循环冷却水中微生物膜下金属材料腐蚀行为研究

北京交通大学硕士学位论文循环冷却水中微生物膜下金属材料腐蚀行为研究姓名：苑维双申请学位级别：硕士专业：环境工程指导教师：李进20071201循环冷却水中微生物膜下金属材料腐蚀行为研究作者：苑维双学位授予单位：北京交通大学相似文献(10条)1.期刊论文李进.许兆义.杜一立.牟伟腾.孙文刚.LIJin.XUZhaoyi.DUYili.MUWeiteng.SUNWengang硫酸盐还原菌对铜合金腐蚀电化学行为的影响-中国腐蚀与防护学报2007,27(6)用电化学方法研究了硫酸盐还原菌(SRB)生物膜对HSn70-1AB和BFe30-1-1铜合金腐蚀的电化学行为;用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)及X-射线能谱(EDS)分析了铜合金表面生物膜特征及其成分.结果表明,铜合金表面生物腐蚀与SRB的生长特性密切相关,SRB处于指数生长期时,HSn70-1AB和BFe30-1-1铜合金的自腐蚀电位(Ecorr)和极化电阻(Rp)均迅速下降,腐蚀加剧,且后者腐蚀速度大于前者;而当SRB进入稳定生长阶段,两种合金的Ecorr和Rp均缓慢下降,腐蚀速度减缓,且二者腐蚀速度接近.表面生物膜的特征也有较大区别,HSn70-1AB铜合金表面的腐蚀产物膜比较平滑,BFe30-1-1铜合金表面的腐蚀产物膜较粗糙;且后者表面膜中S含量高于前者,腐蚀倾向明显增强.2.学位论文郑强硫酸盐还原菌对铜合金腐蚀电化学行为的影响2006在工业循环冷却水系统中，硫酸盐还原菌(SulfateReducingBacteria，简称SRB)的存在是引起微生物腐蚀(MicrobiologicallyInfluencedCorrosion，MIC)的主要因素之一。本文对取自循环冷却水系统中SRB进行分离纯化后，分析了SRB在扫描电镜下的细菌形貌特征，探讨了SRB的生理生态学特性，研究了SRB的生长与生态因子之间的关系。通过探讨SRB的生理生态学特点表明：SRB适应中温生长，在35℃时生长情况最好，适宜生长温度为30～40，SRB所能耐受的。pH范围较窄，其生长最适pH范围为7～8，当pn=7时生长最优。随着COD/SO,4'2-值增加，各培养基中SO,4'2-还原率逐渐增大。采用电化学、微生物学和表面分析方法研究了培养基中SRB对HSn70-1A、HSn70-1B、HSn70-1AB、BFe30-1-1四种铜合金的电化学腐蚀行为和腐蚀机理,探讨了硫酸盐还原菌生物膜下介质的流动状态及材料表面状态对铜合金腐蚀的影响。结果表明，SRB的存在使电极自腐蚀电位快速负移，腐蚀速率显著增加，细菌生长后期极化电阻显著降低。扫描电子显微分析(SEM)表明，在SRB作用下HSn70-1A、HSn70-1B、HSn70-1AB、BFe30-1-1四种铜合金发生严重点蚀。介质的流动状态对细菌的附着、生长具有一定的影响，加剧了腐蚀的形成和发展。铜合金在2-巯基苯并噻唑(MBT)与1，2，3-苯并三氮唑(BTA)复配缓蚀剂中预镀膜后，耐SRB侵蚀性显著提高。研究了HEDP-ATMP-TTA复配缓蚀剂在循环冷却水介质中硫酸盐还原菌作用下对HSn701-A、B30铜合金的协同缓蚀作用，讨论了药剂用量对缓蚀性能的影响，通过SRB生长曲线、静态失重法实验、极化曲线、交流阻抗谱测定探讨HEDP-ATMP-TrA复配缓蚀剂在循环冷却水介质中对HSn701-A.B30铜合金的缓蚀行为及缓蚀机理。结果表明，当循环冷却水介质中加入缓蚀剂后可以改善铜合金耐SRB侵蚀性，且随着复配缓蚀剂浓度的增加，试片腐蚀率逐渐下降，缓蚀率逐渐提高。研究了HEDP-ATMP-TTA复配缓蚀剂在电极表面的吸附特征，采用最小二乘法对缓蚀剂的吸附过程进行线性拟合，吸附结果与Langmuir吸附等温式很吻合，表明对该缓蚀剂而言，Langmuir吸附等温式可以较好地描述其吸附等温线。3.期刊论文郑强.李进.ZHENGQiang.LIJin硫酸盐还原菌生物膜下BFe30-1-1铜合金的腐蚀行为-材料保护2009,42(4)硫酸盐还原茵是最重要的生物腐蚀茵,对凝汽器传热管的腐蚀较为严重.采用电化学方法、微生物学方法和表面分析方法,在培养基中就硫酸盐还原茵(简称SRB)对凝汽器传热管材料BFe30-1-1铜合金的腐蚀电化学行为进行了研究.结果表明:SRB的存在使电极自腐蚀电位剧烈负移,腐蚀速率显著增加,极化电阻在细菌生长后期显著降低,在SRB作用下BFe30-1-1铜合金发生了严重点蚀.4.学位论文李娟再生水中硫酸盐还原菌对铜合金腐蚀的研究2009本文使用从发电厂循环冷却塔塔底粘泥分离出的SRB，研究了再生水环境中SRB的形貌特征和生长曲线。采用凝汽器常用的HSn70-1A，HSn70-1AB，BFe30-1-1铜合金材质为研究对象，利用电化学交流阻抗对SRB对三种铜合金的腐蚀电化学行为进行了测试，对三种铜合金在再生水环境中的腐蚀规律进行了研究，并使用原子力显微镜AFM研究了再生水环境中微生物膜在铜合金表面的形成过程，测量了SRB细胞表面粘附力，对比研究了铜合金腐蚀前后表面粗糙度的变化。结果表明：⑴虽然再生水环境较培养基营养贫乏，但是SRB在再生水中仍然可以生长。从发电厂循环冷却塔塔底粘泥分离出来的SRB，培养在再生水中，观察其形貌为杆状，椭圆形，有鞭毛，革兰氏阴性菌，大小为2～3μm，宽约为1～2μm。同时SRB在再生水中的生长存在停滞期（2～3d），对数生长期和稳定生长期，但是SRB在再生水中活性较弱，平均世代时间为5．76h，明显长于SRB在培养基中的平均世代时间2．47h。⑵将HSn70-1-A、HSn70-1-AB和BFe30-1-1三种铜合金浸泡在接种SRB的再生水中，随着浸泡时间的增长，SRB在三种铜合金表面的粘附力逐渐增大，在表面的附着量逐渐增多，生物膜逐渐变密变厚。浸泡相同时间时，BFe30-1-1挂片表面附着的S元素的含量和Cu的含量损失量高于HSn70-1A和HSn70-1AB，而且SRB在BFe30-1-1铜合金表面的粘附力也是最大的，因此浸泡14d时，SRB在BFe30-1-1挂片表面的附着量为4．8×107个/c㎡，高于在HSn70-1-A和HSn70-1-AB表面的附着量3．17×107个/c㎡和4．22×107个/c㎡；去除生物膜后，由原子力显微镜观察到在相同的面积上BFe30-1-1表面的点蚀坑较多而且大，在HSn70-1-AB表面的腐蚀坑数目最少，而且蚀坑也是最小的。所以再生水中SRB对BFe30-1-1腐蚀最为严重，对HSn70-1-AB的腐蚀最轻。这可能与三种铜合金的成分有关，由于BFe30-1-1合金中为了改变其机械性能，加入了Ni和Fe元素，但却也增强了SRB对其腐蚀的敏感性。⑶在接种SRB的再生水中，三种铜合金的电化学腐蚀行为不同：HSn70-1A、HSn70-1AB电极的Nyquist图由单容抗弧转变为双容抗弧，腐蚀受到活化和扩散作用的共同控制；而BFe30-1-1电极在腐蚀过程中活化为主要腐蚀因素，并且随着时间的增长，极化电阻也随着减小，BFe30-1-1电极受到的腐蚀不断加重。5.期刊论文郑强.李进.杜一立.杨春雨.ZHENGQiang.LIJin.DUYili.YANGChunyu硫酸盐还原菌对HSn70-1A铜合金电化学腐蚀行为的影响-中国腐蚀与防护学报2008,28(1)用电化学、微生物学和表面分析方法研究了培养基中硫酸盐还原菌(SRB)对HSn70-1A铜合金的电化学腐蚀行为,探讨了硫酸盐还原菌生物膜下介质的流动状态及材料表面状态对铜合金腐蚀的影响.结果表明,SRB的存在使电极自腐蚀电位快速负移,腐蚀速率显著增加,细菌生长后期极化电阻显著降低.扫描电子显微分析(SEM)表明,在SRB作用下铜合金发生严重点蚀.介质的流动状态对细菌的附着、生长具有一定的影响,加剧了腐蚀的形成和发展.铜合金在2-巯基苯并噻唑(MBT)与1,2,3-苯并三氮唑(BTA)复配缓蚀剂中预镀膜后,耐SRB侵蚀性显著提高.6.学位论文刘芳三种铜合金在不同介质中腐蚀行为的系统研究2002本文用电化学方法、腐蚀失重法、金相显微技术、微生物技术和表面分析方法系统研究了航空铜合金在含氯离子(C1'-)的溶液及气氛下、在含有硫酸盐还原菌(SulfateReducingBacteria，简称SRB)的厌氧环境中的腐蚀行为，并提出了氯离子及硫酸盐还原菌诱导铜合金点蚀的发生与发展机理。首先研究了铜合金在含C1'-的不同溶液及气氛中的腐蚀行为。结果发现在3.5％NaCI溶液中铜合金呈现典型的孔蚀特征：孔蚀的引发是由于C1'-进入表面膜界面而导致局部破坏：扩展的主要过程是CuCl的形成及水解，导致低pH值，并有C1'-浓集。由电化学加速试验和浸泡试验结果可知，在3.5％NaCl溶液中T2最耐蚀，其次是QBe2，H62最不耐蚀。在3.5％NaCl盐雾中，QBe2、H62Mδ3.O及H62Yδ2.O腐蚀形貌为点蚀，T2为均匀腐蚀，耐盐雾腐蚀能力：T2＞QBe2＞H62Mδ3.O＞H62Yδ2.0。经过周期浸润腐蚀后，T2发生沿晶腐蚀，H62Mδ3.O及H62Yδ2.0发生β相脱锌腐蚀，三中铜合金耐蚀能力为：H62Mδ3.0＞H62Yδ2.0＞T2。H62Mδ3.O及H62Yδ2.0在加热的氯化铜溶液中发生均匀脱锌腐蚀。脱锌腐蚀从暴露在基体表面的β相开始，逐渐向纵深方向发展。作为独立的β相的脱成分腐蚀，首先从相界开始，然后向中心发展，发展过程以沿晶腐蚀的方式进行，最后使β相成为疏松多孔的洞。当一个β相晶粒脱锌完成后，腐蚀将向另一个β相晶粒发展，其发展通道即是α相晶界。其次，论文研究了铜合金在厌氧环境下微生物腐蚀规律，并首次提出了SRB诱导铜合金点蚀的发生与发展机理。SRB的存在会加速铜合金的腐蚀，腐蚀形态为点蚀。SRB诱导铜合金发生点蚀的主要原因是SRB在铜合金表面生成微生物膜。随着微生物膜的生长，在膜内及其周围形成局部的高活性物质高浓度区，局部的高浓度S'2-离子与金属离子反应生成沉淀，使得金属离解速度大于金属离子的沉淀速度而诱发点蚀。点蚀形核以后形成的腐蚀产物沉积在金属表面，形成局部中性厌氧环境，促进SRB生长。SRB在铝合金的腐蚀过程中消耗了阴极反应的H(,ads)，促进了阴极去极化，使得铜合金溶解加快。点蚀以闭塞自催化过程进行，与Cl'-溶液中自催化闭塞电池作用机理相似。最后，本文首次提出了厌氧环境中硫酸盐还原菌诱导铜合金点蚀发展的电化学示意图，并得到了SRB诱导铜合金点蚀的电化学反应方程式。7.期刊论文苑维双.李进.杜一立.张飒.YUANWei-shuang.LIJin.DUYi-li.ZHANGSa原子力显微镜应用于铜合金表面生物沉积膜特性的研究-电子显微学报2007,26(2)利用原子力显微镜(atomicforcemicroscope,AFM)得到高分辨率的硫酸盐还原菌(sulfate-reducingbacteria,SRB)形貌,通过测量Si3N4探针与SRB细胞之间的作用力,分析SRB和腐蚀产物等物质构成的生物沉积膜与H70-1AB铜片之间吸附力的变化.结果表明,探针与SRB细胞表面的作用力为-3.81nN～-4.16nN,与细胞边缘的作用力为-4.07nN～-4.80nN,后者的作用力明显大于前者.8.学位论文李进发电厂冷却水系统铜合金SRB腐蚀机理及控制技术研究2007由于水资源短缺和水体污染的加剧，发电厂冷却系统可利用的冷却水水质也在不断下降，特别是再生水的使用，使冷却水系统面临非常复杂的生物腐蚀问题，尤其以硫酸盐还原菌(SRB)引起的微生物腐蚀开始受到极大的关注。本文从发电厂冷却水系统中分离出来的SRB生长规律出发，以发电厂凝汽器铜合金管材为研究对象，创造性地运用微生物分析方法、电化学测试技术、表面成像分析技术(AFM、SEM和EDS)和现代分析技术(GC-MS)相结合的方法，首次系统地、比较性地研究了发电厂凝汽器三种典型的铜合金管材(HSn70-1A、HSn70-