Ингибирование микробиологической коррозии и наводороживания мартенситной хромоникелевой стали в натуральной и искусственной морской и океанической воде N-содержащими гетероциклическими соединениями

• Автор: Кондрашева, Елена Михайловна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Калининград
• Количество страниц: 150 с. : ил.

1 Введение

2 Литературный обзор

2.1 Основные понятия о сульфатредуцируюших бактериях.

2.1.1 Участие СРВ в круговороте серы в природе

2.1.2 Распространнность СРВ в природе.

2.1.3 Краткие сведения о сульфатредукторах.

2.1.4 Стадии развития СРВ

2.2 Влияние физикохимических свойств среды на развитие и жизнедеятельность СРВ

2.2.1 Влияние среды.

2.2.2 Роль окислительновосстановительного потенциала среды

2.2.3 Влияние температуры и присутствия кислорода

2.3 Микробиологическая коррозия стали
2.3.1 Диссимиляторная сульфатрсдукция
2.3.2 Роль СРВ в коррозионном разрушении металлов
2.3.3 Механизм анаэробной коррозии металлов
2.3.4 Влияние сероводорода на сульфидную коррозию металлов.
2.3.5 Роль сульфидов в сероводородной коррозии металлов
2.4 Иаводороживание металлов.
2.4.1 Диффузия водорода в металлах.
2.4.2 Абсорбция водорода в процессах коррозии стали
2.4.3 Формы существования водорода в железе и стали
2.4.4 Распределение водорода по сечению металла
2.4.5 Влияние водорода на механические характеристики стали
2.4.6 Влияние сульфатредуцируюших бактерий на иаводороживание стали
2.5 Методы защиты от микробиологической коррозии.
2.5.1 Ингибирование анаэробной коррозии, инициированной СРВ
2.5.2 Биоцидное действие ингибиторов .
2.5.3 Механизм ингибирующего действия органических соединений на ЭСК.
2.6 Пост ановка задачи исследования
3 Экспериментальная часть.
3.1 Исследование микробиологической коррозии стали.
3.1.1 Выделение накопительной культуры СРВ.
3.1.2 Микробиологические исследования
3.2 Исследование наводороживания стали
3.2.1 Определение количества абсорбированного водорода.
3.2.2 Электрохимические исследования.
4 Полученные результаты и их обсуждение.
4.1 Микробиологическая коррозия и наводороживанис стали ХН2 в морской
воде различного происхождения с СРБ
4.2 Микробиологическая коррозия стали ХН2 в водносолевой среде
В с СРБ и исследуемыми ОС.
4.2.1 Влияние исследуемых органических веществ на бактериальный титр
СРБ в коррозионной среде
4.2.2 Влияние исследуемых органических веществ на концентрацию сероводорода, продуцируемого СРБ, при коррозии стали X1ЗН2 в водносолевой среде
4.2.3 Влияние исследуемых органических веществ на водородный показатель водносолевой среды при коррозии стали X1ЗН2 в присутствии СРБ.
4.2.4 Влияние исследуемых органических вещест в на редокспотенциал водносолевой среды при коррозии стали X2 в присутствии СРБ
4.2.5 Влияние исследуемых органических веществ на электродный потенциал
стали ХН2 при коррозии в водносолевой среде в присутст вии СРБ.
4.2.6 Влияние исследуемых органических веществ на скорость коррозии стали
X1ЗН2 в водносолевой среде с СРБ
4.3 Влияние ОС на микробиологическую коррозию стали X1ЗН2 в морской воде различного происхождения с СРБ.
4.4 Наводороживанис металла.
4.4.1 Наводороживанис хромоникелевой и углеродистой сталей при микробиологической коррозии в водносолевой среде с СРБ.
4.4.2 Влияние исследуемых органических веществ на абсорбцию водорода
сталью X1ЗН2 при е коррозии в водносолевой среде РоОДа1е В с СРБ.
4.5 Электрохимические исследования стали X1ЗН2 в водносолевой среде с СРБ и исследуемыми ОС
4.6 Возможные механизмы подавления сульфатредукции исследуемыми органическими соединениями.
5 Основные выводы
Перечень принятых сокращений
Список литературы


Установлено, что сообразно стадиям развития культуры сульфатредукторов изменяются кислотноосновные свойства коррозионной среды, которые определяют соотношение форм растворнного биогенного 2 в системе, их коррозионную активность. Введение ОС в рассматриваемую коррозионную систему позволяет расширить интервал , в котором термодинамически устойчивы мснсс коррозионноопасные формы сероводорода. Выявлено снижение скорости коррозии и уменьшение абсорбции катодновыделяемого водорода приповерхностными слоями стали X1ЗН2 при введении ОС в коррозионную среду с СРВ. Установлено, что замещнные сульфаниламиды проявляют наибольшую эффективность, нежели производные пиримидина. Этазол растворимый, введнный в максимальной из рассматриваемых концентраций, показал высокие биоцидные и ингибирующие коррозию и наводороживанис свойства в системе сталь X1ЗН2 морская вода различного происхождения с СРВ. Установлено влияние компонентного состава коррозионной среды на развитие СРБ и процессы электрохимической коррозии и наводороживания стали при экспонировании металлических образцов в морской воде различного происхождения с микроорганизмами вида ОеБиИоупо скзЫГипсапз. Выявлена зависимость количества абсорбированного приповерхностными слоями стали водорода от времени экспозиции металлических образцов в коррозионной среде е СРБ. Водородосодержание образцов сталей X1ЗН2 и СтЗ максимально после их восьмисуточнои экспозиции в водносолевой среде Роа1е В с СРБ, что соответствует полному циклу жизнедеятельности сульфатредукторов в рассматриваемой замкнутой системе. Из анализа поляризационных кривых установлено, что введение исследуемых замещнных сульфаниламидов в водносолевую среду Роа1е В с СРБ способствует замедлению катодного процесса разряда ионов водорода на поверхности стали X1ЗН2 и затруднению анодной реакции ионизации металла. Все рассматриваемые соединения проявляют свойства ингибиторов смешанного типа. Сера представляет собой один из так называемых циклических элементов, миграция которых происходит в системе суша океан атмосфера суша. В земной коре сера распространена главным образом в виде сульфидов металлов, в океане в виде сульфатов в атмосфере присутствуют диоксид серы и сероводород, а также сульфаты в виде аэрозоля. В почвах в основном находятся органические соединения восстановленной серы . Глобальный биогеохимический цикл серы представляет собой сложную и разветвлнную сеть химических и биохимических реакций, в которых сера принимает участие в виде соединений, обладающих различным агрегатным состоянием рис. Г лобальный цикл серы включает круговорот элемента в литосфере, почве, континентальных водомах, а также атмосферный и океанический циклы . Основные круговороты серы сосредоточены на границе аэробной и анаэробной зон . Во многих процессах восстановления и окисления серы участвуют микроорганизмы, в частности, СРБ участвуют в круговороте серы в природе, восстанавливая сульфаты с образованием больших количеств сероводорода . Одним из источников поступления серы в атмосферу, в основном в виде НгБ, являются биологические процессы в почве и в поверхностных водах при воздействии на них десульфирующих микроорганизмов. СРБ принадлежит основная роль в образовании лечебных рязей. С жизнедеятельностью этих бактерий связывают процесс биогенного содонакоиления в почвах, обогащенных сульфатами . Большинство разрабатываемых месторождений серы например, в Техасе, Луизиане и Мексике имеет невулканическое происхождение это отложения биогенной серы прошлых геологических эпох . Из морской воды сера в виде НгБ в атмосферу поступает в основном из мелководных прибрежных областей и приливных равнин. В морской воде НгБ образуется в результате биологических процессов восстановления Б Од2 , вызванных анаэробными бактериями. Поверхностные воды океана, где протекает большая часть морского кругооборота серы являются более значительным источником НгБ, чем глубокие, так как выделяемый из глубокой океанической и морской органической среды НгБ окисляется перед выходом в атмосферу.