微生物腐蚀的简介
闭塞电池腐蚀机理
闭塞电池腐蚀机理
一、化学腐蚀
化学腐蚀是指金属表面与周围介质发生直接化学反应而引起的破坏。
在闭塞电池中，由于电解质溶液的存在，金属表面会与溶液中的离子
发生化学反应，导致金属表面逐渐被腐蚀。例如，锌与酸反应生成氢
气和锌离子，铁与氧化剂反应生成铁离子和水等。
二、电化学腐蚀
电化学腐蚀是指金属表面与电解质溶液发生电化学反应而引起的破
坏。在闭塞电池中，由于金属电极的存在，电解质溶液中的离子会在
金属表面形成原电池，导致金属电极发生氧化或还原反应，进而引起
腐蚀。例如，在铜-锌原电池中，锌电极发生氧化反应而被腐蚀。
三、微生物腐蚀
微生物腐蚀是指由微生物生命活动引起的金属腐蚀。在闭塞电池中，
由于电解质溶液的存在，会滋生各种微生物，如细菌、真菌等。这些
微生物在生长繁殖过程中会分泌出有机酸、酶等物质，对金属表面造
成腐蚀。例如，硫酸盐还原菌在厌氧条件下会还原硫酸根离子为硫化
氢，对金属表面造成腐蚀。
四、应力腐蚀开裂
应力腐蚀开裂是指金属在受到拉应力和特定的腐蚀介质共同作用下
发生的脆性断裂现象。在闭塞电池中，由于制造、使用过程中产生的
应力作用，金属表面容易发生应力腐蚀开裂。例如，钢制电池壳体在
受到机械应力和酸性溶液的共同作用下会发生应力腐蚀开裂。
五、环境因素影响
环境因素对闭塞电池腐蚀的影响也非常重要。例如，温度、湿度、氧
气浓度、污染物等环境因素都会影响金属表面的腐蚀速率。在高温、
高湿度的环境中，金属表面的腐蚀速率会加快；而在低湿度、低氧含
量的环境中，腐蚀速率则会减缓。此外，污染物如硫化物、氮化物等
也会对金属表面造成腐蚀。
金属腐蚀类型
金属腐蚀类型金属腐蚀是指金属在一定的环境条件下，由于与外界介质的作用而发生的一种不可逆转的化学或电化学反应。
金属腐蚀的类型多种多样，下面将详细介绍几种常见的金属腐蚀类型。
1. 酸性腐蚀酸性腐蚀是指金属在酸性介质中受到侵蚀和破坏的过程。
酸性腐蚀主要是由于酸性介质中的氢离子与金属表面的金属离子发生反应，导致金属表面产生腐蚀。
酸性腐蚀对金属的侵蚀速度较快，常见的酸性腐蚀有硫酸腐蚀、盐酸腐蚀等。
2. 碱性腐蚀碱性腐蚀是指金属在碱性介质中受到侵蚀和破坏的过程。
碱性腐蚀主要是由于碱性介质中的氢氧根离子与金属表面的金属离子发生反应，导致金属表面产生腐蚀。
碱性腐蚀对金属的侵蚀速度较慢，常见的碱性腐蚀有氢氧化钠腐蚀、氢氧化钾腐蚀等。
3. 氧化腐蚀氧化腐蚀是指金属在氧气介质中受到侵蚀和破坏的过程。
氧化腐蚀主要是由于金属与氧气反应生成金属氧化物，导致金属表面产生腐蚀。
氧化腐蚀对金属的侵蚀速度较快，常见的氧化腐蚀有铁锈的形成。
4. 电化学腐蚀电化学腐蚀是指金属在电解质溶液中受到电化学反应的影响而发生腐蚀的过程。
电化学腐蚀通常涉及两个电极，一个是阳极，受到腐蚀；另一个是阴极，不受腐蚀。
电化学腐蚀的速度与电解质中的离子浓度、温度等因素有关。
5. 浸蚀腐蚀浸蚀腐蚀是指金属在液体中长时间浸泡而导致的腐蚀。
浸蚀腐蚀通常是由于液体中的化学物质对金属表面的侵蚀而引起的，常见的浸蚀腐蚀有酸浸蚀、碱浸蚀等。
6. 废品腐蚀废品腐蚀是指金属在废弃物堆放场等环境中受到腐蚀的过程。
废品腐蚀通常是由于废弃物中的化学物质对金属表面的侵蚀而引起的，废品腐蚀的速度较快。
7. 金属间腐蚀金属间腐蚀是指不同金属在一定条件下接触而引起的腐蚀。
金属间腐蚀通常是由于不同金属之间的电位差引起的，常见的金属间腐蚀有铝与不锈钢的接触腐蚀。
8. 微生物腐蚀微生物腐蚀是指微生物对金属的腐蚀作用。
微生物腐蚀通常是由于微生物在金属表面形成生物膜，产生酸性物质等导致的，常见的微生物腐蚀有铁细菌腐蚀、硫酸盐还原菌腐蚀等。
常见腐蚀机理汇总
常见腐蚀机理汇总腐蚀是指金属及其合金与周围环境中的化学性物质相互作用，导致金属表面发生损坏和失去原有性能的过程。
腐蚀是金属材料常见的破坏形式，对于工业生产和日常生活都具有重要的影响。
下面将对常见的腐蚀机理进行汇总。
1.酸性腐蚀酸性腐蚀是指在酸性介质中，金属表面发生的化学反应造成的腐蚀现象。
酸性腐蚀的机理主要是酸性介质中的氢离子与金属表面上的金属离子发生反应，导致金属表面的腐蚀。
2.碱性腐蚀碱性腐蚀是指在碱性介质中，金属表面发生的化学反应造成的腐蚀现象。
碱性腐蚀的机理主要是碱性介质中的氢氧根离子与金属表面上的金属离子发生反应，导致金属表面的腐蚀。
3.氧化腐蚀氧化腐蚀是指在含氧气的环境中，金属表面发生的化学反应造成的腐蚀现象。
氧化腐蚀的机理主要是金属表面上的氧与金属表面上的金属离子发生反应，导致金属表面的腐蚀。
4.电化学腐蚀电化学腐蚀是指在电解质溶液中，金属表面发生的电化学反应造成的腐蚀现象。
电化学腐蚀的机理主要是金属表面上的阳极区域和阴极区域发生电流流动，产生阳极溶解和阴极保护，导致金属表面的腐蚀。
5.微生物腐蚀微生物腐蚀是指在生物多样性环境中，由微生物引起的金属腐蚀。
微生物腐蚀的机理主要是微生物代谢产物对金属表面的化学反应，以及微生物表面对金属表面的附着和菌斑形成导致的腐蚀。
6.废物气体腐蚀废物气体腐蚀是指金属材料与废物气体中的化学物质相互作用，导致金属表面的腐蚀。
废物气体中的酸性气体、碱性气体、氧化性气体等会与金属发生反应，引起腐蚀。
7.氯离子腐蚀氯离子腐蚀是指氯离子与金属表面发生的化学反应造成的腐蚀现象。
氯离子腐蚀的机理主要是氯离子与金属表面上的金属离子发生反应，导致金属表面的腐蚀。
8.压力腐蚀压力腐蚀是指金属材料在受到应力的作用下，与周围环境中的化学性物质相互作用，导致金属表面发生的腐蚀现象。
压力腐蚀的机理主要是应力破坏了金属表面的化学传递层，使得金属离子释放速率增加，导致腐蚀加剧。
9.过热腐蚀过热腐蚀是指金属材料在高温环境下发生的腐蚀现象。
简述飞机上微生物腐蚀发生的部位及预防方法
简述飞机上微生物腐蚀发生的部位及预防方法
飞机上微生物腐蚀主要发生在机翼、机身和尾翼等金属部件上。
预防微生物腐蚀的主要方法包括以下几个方面：
1. 设计材料选择：选择抗微生物腐蚀的材料，例如不锈钢和钛合金等。
2. 表面处理：在金属表面进行缓蚀处理，例如喷涂防腐剂和涂层等，以减少微生物的附着和生长。
3. 定期清洗和保养：定期清洗飞机表面，去除积累的污物和微生物。
4. 定期检查：定期对飞机进行检查，发现微生物腐蚀问题及时修复。
5. 抗微生物涂层：涂上抗微生物涂层，能有效抑制微生物的生长。
6. 增强通风换气：通过增加飞机的通风换气系统，减少湿度和降低微生物的生长环境。
综上所述，通过合理选择材料，表面处理，定期清洗和保养，定期检查，涂上抗微生物涂层以及增强通风换气等方法可以有效预防飞机上微生物的腐蚀问题。
微生物腐蚀机理
微生物腐蚀机理我呀，对这微生物腐蚀机理可有些自己的琢磨。
微生物这东西，小得你都看不见摸不着，就像一群隐藏在暗处的小捣蛋鬼。
你看啊，那些微生物就生活在各种各样的环境里，潮湿的角落、生锈的铁管旁边、还有那有些年头的墙缝里。
它们长得奇奇怪怪的，有的像个小逗号，扭来扭去的；有的圆滚滚的，就像个小豆子。
它们表面上安安静静的，可心里啊，有着自己的小算盘。
就拿铁来说吧，铁在那好好的，亮闪闪的。
微生物就凑上去了，它们会分泌一些东西，那些东西啊，就像它们的秘密武器。
这些秘密武器就开始和铁发生反应，一点点地侵蚀着铁。
我就想啊，这铁得多委屈啊，本来好好的，就被这些小不点给盯上了。
我和一个研究这个的朋友聊天，我就问他：“你说这些微生物咋就这么厉害呢？”他就跟我说：“哎呀，你可别小看它们，它们这是在生存，为了自己能活下去，就会利用周围的物质。
”我就又说：“那铁就这么倒霉啊？”他笑着说：“这就是自然的规则，微生物也得遵循着来。
”我又想起来有一回我去一个老工厂，那里到处都透着一股陈旧的气息。
那些设备上啊，好多锈迹斑斑的地方。
我就感觉，这微生物腐蚀在这肯定没少干坏事。
那锈迹就像是微生物腐蚀留下来的标记，宣告着它们的“战绩”。
这些微生物就像一支小小的军队，悄无声息地攻占着金属、石头这些东西的“领地”。
而且啊，微生物之间还会互相配合呢。
就像一群小伙伴，这个负责释放一种物质，那个负责把腐蚀的东西带走，它们忙得不亦乐乎，可把被腐蚀的东西给害苦了。
这微生物腐蚀的机理啊，就像是一场看不见硝烟的战争，微生物在微观的世界里，凭借着它们独特的本事，不断地改变着我们看得见的世界。
微生物对皮革制品腐蚀的原理
微生物对皮革制品腐蚀的原理皮革制品(皮鞋、皮夹,皮包、皮箱等)的发霉是众所皆知的事实。
发霉不仅影响皮革制品的外观, 而且损害其内在质量。
制作皮鞋、皮箱等的皮革是由动物的皮加工而成的。
动物皮的主要成分是蛋白质和脂肪。
在皮革加工过程中, 还要使用动植物油脂、奶酪素等物质。
这些物质都是微生物的丰富养料。
空气中有许多霉菌孢子在漂浮, 它们随时都会粘附到皮革表面。
一旦环境的温度、湿度适宜时,这些孢子就会吸饱水分而萌发, 开始依赖自身的贮藏物质而生长, 当菌丝生长到一定阶段,同时贮藏物质被逐渐消耗完了时,它们就要从外界环境,即从皮革中吸收营养物质,进行新陈代谢,继续生长繁殖。
但是皮革的主要成分蛋白质和脂肪, 是高分子物质, 不能通过达些霉菌的细胞膜,不能被霉菌直接吸收利用。
于是菌丝体就会分泌出各种水解酶 (包括蛋白酶,脂酶等)对皮革中的高分子物质进行水解,以水解为小分子物质而被霉菌所吸收。
其中, 水解酶中的蛋白酶,对皮革蛋白质起着极大的分解破坏作用。
有些霉菌存在内肽酶,能水解蛋白质分子内部肽键,生成分子量较小的多肽类。
有些霉菌能胞外分泌出外肽酶(氨肽酶、羧肽酶),分解蛋白质或多肽分子氨基或羧基末端的肽键, 而游离出氨基酸。
霉菌中有些蛋白酶可水解蛋白质或多肱的酯键, 或者水解蛋白质或多肽的酰胺键。
在霉菌的蛋白酶的作用下, 皮革蛋白质就被水解为可以溶于水的小分子氨基酸, 这些小分子的氨基酸是霉南良好的碳源、能源和氮源。
皮革中的脂肪, 以及皮革加工过程中使用和添加的动植物油脂,也是大分子物质,也不能通过霉菌的细胞膜。
霉菌所分泌的脂酶, 就能把脂肪类物质分解为甘油和脂肪酸等小分子物质, 这些物质也是霉菌所需的营养物质。
皮革中还存在有不少微生物所需要的无机元素。
所以, 一旦空气湿度较大、温度较高,霉菌就会在皮革制品上旺盛生长。
因此, 可以说皮革发霉的过程, 也就是皮革主要成分蛋白质不断被分解破坏的过程, 也是皮革制品受腐蚀的过程。
管道腐蚀机理
管道腐蚀机理全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：管道腐蚀是管道工程中常见的问题，它会降低管道的使用寿命，甚至导致管道破裂造成事故。
管道腐蚀的机理复杂，主要包括电化学腐蚀、化学腐蚀和微生物腐蚀等多种方式。
了解管道腐蚀的机理对于有效预防和控制管道腐蚀至关重要。
电化学腐蚀是管道腐蚀的一种主要形式。
在含水介质中，金属管道表面会形成电化学电池。
管道金属处于不同电位的部位之间形成阳极和阴极。
阳极在电化学反应中被氧化产生金属离子，而阴极则在电化学反应中充当还原剂。
在电解质溶液中，阴极和阳极之间的电流流动促使阳极金属的溶解，产生腐蚀现象。
电化学腐蚀通常受到外界因素如温度、湿度、PH值等的影响，因此管道在设计和使用中需要考虑这些因素以避免腐蚀的发生。
化学腐蚀是另一种常见的管道腐蚀形式。
化学腐蚀是指金属与环境中的化学物质直接发生反应而导致金属腐蚀。
当氧气、水、有机物和酸碱等物质与金属表面接触时，会产生氧化、还原和形成酸碱等化学反应，加速金属表面的腐蚀。
氧气是导致管道腐蚀的主要因素之一，因此在设计和使用管道时需要注意通风和防潮，减少氧气和水接触金属表面的机会。
微生物腐蚀是一种特殊的管道腐蚀形式。
微生物腐蚀是由微生物在管道表面形成生物膜，并产生特定的代谢产物导致金属腐蚀。
微生物腐蚀通常发生在含有微生物的介质中，如水、土壤等。
微生物腐蚀对管道的腐蚀速度较慢，但会在管道内壁形成微小的腐蚀斑点，逐渐加剧管道的腐蚀。
在设计和使用管道时需要定期清洗和消毒，防止微生物生长和腐蚀。
除了以上几种腐蚀机理外，还有一些其他因素也会对管道的腐蚀产生影响，如温度、压力、流速等。
温度会影响金属的热化学性质，而压力和流速则会影响管道内介质的腐蚀速度。
在高温和高压下，金属会更容易受到腐蚀，因此在设计和使用管道时需要考虑这些因素并采取相应的保护措施。
为了有效预防和控制管道腐蚀，可以采取一些常见的防腐措施，如涂层保护、阳极保护、防腐看管等。
涂层保护是在管道表面涂覆防腐材料，形成一层保护层以阻止金属与环境接触。
微生物腐蚀
沿海地区污水处理厂防腐蚀技术措施闻宝联1林文波2 邓彪2 张宝祥2（1.天津市市政工程研究院，天津，300074；2.天津市创业环保股份有限公司，天津，300074）引言天津滨海新区的开发开放已纳入国家总体发展战略，将成为我国北方的经济中心和宜居生态城市。
在未来15年内，城市基础设施将一直是建设重点。
作为实现生态城市重要保障的污水处理厂更是重中之重。
值得一提的是，2007末我国与新加坡签订了《中新生态城框架协议》，正式确定中新生态城落址天津滨海新区。
中新生态城项目落户将促进相关产业借助生态城发展壮大。
如环保产业，生态城对生态的要求极高，城内用水全部为海水淡化或再生水，所有污水将由污水处理厂处理后达标排放。
这为环保技术和环保产品提供了广阔市场。
中新生态城规划面积30平方公里生态城内和周边区域正在建设多个污水处理厂。
输送和处理污水的构筑物一般都是钢筋混凝土结构，污水处理系统中的混凝土构筑物常年受到各种腐蚀介质和微生物的侵蚀，不仅如此，在沿海环境下，还要受到地下水土的侵蚀，导致结构强度过早下降，无法达到使用期限的要求，造成能源、资源的巨大浪费。
因此，对沿海污水处理构筑物混凝土耐久性研究迫在眉睫，研究其综合腐蚀作用机理，寻求混凝土结构性能的衰减规律，将对整个滨海新区污水处理构筑物混凝土的结构设计及使用寿命延长提供重要依据。
1腐蚀因素分析1.1微生物对钢筋混凝土的腐蚀微生物腐蚀是指微生物引起的腐蚀或受微生物影响的腐蚀(Microbially Influenced Corrosion)。
引起腐蚀的微生物有很多种，硫酸还原菌、真菌、蓝细菌、硝化细菌、几乎各种厌氧菌、真菌，这些细菌不仅造成混凝土的劣化，对其中的钢筋、铁件也造成强烈的腐蚀 [1] [2]。
微生物的腐蚀主要是由其生命活动中产生腐蚀性物质而造成的[3]。
微生物的代谢过程可分为好氧和厌氧两种。
好氧代谢主要发生在供氧充分的区域，如曝气池、沉淀池的水面表层等处，厌氧代谢主要发生在贫氧的环境，如地下管网、沉淀池的水下部位等[4]。
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该理论的依据主要是绝大多数MIC的最终产物是低碳链的脂肪酸,其中较常见的是醋酸。当醋酸在微生物腐蚀沉积物下浓缩时,对碳钢有很强的侵蚀性。在含氧环38境中,紧靠沉积物下面的区域相对于周围的大阴极成为小阳极。氧的阴极还原反应导致金属周围溶液的p H值变大,金属在阳极区形成金属阳离子。如果阳极区和阴极区是隔离的,阳极区的p H值下降,阴极区的p H值会上升。
参考文献
[1]刘建华.材料保护.北京：2000，33(11) :32
[2]陈六平.腐蚀与防护.北京：1996（6）
[3]吴建华.海洋微生物腐蚀的研究方法.腐蚀与防护：1999 ,20 (5) :231.
[4] 冯世功.石油微生物学.上海：上海交通大学出版社,1984
[5] 冯世功.微生物与腐蚀.上海：国外石油工程,1994(3)
等发现,在硫酸盐矿上SRB对铜及铜合金造成腐蚀,腐蚀产物为一层厚厚的、没有附着力的硫化铜或者六边形硫化铜。SRB产生的硫化氢被认为是导致铜及其合金发生点蚀及应力腐蚀开裂的因素,产生的硫化氢导致疏松易剥落的腐蚀产物层CuS及CuS1 + x的形成,点蚀发生在硫化铜膜脱落处。另外,假单孢菌也可使铜及铜合金腐蚀。细菌粘附于金属表面的体外大分子物质对液相中的铜离子有饱和键合作用,从而使体外大分子活性高的菌落与体外大分子活性低的邻近区域形成浓差电池。
第四章微生物腐蚀研究的发展近况
微生物腐蚀经过几十年的研究,已经从个别的失效事故的描述性的报道,转移到腐蚀过程和机制的研究,主要集中在用电化学方法和表面分析技术来研究金属和合金的腐蚀机制。未来的发展趋势将是从宏观到微观,用基因探针、微电极以及扫描振动电极来进一步揭示生物膜和腐蚀过程之间的空间关系和微观机制。基因探针作为一种最新发展的生物测量技术,可在实验室内和现场用于对生物膜内的细菌进行快速、原位的测量;微电极技术可以测量生物膜内的物理化学环境,如pH值、溶解氧、氧化还原电位Eh ,以及铁、锰、氯等离子,Dexter等人已经在这方面进行了一些开创性的工作。扫描振动电极系统用于微生物腐蚀的研究,可以测量电极表面的电流密度分布和电位分布,结合表面分析技术,对于探讨微生物腐蚀机制大有帮助。微生物腐蚀的工业现场原位监测与控制技术也是微生物腐蚀研究的重要发展方向和现实问题。
目 录
第二章微生物对钢铁的危害………………………………………………………………..1
第ห้องสมุดไป่ตู้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。
§3.3镍及其合金
镍及其合金耐MIC的能力较强,但也能产生严重的点蚀。合金400 (UNS NO4400)在氯离子穿透钝化膜的地方易发生孔蚀和缝隙腐蚀。硫化物不仅能导致氧化层的改变还能引起它的破裂。Wagner等介绍了合金400易发生沉积物下的腐蚀和形成由细菌引起的氧浓差电池。Gouda等试验证明:暴露在波斯湾的合金400发生局部腐蚀,蚀孔在SRB产生的沉积物下形成,镍选择性脱溶。Pope等报道了一核电厂的研究情况,观察了在连续沉积物下合金400的热交换管上发生的与合金脱溶有关的孔蚀状况。嗜热菌可使Ni201发生严重的腐蚀,在20～80℃时,温度越高,腐蚀越严重;将无菌和有菌介质中的该合金实片偶合时,这种细菌可使试片产生3. 8μA/ cm2的阳极性电流。含有假单孢的冷却水中,蒙乃尔合金热交换管发生严重点蚀,并呈现出明显的晶间腐蚀,镍被优先浸出而剩下海绵状的富铜物质[19 ]。刘光洲等对B10合金的研究也发现类似的情况,镍铁选择性溶解,腐蚀形貌呈海绵状。
2.1.2浓差电池理论
Starkey认为,当部分金属表面有污垢或腐蚀产物如铁的水化物覆盖时,会形成浓差电池或气差。在很多情况下,这类腐蚀伴随着厌氧腐蚀,因为此类条件下,在金属表面附近形成了低氧区,形成了适合SRB生存的环境,从而加速了原先已经存在的腐蚀。这样,各种有机物和无机物就会阻止含氧水到达金属表面。1988年,Ringas等做了低碳钢在含SRB的介质中全浸泡试验,通过SEM观察和分析表明,碳钢表面形成了由SRB腐蚀导致的光亮的腐蚀坑。另外,他们还指出实际的腐蚀机理很复杂,包括各种浓差电池的形成和硫化物的产生。这种类型的腐蚀经常发生在航空器材和燃料系统中。
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。
2.2.2硫化细菌
硫氧细菌能将硫及硫化物氧化成硫酸: 2S +3O2 + 2H2 O→2H2 SO4。在酸性土壤及含黄铁矿的矿区土壤中,由于这种菌形成了大量的酸性矿水,使矿山机械设备发生剧烈的腐蚀。硫氧化菌属于氧化硫杆菌,在冷却水中出现的有氧化硫硫杆菌、排硫杆菌、氧化铁硫杆菌。
第三章其他金属
§3.1铝及其合金
铝合金腐蚀的机理主要有3种: (1)由细菌或真菌产生的水溶性无机酸; (2)氧浓差电池的形成;(3)硝酸盐到亚硝酸盐的转变。主要细菌有绿脓杆菌、产气杆菌、芽孢梭菌、黄曲霉菌以及枝孢菌。其中腐蚀最强的是枝孢菌,其次是绿脓杆菌。
铝及其合金的抗腐蚀性是由于其氧化铝钝化膜的形成。厚的阳极氧化膜有较好的抗蚀性。铝合金对局部腐蚀的敏感性使它易遭受微生物腐蚀。关于铝(99 %)及用于航空飞机和地下燃料储蓄罐的UNS A92024和UNS A97075合金的微生物腐蚀有很多报道。微生物局部腐蚀发生在油箱底部的油水混合相和油水交界层。燃料中的杂质,包括表面活性剂,水和水溶性的盐,都能促使细菌生长。1997年, Vaidya研究了假单孢菌对Al6061和Al2 O3强化的Al6061混合材料的腐蚀,证明微生物腐蚀对Al6061和强化铝混合材料的力学性能有很大影响,使得Al6061的临界应力下降;同时,强化Al6061合金的腐蚀更加严重。对Al ,L Y12及LC4在模拟飞机整体油箱环境中的试验证明,有SRB和树脂枝生孢子两种微生物参与了腐蚀。主要腐蚀类型为点蚀,其中纯铝最轻。
§3.4钛及其合金
钛是最耐微生物腐蚀的材料。在材料表面涂一层钛或钛合金能阻止适合SRB生长的厌氧条件的形成。这是由于钛或钛合金形成的厚度约5～20 nm的二氧化钛薄膜有特别强的保护功能,它能在p H值为2和100℃温度下保持完整。Shutz对生物活动过程中和原冷却水中,特别是在海水中使用30年以上的钛及其合金材料的调查研究发现,它们是耐MIC的。Shutz总结MIC的机理和较大范围内钛的腐蚀行为后指出,在低于100℃的温度下,钛不受铁细菌、氧化硫细菌、SRB、产酸细菌、浓差电池、氯浓差电池及氢脆的破坏。在实验室研究中,Wanger等在SRB和氧化硫细菌存在的情况下,在较低温度(23℃)和较高温度(70℃)都没有观察到二级钛(UNS R50400)的任何腐蚀。使用Mcneilhe和Odom模型,预测到钛对SRB引起的腐蚀具有免疫性。
§2.2钢铁的好氧腐蚀
2.2.1铁细菌
铁细菌能使二价铁离子氧化成三价,并沉积于菌体内外: 2Fe ( OH ) 2 + H2 O + 1/ 2O2→2Fe (OH) 3 (沉淀) ,从而促进铁的阳极溶解过程,且三价铁离子可将硫化物进一步氧化成硫酸。铁细菌常见于循环水和腐蚀垢中,有嘉氏铁柄杆菌、鞘铁细菌、纤毛细菌、多孢铁细菌、球依细菌几种。
第二章微生物对钢铁的危害
§2.1钢铁的厌氧腐蚀
在厌氧条件下,硫酸盐还原菌(SRB)诱发的腐蚀在钢铁材料微生物腐蚀中占主导地位, SRB的腐蚀机理主要有以下3种理论:阴极去极化;浓差电池;沉积物下酸腐蚀。
2.1.1去阴极化理论
1934年Kuhr提出了SRB腐蚀的经典理论,他认为阴极去极化作用是钢铁腐蚀过程中的关键步骤, SRB的作用是将氢原子从金属表面除去从而使腐蚀过程继续下去。据此理论,Booth等测定了低碳钢在SRB存在的介质中的阴极特征,结果支持Kuhr提出的阴极去极化理论,但他们同时指出,当系统中含有作为电子受体的可还原物质时,阴极区的去极化率与细菌的产氢能力有关;反之,当系统中不存在可还原物质时,阴极的去极化率与产氢能力无关,因此认为,细菌细胞质内的还原酶向氧化酶的转化产生了分子氢;在可还原物质存在时,阴极去极化率是细菌的氢化酶活性的函数,而可还原物质不存在时,阴极去极化率只与电极电位有关。
§3.2铜及其合金
铜及铜合金由于具有良好的抗腐蚀性、机械加工性、优异的导热导电性、易焊接和抗污性,经常用于海水管道系统和热交换器。通常认为,亚铜离子对微生物是有毒的,铜及其合金不会发生微生物腐蚀,或腐蚀情况很轻,但实际情况并非如此。
SRB会腐蚀铜及铜合金。赖春晓在地下管道铜设施中发现了SRB腐蚀。1991年,Mcneil