微生物腐蝕基礎(chǔ)課件

材料腐蝕與防護微生物腐蝕主講人：唯真求新材料腐蝕與防護主講人：唯真求新主要內(nèi)容微生物腐蝕的定義微生物腐蝕的分類微生物腐蝕的機制主講人：指導(dǎo)老師：唯真求新主要內(nèi)容微生物腐蝕的定義主講人：指導(dǎo)老師：唯真求新一、微生物腐蝕是什么？微生物腐蝕(MIC)是一種特殊類型的腐蝕，它是由于微生物的直接或間接地參加了腐蝕過程所起的金屬毀壞作用。微生物腐蝕是一種局部腐蝕，而且?guī)缀醵加悬c蝕的跡象，其危害是極其嚴重的。沖蝕破壞文物表面微生物霉菌著生唯真求新一、微生物腐蝕是什么？微生物腐蝕(MIC)是一種特殊類型的腐（1）由于細菌繁殖所形成的黏泥沉積在金屬表面，破壞了保護膜，構(gòu)成局部電池。（2）由細菌代謝作用引起氧和其他化合物的消耗，形成通氣差電池和濃差電池，在局部電池中發(fā)生去極化作用。（3）由細菌代謝產(chǎn)物的作用引起的；（a）影響pH或酸度；（b）影響氧化還原電位；（c）使環(huán)境的化學(xué)狀況發(fā)生變化（包括氨、硝酸鹽、亞硝酸鹽、硫酸鹽、硫化物等其他離子，在反應(yīng)中起催化作用）；（d）生成或消耗氧而影響氧的濃度。二、微生物腐蝕的分類唯真求新（1）由于細菌繁殖所形成的黏泥沉積在金屬表面，破壞了保護膜，——硫酸鹽還原菌（SRB）的腐性機理1.陰極去極化理論:Kuhr提出了硫酸鹽還原菌腐蝕的經(jīng)典理論陰極去極化作用。他認為硫酸鹽還原菌的作用是使氫原子從金屬表面除去,在有氧的環(huán)境中，碳鋼的腐蝕反應(yīng)為：Fe-2e→Fe2+陽極反應(yīng)O2+2H2O+4e→4OH-

陰極反應(yīng)在缺氧環(huán)境中陰極反應(yīng)為2H++2e→H2三、微生物腐蝕的機制唯真求新——硫酸鹽還原菌（SRB）的腐性機理1.陰極去極化理論:K——硫酸鹽還原菌（SRB）的腐性機理2、微生物腐蝕的機制2.濃差電池:Starkey認為當(dāng)部分金屬表面有污垢或腐蝕產(chǎn)物(如鐵的水化物)被蓋時，會形成氣差或者濃差電池。在很多情況下，這種類型的腐蝕伴隨著厭氧腐蝕，因為形成了適合SRB生存的環(huán)境。濃差電池示意圖唯真求新——硫酸鹽還原菌（SRB）的腐性機理2、微生物腐蝕的機制2.——硫酸鹽還原菌（SRB）的腐性機理2、微生物腐蝕的機制3.沉積物下的酸腐蝕理論:這個理論的依據(jù)主要是絕大多數(shù)MIC的最終產(chǎn)物是低碳鏈的脂肪酸，其中較常見的是醋酸。當(dāng)醋酸在沉積物下濃縮時，對碳鋼有很大的侵蝕性。在含氧環(huán)境中，緊靠沉積物下面的區(qū)域相對于周圍的大陰極成為小陽極。氧的陰極還原反應(yīng)導(dǎo)致金屬周圍溶液的pH值變大。金屬在陽極區(qū)形成金屬陽離子。如果金屬氫氧化物在溶液中是熱力學(xué)穩(wěn)定相，金屬離子會被水解成H令。如果陽極區(qū)和陰極區(qū)是隔離的，陽極區(qū)的pH值會下降，陰極區(qū)pH值會上升。唯真求新——硫酸鹽還原菌（SRB）的腐性機理2、微生物腐蝕的機制3.——硫酸鹽還原菌（SRB）的腐性機理2、微生物腐蝕的機制4.陽極區(qū)固定理論:在金屬表面形成閉塞電池的過程中，細菌的菌落最初形成的蝕坑主要由細菌的生命活動引起的。大部分的微生物都固定在菌落周圍，這使得陽極區(qū)固定。此種理論用來解釋約90%以上的MIC以孔蝕為特征。唯真求新——硫酸鹽還原菌（SRB）的腐性機理2、微生物腐蝕的機制4.——硫酸鹽還原菌（SRB）的腐性機理2、微生物腐蝕的機制5.局部電池作用:在細菌產(chǎn)生的S，一與Fe作用后，生成的部分FeS作為局部電池的負極，附著在作為局部陽極的Fe表面，在鹽含t高的污水的作用下，相互持續(xù)反應(yīng)，使管材腐蝕得以進行。6.代謝產(chǎn)物腐蝕:培養(yǎng)基中Fe2+對低碳鋼厭氧腐蝕有影響。SRB的厭氧腐蝕也是由于其代謝產(chǎn)生了具有較高活性及揮發(fā)性的磷化物的結(jié)果，代謝產(chǎn)物形成的腐蝕產(chǎn)物膜(如Fe2+,H2S和磷化物等)會加速金屬的局部腐蝕。唯真求新——硫酸鹽還原菌（SRB）的腐性機理2、微生物腐蝕的機制5.——海洋環(huán)境中的微生物腐蝕2、微生物腐蝕的機制特征：由于海水的生物活性所引起的微生物腐蝕，包括生物附著和生物污損。海水和海泥環(huán)境中腐蝕過程復(fù)雜，影響因素多。微生物形成的膜具有保護作用，從時間和空間結(jié)構(gòu)來看，微生物膜是一個隨時間而變化的多層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層含氧量極低，而外層膜的氧含量則逐漸升高。故研究絕對厭氧生物膜環(huán)境下的附著和腐蝕是有相當(dāng)難度的，這在實際情況中也是不切實際的。唯真求新——海洋環(huán)境中