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直流电场对X80钢在硫酸盐还原菌体系中腐蚀行为的影响
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作者 张雅妮 段博文 +3 位作者 宋伟 张成鑫 樊冰 王思敏 《材料导报》 北大核心 2025年第15期220-228,共9页
随着高压输电线路、轨道交通、油气管道共用公共交通走廊,电场环境必然会对硫酸盐还原菌(SRB)腐蚀行为产生影响。本工作通过生物培养技术、浸泡实验、电化学等实验方法,结合Na_(2)S_(2)O_(3)滴定技术、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(X... 随着高压输电线路、轨道交通、油气管道共用公共交通走廊,电场环境必然会对硫酸盐还原菌(SRB)腐蚀行为产生影响。本工作通过生物培养技术、浸泡实验、电化学等实验方法,结合Na_(2)S_(2)O_(3)滴定技术、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、激光共聚焦等分析手段,研究了直流电场对硫酸盐还原菌环境中X80管线钢腐蚀行为的影响,包含SRB数量的变化、硫离子含量和价态的变化、表面生物膜的特征、腐蚀速率及电化学过程特征。结果表明:弱电场促进了SRB的生长,延长了SRB的生命周期,有利于基体表层致密膜层的形成,阻碍了腐蚀性离子的侵蚀;强电场抑制了SRB的生长,缩短了SRB的生命周期,并且在强电场的作用下膜层疏松多孔。同时外加电场改变了膜层中S元素的赋存方式,强电场环境削弱了S元素由氧化态(S^(6+))向还原态(S_(2-))的转变。在0~1200 V/m的测试范围内,电场强度为500 V/m时S_(2-)的含量最高,产物膜最完整致密,腐蚀速率最小;在电场强度为1200 V/m时,S_(2-)含量最低。强电场作用加速了腐蚀性离子和电子的定向迁移,导致X80钢具有最大的失重速率和点蚀速率。 展开更多
关键词 硫酸盐还原菌 电场 X80 生物膜 S离子价态 点蚀
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Ni-Cu-P复合镀层在硫酸盐还原菌环境下的腐蚀特性
2
作者 张雅妮 张成鑫 +4 位作者 宋伟 段博文 刘波 樊冰 王思敏 《表面技术》 北大核心 2025年第12期72-84,共13页
目的通过实验模拟硫酸盐还原菌(SRB)对镍磷基镀层的腐蚀行为,探究SRB对N80钢、Ni-P及Ni-P/Ni-Cu-P复合镀层的腐蚀过程及差异。方法采用连续化学镀工艺在N80钢基体上制备了Ni-P/Ni-Cu-P复合镀层。通过生物培养技术、静态挂片实验及电化... 目的通过实验模拟硫酸盐还原菌(SRB)对镍磷基镀层的腐蚀行为,探究SRB对N80钢、Ni-P及Ni-P/Ni-Cu-P复合镀层的腐蚀过程及差异。方法采用连续化学镀工艺在N80钢基体上制备了Ni-P/Ni-Cu-P复合镀层。通过生物培养技术、静态挂片实验及电化学测试探究了镀层及N80钢在SRB环境下的腐蚀行为,结合NaS2O3滴定技术、SEM、XRD、XPS等分析手段,对不同膜层的腐蚀行为和差异进行表征分析。结果在浸泡腐蚀14 d后,N80钢腐蚀速率为0.0491 mm/a,Ni-P镀层约为0.0269 mm/a,Ni-P/Ni-Cu-P复合镀层为0.0051mm/a。含铜复合镀层环境中的SRB生长数量及S2-含量始终低于其他试样组,并缩短了SRB的生长周期。对比样N80钢和Ni-P单镀层表面均出现明显的点蚀坑,而复合镀层试样表面较光滑、平整,未发现明显孔洞。随着腐蚀的进行,N80钢和Ni-P镀层的阻抗先增加后减少,与SRB生长规律一致,而复合镀层的阻抗依次降低,并未受SRB数量生长的影响。结论Ni-P/Ni-Cu-P复合镀层较低的孔隙率、较高的接触角,降低了SRB细菌的吸附;此外,Cu离子从合金表面释放进入溶液或SRB体内,破坏了SRB的细胞膜、细胞壁使其结构受损,降低了体系SRB活性;同时复合镀层的高磷非晶结构和致密的表层钝化膜极大地阻碍了离子和电子的进出,增加了膜层阻力,导致Ni-P/Ni-Cu-P复合镀层在SRB和地层水的混合溶液中具有极低的腐蚀速率和较低的点蚀概率。 展开更多
关键词 Ni-Cu-P复合镀层 硫酸盐还原菌(SRB) 微生物腐蚀 腐蚀防护
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