，锈层与垢层一起在孔口处沉积形成一个闭塞电池，从而使得腐蚀进一步加速。这种作用成为“自闭塞酸化作用”，加速小孔腐蚀。影响孔蚀的因素：合金/金属性质：钝化能力越强，敏感性越高； 介质的性质：孔蚀的发生和介质中含有活性阴离子或氧化性阳离子有关；氯离子 浓度增加，孔蚀电位下降，孔蚀容易发生； 温度：温度上升，孔蚀加速； 流动状态：静止状态的金属的孔蚀速度 比介质处于流动状态时大。 表面状态：光滑的和清洁的表面不易发 生孔蚀。 4孔蚀的控制方法：选用耐孔蚀合金，减 少钢中硫、碳含量；尽量减少介质中活性 阴离子的浓度；加入缓蚀剂，目的增加钝 化膜的稳定性或使受损金属再钝化；进行 钝化处理（用一定浓度的酸控制温度浸 泡）；采用外加阴极电流抑制孔蚀。 三．缝隙腐蚀：金属部件在介质中，由于 金属与金属或金属与非金属之间形成特 别小的缝隙，使缝隙内介质处于滞流状态， 引起缝内金属加速腐蚀，这种局部腐蚀称 为缝隙腐蚀。 基本机理：开始时，氧去极化反应在缝 内外以均匀速度进行，但随着反应的进行， 缝隙内的氧逐渐消耗，因为缝内为滞流状 态，所以缝外的氧无法扩散进来，缝内外 构成了宏观的氧浓差电池。缝内贫氧区为 阳极，发生金属溶解反应，缝外为阴极， 且构成大阴极小阳极的结构，二次产物在 缝口处形成，发展为闭塞电池。此时金属 离子难以扩散到缝外，随着缝内Fe离子 的积累，缝内正电荷过剩，促使缝外氯离 子迁移入内以保持电荷平衡。金属氯化物 的水解使缝内介质酸化，pH可下降到3 左右，因此，加速了阳极溶解，引起更多 的氯离子迁入，形成一个自催化过程，使 金属的溶解加速进行下去。 影响缝隙腐蚀的因素：金属本身：钝化 能力的高低影响缝隙腐蚀 介质：充气中性氯化物介质中发生，介质 中Cl浓度越高，发生腐蚀的可能性越大； 溶解氧的浓度大于0.5ppm时便会引起腐 蚀 温度越高，缝隙腐蚀的危害性越大 缝隙腐蚀的控制：选材：采用高钼、铬、 镍不锈钢可耐缝隙腐蚀；结构设计： 采用电化学保护法：使保护电位控制在击 穿电位和活化电位之间。 四．晶间腐蚀 腐蚀沿着金属或合金的晶粒边界或它的 邻近区域发展，晶粒本身腐蚀很轻微，这 种腐蚀称为晶间腐蚀。晶粒与晶界之间存 在一定的电位差，这主要是合金在受热不 当时，组织发生改变而引起的，所以晶间 腐蚀是一种组织电化学不均匀引起的局 部腐蚀 晶间腐蚀机理贫化理论以不锈钢的贫铬 理论为例：不锈钢在出厂前已经固溶处理， 即将钢加热到1050～1150℃后进行淬火 处理，目的是获得均相固溶体。奥氏体中 含有少量碳，碳在奥氏体中的固溶度随着 温度下降而减少，所以经固溶处理的钢， 碳是过饱和的。当钢无论是受热或冷却通 过450～850 ℃时，碳便会形成（Fe，Cr） 23 C6从奥氏体中析出分布在晶界上。（Fe， Cr）23C6的含铬量比奥氏体基体的含铬量 高很多，它的析出消耗了晶界处附近大量 的铬，而消耗的铬不能从晶粒中通过扩散 及时得到补充，结果晶界附近的含铬量低 于钝化必须的限量（12％），形成贫铬区， 因而钝态受到破坏，晶界电位下降，而晶 粒本身仍维持钝态，电位较高，晶粒与晶 界构成钝态－活化微电偶电池，电池具有 大阴极小阳极的面积比，这样就导致晶界 区的腐蚀。 晶间腐蚀的控制：重新固溶处理：稳定化 处理：加入一定量的钛和铌采用超低碳 不锈钢采用双相钢：在奥氏体中含有 10～20％铁素体的钢 五．应力腐蚀：金属材料在固定拉应力和 特定介质的共同作用下引起的破裂。简称 SCC。 六．腐蚀疲劳：金属材料在循环应力和腐 蚀介质的联合作用下，所引起的另一种腐 蚀形态。金属构件发生腐蚀疲劳时，局部 地区呈现宏观裂纹。纯机械疲劳要高于临 界循环应力值（疲劳极限）才能发生疲劳 破裂。腐蚀疲劳可以在很低的循环应力下 破裂。 七．磨损腐蚀：由于介质的运动速度大或 介质与金属构件相对运动速度大，导致构 件局部表面遭受严重的磨损，称为磨损腐 蚀，简称磨蚀。 八．选择性腐蚀：合金在腐蚀过程中，腐 蚀介质不是按合金的比例侵蚀，而是发生 了其中某种成分的选择性溶解，使合金的 机械强度下降，这种腐蚀形态称为成份选 择性腐蚀。
微生物电活性及其腐蚀影响机理研究
微生物电活性及其腐蚀影响机理研究 微生物与金属间的氧化还原反应其本质上是由微生物代谢活动引起的金属与微生物间的电子传递。微生物具有电活性与否将对腐蚀过程产生重大的影响。 因此研究微生物电活性及其对腐蚀的影响,对深入认识金属的微生物腐蚀,探索防腐蚀策略具有重要意义。本文在研究大肠埃希氏菌和荧光假单胞菌电活性的基础上,利用电化学方法、表面分析技术和微生物学方法,对再生水中微生物电活性对碳钢腐蚀影响机理进行了研究。 主要得出如下结论:（1）采用循环伏安法研究了大肠埃希氏菌和荧光假单胞菌的微生物电活性,结果表明,大肠埃希氏菌在培养基和PBS缓冲液中未表现出电活性,荧光假单胞菌出现还原峰,可能是由于其分泌的黄色色素引起的。大肠埃希氏菌和荧光假单胞菌在厌氧状态下电活性无明显变化。 大肠埃希氏菌和荧光假单胞菌都可以利用AQS作为电子穿梭体进行胞外电子传递,10ppm浓度下可逆性较好。同浓度AQS下,微生物浓度越大,电位越正,电子转移速率越快。 （2）以AQS为电子穿梭体,研究了大肠埃希氏菌电活性对碳钢的腐蚀影响机理。结果表明,AQS进一步抑制了大肠埃希氏菌对碳钢的腐蚀,平均腐蚀速率降低了17.24%。 大肠埃希氏菌代谢产生的电子在AQS作用下促进了Fe OOH向Fe3O4转化,加速腐蚀层分层,由Fe3O4和菌体组成致密的腐蚀内层阻隔了DO扩 散,Fe2+在腐蚀内层附近起到了替代阳极的作用。（3）以AQS为电子穿梭体,研究了荧光假单胞菌电活性对碳钢的腐蚀影响机理。 结果表明,AQS进一步促进了荧光假单胞菌对碳钢的腐蚀,平均腐蚀速率升
高了23%。AQS对荧光假单胞菌有较强的生物毒性,同时,荧光假单胞菌自身分泌的铁载体可与铁离子螯合,减少了Fe2+数量,降低了Fe3O4的含量,使由Fe3O4和菌体组成的腐蚀内层不够致密,并减弱了Fe2+的阳极替代作用。
换热器局部腐蚀原因分析
换热器局部腐蚀泄漏原因分析及预防措施 陶志远 （山东华鲁恒升化工股份有限公司山东德州253000） 【摘要】对一台换热器换热管泄漏原因进行分析，并研究预防换热管泄漏措施，提高换热器运行周期，保证装置稳定运行。 【关键词】换热器泄漏局部腐蚀蒸汽加热 在化工生产中，由于工艺的需要，在流程中往往存在着各种不同的换热过程，换热器就是用来进行此项热传递过程的设备，它可以使热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体，以满足工艺的需要。换热器的稳定运行在工艺生产中起着相当重要的作用，一旦泄漏会严重影响工艺，造成两种流体混合，导致不安全因素的产生。 某公司甲醇装置中有一换热器为该装置关键设备，该换热器在投用一年后发生泄漏。 1设备技术参数 设备技术参数及操作数据见表1 筒体材质为16MnR（热轧状态），规格为∮1500mm*14mm,总高8152ｍｍ。管板材质为16Ｍｎ。厚度88ｍｍ，锻件。换热管材质为10#钢，规格∮25ｍｍ＊2.5ｍｍ，退火状态。折流板５件，厚度16ｍｍ，材质Ｑ235－Ａ．换热面积：669ｍ２。 表1 2泄漏情况 该换热器于2004年投入运行，2006年7月系统停车时发现泄露。打压试漏时发现有34根换热管泄露。其中有10根比较严重。由于当时生产任务较紧，该换热器堵漏完毕后，投入运行，没有做深入的分析。 堵漏完毕后的换热器投入运行3个月后又发现泄露，再次拆开检查维修。在这次检查时，发现有的换热管在距上管板90毫米处有断开，随即技术人员仔细检查。用焊条在换热器上管板上探测换热管内壁，发现大部分换热管在距管板90毫米处用焊条滑动时内壁不光滑。于是技术人员决定将换热管抽出一根检查。换热管抽出后，将怀疑有缺陷的部位刨开，发现该处有一不规则的环状凹坑（见图1），换热管内表面其他部位良好，这说明其他换热管也存在环状凹坑。通过查看设备制造图纸，换热器管板厚度为80毫米，凹坑距管板大约10毫米。
土壤中的微生物腐蚀与防护
微生物腐蚀与防护 摘要：本文概括介绍了微生物腐蚀的常见菌种，如硫酸盐还原菌、铁细菌等，其中主要介绍了硫酸盐还原菌的腐蚀机理。针对微生物腐蚀，目前国内外的防腐技术分为物理方法、化学方法和生物方法，文章对主要的防腐技术进行了介绍。 关键词：微生物腐蚀硫酸盐还原菌防腐技术 Abstract: This paper presents the bacteria species involved in micro-biologically influenced corrosion, such assulfate-reducingbacteria and iron bacteria.The corrosion mechanisms by sulfate-reducing bacteria (SRB) was mainlyreviewed.Anti-corrosion techniques,including physical method,chemical method and biological method, were also introduced in thispaper. Keywords: Micro-biologically influenced corrosion; sulfate-reducing bacteria; anti-corrosion technique 1.前言 微生物腐蚀(Micro-biologically Influenced Corrosion，简称MIC)是指微生物引起的腐蚀或受微生物影响的腐蚀。其本质是微生物新陈代谢的产物通过影响腐蚀反应的阴极过程或阳极过程，从而影响腐蚀速率和类型。为了找到针对 MIC 的既环保又有效的防腐措施，必须首先了解腐蚀微生物的种类及作用机理，了解当今国内外防腐技术的研究现状。
微生物腐蚀机理及对埋地管道腐蚀防护的影响_夏双辉
全面腐蚀控制２００５年第１９卷第３期１ 引言 微生物腐蚀（ＭＩＣ）是由细菌和真菌的存在及其活动所引起的腐蚀。据相关调查研究表明，管道外部的腐蚀沉积有２７％与ＭＩＣ有关。下面是有关微生物的一般描述： （１ ） 个体微生物很小（从０．２微米长到几百微米，宽２～３微米），该特性使它们很容易进入缝隙及其它地方。细菌和真菌可以生长成为宏观规模。 （２ ） 菌是可移动的，他可以移居到适合其生存的环境或者离开不利于其生存的环境，也就是说移向食物表面而离开有毒的材料。 （３ ） 菌具有对某种化学物质特定的接收功能，该功能使他们能够找到大量的食物源。 营养物质、尤其是有机营养物通常在大多数水环境中很短缺，但是表面包括金属，吸收这些物质后，会使这些营养物相对增加。 （４ ） 微生物能够承受较大范围的温度变化（至少－１０～９９℃）、ｐＨ值变化（０～１０．５）及氧浓度的变化（０～１００％标准大气压）。 （５ ） 它们以群体方式生长，这有助于个体间食物交叉供给，并使它们更可能在不利的环境中生存。 （６ ） 它们繁殖得很快（据报告繁殖期约１８分钟）。 （７ ） 个体细胞能够由水、风、动物、飞行物或其他手段广泛而迅速地扩散，因而在该群体中的某些细胞到达有利于其生存环境的可能性很大。 （８ ） 许多微生物能够很快适应大量的不同营养源。例如：荧光假单胞菌能够利用１００多种不同的化合物作为单一的碳源和能量，这些化合物包括糖脂类、乙醇、甲醇、有机酸及其它化合物。 （９ ） 许多微生物形成胞外多糖物质（胶囊或黏物质层）。产生的黏泥具有黏性，能捕捉有机物及垃圾（食物），阻止某些有毒物质（如：杀菌剂）或其他物质（缓蚀剂）的渗透，以及把细胞保持在营养液（大量流体）和这些物质扩散的界面之间。 （１０ ） 许多细菌和真菌产生孢子，这些孢子对温度（有些甚至可以在沸点温度生存一小时以上）、酸、乙醇、杀虫剂、干燥、冷冻及许多其他不利的因素具有很强的抵抗能力。这些孢子可以存活上百年并在遇到合适环境时迅速成长。在自然环境中，存活与生长之间存在着不同。微生物能够抵抗长期的饥饿和干燥，如果环境在潮湿与干燥之间交替变化，微生物可以在干旱期存活，在潮湿期生长。 （１１ ） 微生物依靠对化学物质的降解能力或通过利用黏泥、细胞壁和细胞膜的防渗透能力的特性而具 微生物腐蚀机理及对埋地管道腐蚀防护的影响 夏双辉１ 戚明友１ 李建秀２ （１、 合肥钢铁公司动力厂，合肥２３００１１； ２、西施兰联合企业有限公司，河南南阳４７３１００） 摘 要：本文简要叙述了产生微生物腐蚀的几类菌落及相应腐蚀的机理，并叙述了微生物腐蚀与埋地管道所处的环境、表面涂层及辅加的阴极保护的相互影响关系，这对于从事埋地管道的防腐蚀研究和实施保护有一定的参考作用。 关键词：微生物腐蚀 埋地管道 沉积 阴极保护 C o r r o s i o n M e c h a n i s m o f M I C a n d I n f l u e n c e s o n C o r r o s i o n a n d P r o t e c t i o n o f U n d e r g r o u n d P i p e l i n e Ｘｉａ Ｓｈｕａｎｇｈｕｉ１ Ｑｉ Ｍｉｎｇｙｏｕ１ Ｌｉ Ｊｉａｎｘｉｕ２ （１． Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ ｏｆ Ｈｅｆｅｉ Ｓｔｅｅｌ ａｎｄ Ｉｒｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ， Ｈｅｆｅｉ ２３００１１；２． Ｓｉｓｌａｎ Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ Ｃｏ．， Ｌｔｄ， Ｎａｎｙａｎｇ４７３１００，Ｈｅｎａｎ ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ， ｔｈｅｎ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， ｃｏａｔｉｎｇｓａｎｄ ｃａｔｈｏｄｉｃ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ａｎｄ ＭＩＣ． Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｔｏ ｅａｃｈ ｏｔｈｅｒ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ＭＩＣ； ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｐｉｐｅｌｉｎｅ； ｄｅｐｏｓｉｔｓ； ｃａｔｈｏｄｉｃ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ 全 面 腐 蚀 控 制 T O T A L C O R R O S I O N C O N T R O L 第１９卷第３期２００５年６月 Ｖｏｌ．１９ Ｎｏ．３ Ｊｕｎｅ． ２００５
微生物腐蚀的防护
微生物腐蚀的防护 由于微生物的多样性和复杂性，很难完全消除微生物腐蚀。目前在微生物腐蚀的控制方面还没有一种尽善尽美的方法，通常采用杀菌，抑菌，覆盖层，电化学保护和生物控制等的联用措施。 ①杀菌或抑菌利用抑制剂使微生物不活动或活性降低，如加入量约2×106 的铬酸盐能有效抑制硫酸盐还原菌生长，硫酸铜等铜盐能抑制藻类生长，采用紫外线，超声波和辐射等物理手段来杀死腐蚀微生物。利用杀菌剂消灭腐蚀微生物，根据微生物的种类，特点和生存环境选择针对性的杀菌剂，要求杀菌剂有高效，低毒，稳定，自身无腐蚀性。杀菌后易处理和价廉等特点，这种方法现在应用较多，如通氯或电解海水产生氯能杀死铁细菌等细菌，季胺盐杀硫酸盐还原菌，剥离黏泥，有机锡化合物杀藻类，毒菌和侵蚀木材的微生物。有机硫化合物能有效杀死真菌，黏泥形成菌，硫酸盐还原菌等。在密闭或半密闭的系统，涂料或保护层中，通常将杀菌剂，缓蚀剂，剥蚀剂，防腐剂或去垢剂等组合起来使用，提高防蚀效果。不同杀菌剂之间也会产生协同效应，这些在冷却水或循环水系统应用较广，有些杀菌剂在杀菌的同时也会带来其他副作用，如尽管氯是广泛应用的一种强氧化性杀菌剂，但是氯也会带来腐蚀和不同程度地破坏冷却水中的某些有机阻垢剂或缓蚀剂。 ②抑制微生物生长环境微生物生长繁殖都需要一个适宜的环境条件，所以通过减少微生物营养源或破坏微生物的生存，新陈代谢过程及其产物等改善环境条件的措施可以有效的减少微生物腐蚀的危害，限制金属构件周围的微生物生长的营养物可以抑制微生物的生长。如尽量控制环境中的有机物（碳水化合物、烃类、腐蚀质、藻类）、铵盐、磷、铁、亚铁、硫及硫酸盐等可极大的降低微生物增长，改变微生物生存环境的温度、湿度、PH值、含盐量、含氧量等可以降低微生物的危害，例如控制PH值在5.5～9范围以外温度50℃以上能强烈抑制菌类生长，切断硫源能阻止硫杆菌的破坏。湿润粘土地带加强排水或回填砂砾于埋管线周围有利于改善空气条件，可减少硫酸还原菌产生的厌氧腐蚀。 ③覆盖层保护采用镀层或涂层等覆盖层将金属与腐蚀环境隔开，而且，覆盖层使金属表面光滑以减少微生物附着，覆盖层中还可能含有某些杀菌的物质，如金属表面电镀铬、镀锌、衬水泥、涂环氧树脂、沥青、聚乙烯等防腐措施。 ④电化学保护将电位控制在使阴极表面附近呈碱性环境就可以有效抑制微生物的活动，如采用-0.95V(相当于Cu/CuSO4参比电极）以下的电位对钢铁构件进行保护。该方法与覆盖层方法联合使用效果更好。 ⑤生物控制微生物不全是有害的，现在也有利用微生物及技术进行防腐的研究，生物控制主要使采用生物防治、遗传工程和基因工程等方法改变危害菌的附着力，生存环境或新陈代谢过程及产物来达到防护的目的。譬如，日本研制开发的利用能吞食海水中腐蚀微生物的噬菌体清除金属管件表面的有害微生物来防止微生物腐蚀的效果就很好，而且这些细菌能选择性的杀死附着的有害微生物，而不会像其他方法那样影响其他生物。
混凝土微生物腐蚀的作用机制和研究方法
混凝土微生物腐蚀的作用机制和研究方法 简要叙述了污水组成及其微生物代谢产物，介绍了商品混凝土微生物腐蚀的作用机制及其研究现状，并论述了当前关于商品混凝土微生物腐蚀研究的主要内容、采取的腐蚀实验方案和相关的微生物学方法，最后强调了国内开展商品混凝土微生物腐蚀研究的紧迫性。 1商品混凝土的微生物腐蚀与危害 工业和城市污水中常含有大量不同种类的微生物，由于微生物代谢造成商品混凝土的腐蚀称为商品混凝土的微生物腐蚀。微生物腐蚀可导致污水处理设施中商品混凝土结构表面砂浆脱落，骨料外露，严重时可产生开裂和钢筋锈蚀，从而使其服役寿命大大缩短。这不仅直接影响了城市的整体功能，而且重建或维修还将导致可观的经济损失。据统计，德国建筑材料的破坏中微生物腐蚀所占份额约为10 %～20 %。 20世纪70 年代，仅德国汉堡市污水管道系统因微生物腐蚀造成的维修费用就高达5 000 万马克；美国洛杉矶市1 条总长1 900 km 的商品混凝土污水管道，其中208 km 已遭到微生物腐蚀破坏，其修复更换费用高达4 亿美元，而整个美国现已有80 万km 的污水管道因商品混凝土遭受微生物腐蚀而需要修复或完全更换；其他如日本、德国、澳大利亚等国都面临着类似问题。国内近期进行的污水处理工程现场调查也表明：由于商品混凝土遭受微生物腐蚀，20 世纪80 年代中期投入运行的污水处理厂现已遭到严重的腐蚀破坏，难以达到设计使用年限；20 世纪90 年代后期新投入运行的污水处理设施，局部已可观察到明显的腐蚀现象。鉴于其严重危害性，商品混凝土的微生物腐蚀很早就引起西方国家的重视，至今一直在对其作用机理和控制措施进行广泛研究，
局部腐蚀的几种形式
局部腐蚀的几种形式 腐蚀定义为材料由于与其所处环境介质的反应而造成的破坏。对于含镍材料来说，腐蚀有两种主要形式：一种是均匀腐蚀，另一种是局部腐蚀。在海洋大气中的铁锈就是一种一般或均匀腐蚀的典型例子。此处金属在其整个表面上均匀地被腐蚀。在这种情况下，钢表面形成疏松层，这层腐蚀产物很容易去除。另一方面，像合金400 这种耐腐蚀性较好的金属，它们在海洋大气中表现出良好的均匀抗腐蚀性。这是由于合金400 可形成一种非常薄而坚韧的保护膜。均匀腐蚀是一种最容易处理的腐蚀形式，因为工程师可以定量地确定金属的腐蚀率并可精确地预测金属的使用寿命。由局部腐蚀而引起的破坏是很难预测的。因而，设备的寿命也不能精确地预计。这里给出几种局部腐蚀的例子。 1. 电化学腐蚀 当两种或多种不同的金属在某种导电液（电解液）存在条件下接触和连接时，电化学腐蚀就发生了。此时，两种金属间建立了势能差，同时电流将流动。电流会从抗腐蚀能力较差的金属（即阳极）流向抗腐蚀能力较强的金属（即阴极）。腐蚀由阴级上的反应情况而控制，如氢气的生成或氧气的还原。如果某一大的阴极面与某一小的阳极面相连接时，阳极和阴极之间即会产生大的电流流动。这种情况必须避免。另一方面，当我们将情况颠倒一下，即让某一大的阳极面与小的阴极面相连接时，两种金属之间则会产生小的电流流动。这种情况是我们所期望的。在实用指南中，我们将位于某一容器或槽中的焊接金属接点设计为阴极。紧固件装置是这样设计的，即将阴极紧固件（小面积）与阳极件（大面积）连接在一起。此概念的例子是将钢板用铜铆钉铆接在一起并暴露在流动速度低的海水中。铜质固定件为小的阴极面，而钢板为大的阳极面。这种设计是非常便利的，而且可产生良好的相容性。另一方面，如果相反进行连接，即用钢铆钉来固定铜板，则在钢铆钉上会产生非常快的腐蚀。此时，铜板则由于钢的腐蚀而被阴极保护。有趣的是在这种情况下，铜离子的释放被停止，铜板将被海水中的有机物缠结。通常，铜的腐蚀可阻止缠结有机物的附着。在电厂设计中，电化学腐蚀是非常重要的，而且不应被忽视。 2. 浸蚀腐蚀 一块石头有可能堵塞在某一铜合金冷凝器的管子中。此时，石头的下流方向将立即产生紊流现象。这就会引起对铜保护氧化膜的浸蚀或磨损，并使未保护的铜合金金属暴露，以致产生进一步的腐蚀。这种循环趋于继续加剧浸蚀和腐蚀，直至造成管子穿孔为止。浸蚀腐蚀可通过采用良好的隔离技术来防止。 3. 缝隙腐蚀 缝隙腐蚀或氧聚集电池腐蚀是当金属表面出现某种沉淀或附着物时产生的。正好在沉淀物下面或缝隙内，溶液中的氧含量是低的，在缝隙的外面大量溶液中的氧含量很高，这就建立了一个电池，其沉淀物下或缝隙中是阳级而其外面是阴极。含氯化物介质的缝隙的内部，pH 值下降而氯化物浓集。这种酸性氯化物条件导致腐蚀加快并且是自动起媒介作用的。接着便发生了严重的局部腐蚀。这种腐蚀形式的例子可以在当一个不锈钢紧固件放置在一块不锈钢钢板上并暴露于含氯化物的水中时产生。缝隙腐蚀可以在螺栓头或垫圈作为阳极区时发生。防止沉淀物和结垢生成或使用高合金含量的材料将有助于减少缝隙腐蚀。 4. 点蚀 与缝隙腐蚀相似，尤其是在扩展阶段。与缝隙腐蚀不同的是，点蚀在金属表面没有缝隙出现的情况下也可以产生。与缝隙腐蚀相同的是，点蚀也是由于特殊的腐蚀剂如氯化物而造成的。它通常是由于金属表面上的某个缺陷而引起的。例如，在不锈钢或镍合金保护性氧化层中的某个缺陷。点蚀可通过采用抗腐蚀能力高的合金或消除引起点蚀的化学元素的方法来防止。一旦两种形式（点蚀和缝隙腐蚀）的腐蚀开始，则点蚀和缝隙腐蚀的扩展情况是相同的。金属离子，如不锈钢的铁离子，反应并形成亚铁离子。亚铁离子进一步氧化成三价铁离子。氯化物试图转移到坑或缝隙区内并且pH 值降低至大约1 或更低。在该区中氧含量很低。在坑或缝隙的外面大量溶液中，氧含量很高。随着坑的底部趋于阳极化，坑或缝隙的周围区趋于阴极化，于是电池电流的关系即被形成。当坑或缝隙中的腐蚀进一步扩展时，则变为自催化反应。三价铁离子与氯离子作用形成氯化铁。该反应不断重复并快速产生金属穿孔现象。点蚀或缝隙腐蚀是一种非常危险的腐蚀形式，因为它高度局部化并能快速造成金属的穿透破坏。 5. 剥落腐蚀
海洋微生物腐蚀研究进展
＊国家自然科学基金（５０２４２００８） 作者简介：杜建波（１９８１－），男，山东临沂人，中国海洋大学硕士研究生，主要从事海洋微生物腐蚀研究。 ?专论与综述? 海洋微生物腐蚀研究进展＊ 杜建波，尹衍升，滕少磊，常雪婷，程 莎 （中国海洋大学材料科学与工程研究院，山东青岛２６６００３） 摘 要：近年来，微生物腐蚀已经引起了广大研究者的关注，来自不同研究领域的研究者对其腐蚀机理和控制方法都作了 大量的研究；综述了微生物腐蚀的机理和研究方法，并介绍了微生物膜的形成及影响因素。关键词：微生物腐蚀机理；电化学方法；表面分析方法；生物膜中图分类号：ＴＧ１７２ 文献标识码：Ａ 第２９卷增刊 ２００７年３月 山东冶金 ＳｈａｎｄｏｎｇＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｖｏｌ．２９，ＳｕｐｐｌｅｍｅｎｔＭａｒｃｈ２００７ １引言 海洋中存在着种类繁多的微生物，它们附着于工程材料表面，形成生物膜（Ｂｉｏｆｉｌｍ），在生物膜内部，ｐＨ值、溶解氧、有机物和无机物种类等因素都与海洋本体环境完全不同，生物膜内微生物的活性控制着电化学反应的速率和类型，这种受微生物影响的金属和合金的腐蚀称为微生物腐蚀 ［１，２］ （Ｍｉｃｒｏｂｉｏ－ ｌｏｇｉｃａｌｌｙＩｎｆｌｕｅｎｃｅｄＣｏｒｒｏｓｉｏｎ，简称ＭＩＣ）。 ２１世纪是海洋的世界，人类已经进入海洋开发 的新时代。然而用于的海洋的各种金属材料都会受到不同程度的侵蚀破坏，给人类造成了巨大的损失，金属材料在海水环境中的腐蚀是一个涉及物理、化学、生物、气象等因素的复杂电化学过程。其中，生物腐蚀造成的损失占总体腐蚀损失的２０％左右，因此，必须对生物腐蚀予以足够的重视。 ２微生物腐蚀 ２．１ 微生物腐蚀的发展 最早指出微生物参与金属腐蚀的是Ｇａｉｎｅｓ（１９１０），他从地下埋设的钢管腐蚀产物中分离出了铁嘉氏杆菌（ＧａｌｌｉｏｎｅｌｌａＦｅｒｒａｇｉｎｅａ），并发现有大量的硫，这表明有硫酸盐还原菌的存在；荷兰学者Ｖｏｎ． ＷｏｌｚｏｇｅｎＫｕｈｒ自１９２２年以来做了大量的工作，指 出了硫酸盐还原菌在金属腐蚀中起到非常重要的作用。在１９４９年，Ｂｕｔｌｉｎ和Ｖｅｒｎｏｎ［３］给出了这个领域的一些经典的基本概念。剑桥的Ｐｏｓｔｇａｔｅ［４］系统地研究了硫酸盐还原菌的生理、生态和生化特征及营养需求，为微生物腐蚀的研究奠定了基础。２０世纪６０年 代以来，许多学者如ＢｏｏｔｈＩｖｅｒｓｏｎ、 Ｈｏｒｖａｔｈ等人对微生物的腐蚀机理进行了大量的研究，欧洲各国及美国进行了一系列研究。但最初人们对微生物腐蚀的认识仅限于个别的微生物腐蚀失效事故的描述。到 ８０年代中期，随着表面分析技术（如环境扫描电镜、 原子力和激光共焦显微镜）的发展，人们可以测量生物膜的厚度和组成，使得精确确定微生物和腐蚀之间的空间关系成为可能，微生物腐蚀的研究也从失效事故的表面现象变为日益成熟的交叉学科。 ２．２生物膜的形成及影响因素 研究表明，微生物是极易附着在材料表面上的， 一般放入海水几个小时后就会形成一层薄薄的膜。当一个物体浸没海水中后，首先是有机碎片粘附在表面上，形成一层薄膜，这层膜改变了物体表面的性质，尤其是静电荷和润湿度，它是生物膜进一步发展的基础，然后细菌在表面上附着，并开始生长繁殖，数小时后便可形成菌落，然后硅藻、真菌、原生动物、微型藻类和其他微型生物在表面上附着，形成一层黏膜，称为微生物膜（Ｂｉｏｆｉｌｍｓ）［５］。微生物膜的成分 ７０％～９５％是水，它的基本性质仍是电化学的。生物 膜由细胞生物量和胞外聚合物（ＥＰＳ）组成，主要成分是蛋白质。从所有生物膜的胞外聚合物组分中可以提取出腐殖酸、多糖、糖醛酸和ＤＮＡ等［６～８］。 微生物在材料表面的附着经历了一系列过程：（１）材料表面上会在几秒钟形成一层有机物膜，其厚度仅为５～１０ｎｍ，这些有机物包括水溶性物、微生物分泌的体外多聚物和有机残体降解的中间产物；（２）部分微生物会有选择的运动并附着在材料的特定部位；（３）微生物的附着也可能是趋向性的或是随机运动造成的；（４）部分吸附着的微生物还会有于自身的运动或水体的动力学方面的因素而脱离附着点；（５）附着紧密的微生物则进行繁殖，合成多聚物，形成微生物膜及其结构。 微生物膜的形成是一个高度自发的动态过程，海洋细菌首先附着在物体表面上，很多因素都会影响细菌在表面的附着，ＢｒｅｎｄａＪＬｉｔｔｌｅ和ＰａｔｒｉｃｉａＷａｇ－ ｎｅｒ［９］报道了影响微生物表面附着的两种因素，即细 菌细胞的特性（如受营养条件、生长类型与碳源影响的细菌细胞的表面疏水性）和基底金属的性质（包括材料成分、表面膜的存在、组成与化学性质以及极化 １
TFT ITO腐蚀原因
在液晶显示行业即LCD和LCM行业，COG工艺过程及产品经常会有腐蚀现象发生，也有许多工厂称之为电刻蚀。据调查，无论国内还是国外LCD行业都有不同程度的腐蚀现象存在，因为腐蚀问题，许多工厂损失巨大，单一生产COG产品的国外工厂出现腐蚀问题后损失可达百万人民币，同时此种现象不受控，工厂生产时有时一粒也不出，但有时比例高达100％。 如果对COGLCD做高温高湿实验，实验条件60℃,90％RH,腐蚀现象会更加明显且容易出现，从而利用这一实验条件可以对控制的效果进行评估和验证。 一、物质产生腐蚀的原因有哪些呢？ 腐蚀是工业上普遍存在的一种缺陷，尤其是在管道，建筑等等方面，COG类LCD电极腐蚀也属于这一范畴,根据腐蚀的理论，腐蚀的原因主要有以下几个方面： 1、电化学腐蚀 金属材料与电解质溶液接触，通过电极反应产生的腐蚀。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。在反应中，金属失去电子而被氧化，其反应过程称为阳极反应过程，反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物（或金属难溶盐）；介质中的物质从金属表面获得电子而被还原，其反应过程称为阴极反应过程。在阴极反应过程中，获得电子而被还原的物质习惯上称为去极化剂。 在均匀腐蚀时，金属表面上各处进行阳极反应和阴极反应的概率没有显著差别，进行两种反应的表面位置不断地随机变动。如果金属表面有某些区域主要进行阳极反应，其余表面区域主要进行阴极反应，则称前者为阳极区，后者为阴极区，阳极区和阴极区组成了腐蚀电池。直接造成金属材料破坏的是阳极反应，故常采用外接电源或用导线将被保护金属与另一块电极电位较低的金属相联接，以使腐蚀发生在电位较低的金属上。 2、吸氧腐蚀 金属在酸性很弱或中性溶液里，空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀，叫吸氧腐蚀．例如钢铁在接近中性的潮湿的空气中腐蚀属于吸氧腐蚀，其电极反应如下： 负极（Fe）：Fe-2e=Fe2+ 正极（C）：2H2O+O2+4e=4OH- 钢铁等金属的电化腐蚀主要是吸氧腐蚀． 3、析氢腐蚀 在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气，这种腐蚀叫做析氢腐蚀。在钢铁制品中一般都含有碳。在潮湿空气中，钢铁表面会吸附水汽而形成一层薄薄的水膜。水膜中溶有二氧化碳后就变成一种电解质溶液，使水里的H+增多。是就构成无数个以铁为负极、碳为正极、酸性水膜为电解质溶液的微小原电池。这些原电池里发生的氧化还原反应是 负极（铁）：铁被氧化Fe-2e=Fe2+； 正极（碳）：溶液中的H+被还原2H++2e=H2↑ 这样就形成无数的微小原电池。最后氢气在碳的表面放出，铁被腐蚀，所以叫析氢腐蚀。
微生物腐蚀的简介
目录 第一章前言 (1) 第二章微生物对钢铁的危害 (1) §2.1 钢铁的厌氧腐蚀 (1) 2.1.1 去阴极化理论 (2) 2.1.2 浓茶电池理论 (2) 2.1.3 沉积物下的酸腐蚀理论 (2) §2.2 钢铁的好氧腐蚀 (3) 2.2.1 铁细菌 (3) 2.2.2 硫化细菌 (3) 第三章其他金属 (3) §3.1 铝及其合金 (3) §3.2 铜及其合金 (4) §3.3 镍及其合金 (4) §3.4 钛及其合金 (5) 第四章微生物腐蚀研究的发展近况 (5) 参考文献 (6)
2011.4 论文 1 第一章前言 微生物腐蚀(MIC) 是指微生物生命活动参与下发生的腐蚀过程。凡是同水、土壤或润湿空气接触的设施,都可能遭遇微生物腐蚀。发电厂冷却水循环系统、热交换系统,石油开采、储存和输运系统、污水处理管道,饮用水管道,飞机燃油储存罐,造纸厂设备,金属切削 液中都有不同程度的微生物侵染及其造成的腐蚀。据统计,微生物腐蚀在金属和建筑材料的腐蚀破坏中占20 % ,由微生物腐蚀直接造成的损失估计每年约300～500 ×108 美元。英国每年在工业生产中花费12 ×108 美元用化学杀菌剂来抑制微生物腐蚀,仅在天然气工业中,与管道相关的腐蚀损失即占15 %～30 %。中国石油天然气总公司1992 年的统计显示:每年 腐蚀给油田造成的损失约为2 ×108元,且逐年上升。近几十年对材料微生物腐蚀的大量研究表明,几乎所有常用材料都会产生由微生物引起的腐蚀。 微生物腐蚀的本质是微生物新陈代谢的产物通过影响腐蚀反应的阴极过程或阳极过程,从而影响腐蚀速率和类型,因此,人们常按影响腐蚀的机制的不同来划分微生物的种类:如 硫酸盐还原菌、产酸菌、产粘泥菌、产氨菌等。硫酸盐还原菌是一种专性厌氧菌,它是一些能够把SO2 -4 还原成S2 - 而自身获得能量、在生理和形态上完全不同的多种细菌的统称,几乎对所有的金属和合金(钛合金除外) 的腐蚀都能产生影响,如碳钢、不锈钢、铜和铜合金、镍及其合金。产酸菌能够将可溶性硫化物或氨转变为硫酸或硝酸,降低局部的pH 值而 加速金属的腐蚀。产粘泥菌也是海水中数量较多的一类细菌,它们能产生一种胶状的、附着力很强的沉淀物,这种沉淀物附着在金属或合金的表面,形成差异腐蚀电池而导致局部腐蚀。产氨菌是能够产生NH+4 的细菌,该类细菌对于铜和铜合金的腐蚀影响特别大,能大大提高 铜合金应力腐蚀开裂的敏感性。 第二章微生物对钢铁的危害 §2.1 钢铁的厌氧腐蚀
埋地管道微生物腐蚀机理及防护措施
埋地管道微生物腐蚀机理及防护措施 摘要：由于埋地管道属于隐蔽性的工程，其防腐的质量水平直接影响到管道自身使用的寿命以及运行的安全，因此加强防腐管道的保养与维护是管道防腐工作的重中之重。本文主要分析了埋地管道微生物腐蚀的形式及主要的腐蚀机理，并根据环境采取相应的防腐技术与措施，优化设计的同时节省投资。 关键词：埋地管道；微生物腐蚀；防护措施 1.前言 防腐层对于埋地管道使用寿命而言具有十分重要的意义，采用防腐层令管道与土壤微生物等腐蚀环境相互隔离的方法是埋地管道防腐有效的重要途径。随着我国管道防腐技术飞速的发展，诸多高性能、复合化及经济性防腐新材料与技术相继发展起来，由于管道穿越地区的地形复杂并且土壤性质具有多样化，因此埋地管道防腐蚀材料的等级应根据实际土壤微生物腐蚀性的等级确定。腐蚀微生物主要是在自然界中参与硫、铁等元素循环的菌类，包括厌氧菌与好痒菌等，腐蚀微生物分解铁是一个综合性的电化学过程，该过程会对金属管道表面造成腐蚀性的伤害，严重者还会导致金属管道腐蚀穿孔，进而造成重大的损失，因此详细地了解埋地管道微生物的腐蚀机理，并据以采取相应的防护措施十分必要。 2.埋地管道微生物腐蚀机理 2.1硫酸盐还原菌的腐蚀机理 硫酸盐还原菌是厌氧腐蚀的诱发根源，微生物往往是局部附着。金属的表面所被附着的部位难以与氧气接触，进而产生氧浓差电池致使附着物下面的金属被强烈地腐蚀。与此同时，好养细菌在代谢作用的过程中也会消耗大部分的氧气而造成氧浓度差异，进而也产生氧浓差电池。耗氧量大的区域相对于其他区域而言为阳极，使得集体产生局部腐蚀，阴极去极化作用则是腐蚀中的关键步骤，相关腐蚀反应式为： 阳极反应：4Fe→4Fe2++8e 阴极反应：8H++8e→8H 水的分解：8H2O→8H++8OH- 硫酸盐还原菌阴极去极化作用公式为：SO42-+8H→S2- +4H2O 腐蚀反应产物：Fe2++S2-→FeS 腐蚀反应产物：3Fe2++6OH-→3Fe（OH）2↓
混凝土微生物腐蚀防治研究现状和展望
混凝土微生物腐蚀防治研究现状和展望 摘要：介绍了混凝土微生物腐蚀的危害，结合混凝土微生物腐蚀的作用机理，分析了国内外混凝土微生物腐蚀防治措施的研究现状和存在的问题，并展望了未来的发展趋势。 关键词：混凝土；微生物腐蚀；防治措施；研究现状 0引言 微生物腐蚀导致混凝土表面污损、表层疏松、砂浆脱落、骨料外露，严重时产生开裂和钢筋锈蚀，使污水处理设施服役寿命缩短，这不仅影响城市的整体功能，而且还导致严重的经济损失。据统计[1] ，德国建筑材料的破坏中微生物腐蚀所占份额约为10% ～20%，20 世纪70 年代，仅汉堡市污水管道系统因微生物腐蚀造成的维修费用就高达 5 000 万马克。美国洛杉矶市一条总长 1 900 km 的混凝土污水管道，其中208 km 已遭到微生物腐蚀破坏，修复费用高达4 亿美元。而全美现有8. 0 ×105 km 的混凝土污水管道需要修复或完全更换。《中国工业与自然环境腐蚀问题调查与对策》的调研结果表明[2] ，腐蚀给我国国民经济造成的年损失高达4 979 亿元以上，材料的自然环境腐蚀占总损失的80% 以上，大多是自然环境中化学、物理和微生物等多种因素共同作用的结果。对国内污水处理设施的调研结果发现[3] ，由于缺乏足够的认识和有效的防治措施，现有大量污水处理设施已遭到严重的腐蚀破坏，无法达到设计使用年限，一些新投入运行的污水处理工程，短期内也已产生明显的腐蚀现象。 欧美国家很早就对混凝土的微生物腐蚀问题给予了足够重视，而国内这方面的研究相对较少。 1腐蚀机理 1945 年，C. Parker[4] 发现，污水环境下混凝土的失效与微生物的新陈代谢作用有关，硫氧化菌、硫杆菌和噬砼菌3种细菌的生存代谢生成生物硫酸导致混凝土腐蚀，通过分析提出了混凝土微生物腐蚀的作用机理[5] :在厌氧环境下，硫酸盐还原细菌将管道底部硫酸盐或有机硫还原为H2 S，H2 S进入管道未充水空间；在好氧环境下，硫氧化细菌将其氧化为生物硫酸，硫酸渗入混凝土，与混凝土中Ca (OH) 2反应生成石膏，由此导致水泥水化物(CSH)分解，生成不溶性且
海洋微生物腐蚀发展及机理研究介绍
海洋微生物腐蚀发展及机理研究介绍 摘要：随着我国海洋经济发展战略的提出和不断拓展，海洋材料的大量使用，对于海洋微生物腐蚀的研究也在日益深入。文章介绍了微生物腐蚀的研究发展过程、微生物腐蚀条件特征及的一些普遍认同的腐蚀机理。 关键字：微生物腐蚀金属材料微生物膜腐蚀防护 1.引言 随着经济全球化的发展及全球经济的迅猛发展，人们对于陆地资源的开发力度越来越大。人类社会的发展面临着资源危机的困扰。海洋面积约占全球面积的70%，其中蕴藏着丰富的矿产资源。按照海洋矿产资源形成的海洋环境和分布特征，从滨海浅海至深海大洋分布有：滨海砂矿、石油与天然气、磷钙土、多金属软泥、多金属结核、富钴结壳、热液硫化物以及未来的替代新能源--天然气水合物[1]。海洋中除了丰富的矿产资源外还拥有丰富的生物资源。据统计约有20多万种生物生存在海洋中。可以说海洋资源开发利用的程度和人类对于海洋资源的认识与开发的能力对于人类社会的未来的发展是至关重要的。 人们对于海洋开发与利用的，离不开开发海洋所需要利用的材料。我们将从海洋中提取出来的及专门用于海洋开发的各类特殊材料称之为海洋材料[2]。在海洋资源开发与利用过程中，材料应用的最主要破坏形式就是腐蚀，其中因海洋微生物影起的腐蚀约占海洋材料的70%到80%，每
年因此种腐蚀而影起的损失高达上千亿美元[3]。 所谓海洋微生物的腐蚀是指由各种各种微生物的生命活动而造成海洋环境中使用的各种材料的腐蚀过程统称为微生物腐蚀（ Microbiologically influenced corrosion， MIC）。附着于材料表面的微生物膜是诱发材料表面生物性腐蚀的重要因素，微生物的附着是高度自发过程，它几乎可以导致所有材料的腐蚀[4]。从微生物腐蚀的机理上去彻底研究材料表面与微生物的相互作用对于提高材料的抗微生物腐蚀的是极其重要的。 2 微生物腐蚀 2.1 微生物腐蚀研究的发展历史 1891年，盖瑞特首次报告了微生物腐蚀的例子[5]。近20年后，盖恩斯首先发现了微生物腐蚀，他在地下埋设的钢管腐蚀产物中提取出了铁嘉氏杆菌，并发现有大量的硫的存在，这表明有腐蚀过程是有硫酸盐还原菌的参与。荷兰学者屈尔等在1934年，提出硫酸盐还原菌参与金属腐蚀中阴极氢去极化的理论，指出了硫酸盐还原菌在金属腐蚀中起到非常重要的作用。1949 年，Butlin 和Vernon给出了这个领域的一些经典的基本概念。后来，剑桥的Postgate系统地研究了硫酸盐还原菌的生理、生态和生化特征及营养需求，奠定了微生物腐蚀的理论基础。20世纪60年代以来，欧洲各国及美国的许多学者都对微生物的腐蚀机理进行了大量的研究。但人们对于微生物腐蚀的认识还仅仅还处于对个别的微生物腐蚀失效事故的描述的阶段。到80年代中期，随着环境扫描电镜、原子力显微和激光共焦显微等表面分析技术的发展，人们可以测量到生物膜的厚度和
油气管道局部腐蚀原因分析
管道局部腐蚀原因分析 1．磨损、冲刷腐蚀 从查阅资料中发现,有80%的管线穿孔是由磨损、冲刷腐蚀造成。发生穿孔的管段中体现在井排来油汇管至分离器进口管段,以及污水外输泵出口管段。 穿孔的形式表现为点蚀,穿孔发生的部位突出表现在管线底部、弯头或三通下游直管段及外输泵出口(弯径后)管段。原因是:进站混输原油介质中含砂严重,在目前进站原油综合含水量极高的情况下,混输原油介质携砂、裹砂能力大幅度下降,砂粒随介质在管线底部高速流动,对管线底部形成线状磨损,在高矿化度含油污水的腐蚀影响下, 加速了管线的穿孔。同时,由于污水经过外输泵的加压增速,对外输泵出口管段,尤其是外输泵出口管段和闸阀后直管段底部形成强烈的冲刷磨损磨蚀,穿孔现象频繁发生。 2．微电池腐蚀 形成微电池腐蚀的原因是多方面的,但主要与金属的化学成分、合金组织、物理状态的不均、金属表面膜的不完整和土壤结构的差异有直接的关系。因在同一金属的不同部位存在着一些化学或物理状态上的不均匀分布,从而在相同金属的不同位置上形成了电极电位的高低差异,这也就产生了许许多多个微小的腐蚀电池。这种微电池腐蚀在站内工艺管网中是普遍存在的,直观地表现在与干线连接的压力表头和架空管道金属支撑架部位处的管道腐蚀上。前者主要是源于压力表接头与干线母材之间存在着化学成分的不均匀及金属组织的不均匀;后者则是由于金属掺套与架空管道焊接在一起,造成了金属掺套与干线母材均化学成分不均一,以及在架空管道受到热应力变形时,与支掺套相接触的管道所受到的应力状态不均匀。这些不均匀性, 都会导致管道受到微电池腐蚀。 3．浓差电池腐蚀 浓差电池腐蚀是站内工艺管道常见的一种腐蚀现象。穿墙、穿管沟的管线腐蚀大都属于浓差电池腐蚀。其腐蚀机理是:当同一种金属通过不同的电解质溶液或电解质溶液的浓度、温度、压力等条件不同时,在金属的表面便产生不同的电极电位,形成浓差腐蚀电池,电极电位较低的管道部位为腐蚀电池的阳极发生腐蚀。 站内工艺管网的架空管段,其保温层把伴热线和干线包裹在一起。由于伴热