Мікробіологічна корозія та способи захисту

 

Пояснювальна записка до курсової роботи: «Мікробіологічна корозія та способи захисту»: 33 с., 10 літер. джерел.

АНАЕРОБНІ БАКТЕРІЇ, АЕРОБНІ БАКТЕРІЇ, БУДІВЕЛЬНІ МАТЕРІАЛИ, КОРОЗІЯ, МІКРООРГАНІЗМИ, СПОСОБИ ЗАХИСТУ.

У курсовій роботі розглянуті різновиди мікробіологічної корозії. Наведені основні види мікроорганізмів, що викликають біокорозію. Розглянуті та проаналізовані реакції мікробіологічної корозії. Проаналізовані існуючі методи захисту від біокорозії на органічних та неорганічних покриттях.

 

Реферат

Вступ

Тіонові бактерії

Нітрифіцируючі і залізобактерії

Сульфатредуціруючі бактерії

Нітровідновлюючі бактерії

Бактерії, що утворюють метан

Мікробіологічна корозія бетону

Біокорозія органічних будівельних матеріалів

Висновки

Список використаних джерел

 

 

Значна частина корозійних руйнувань металів в багатьох природних і виробничих середовищах – результат мікробіологічної корозії. Небезпека бактеріальної корозії полягає в тому, що бактерії швидко розмножуються і легко пристосовуються до змін фізичних, хімічних і біологічних умов середовища. Особлива роль у прискоренні корозії металів належить сульфатредуціруючим бактеріям (СРБ). Їх основним метаболітом є сірководень – сильний стимулятор корозії сталі і адсорбції нею водню, що виділяється на катодних ділянках локальних корозійних елементів. Сірководень сильно прискорює водневе окрихчування сталі в умовах її катодної поляризації в розчині кислоти. Існує думка, що СРБ можуть виступати як деполяризатори катодів, знімаючи з них атоми водню, що необхідні клітинам даних бактерій для сульфатредрукції. Це, мабуть, мало б зменшувати абсорбцію водню приповерхневими шарами сталі.

В даний час, як і раніше, найбільш перспективним способом боротьби корозозії металу під впливом СРБ є використання інгібіторів з біоцидною активністю.

Підземне нафтопромислове обладнання експлуатується в жорстких умовах. Заводнення продуктивних пластів, здійснюване при нафтовидобутку, супроводжується появою сірководню, а води, що використовуються для заводнення, збагачені сульфатами (до 3000 мг/л) і заражені сульфат – відновлювальними бактеріями. Ці фактори сприяють розвитку мікробіологічної корозії з утворенням сульфіду заліза. Останній утворює з матеріалом обладнання (Fe) мікрогальванічну пару, в якій залізо є анодом і швидко руйнується.

Біопошкодження неорганічних будівельних матеріалів, до яких відносяться бетон, цегла, камінь, переважно зводяться до порушення зчеплення складових компонентів цих матеріалів в результаті впливу мінеральних або органічних кислот мікробного походження. Руйнуються бетонні споруди, цегляні і кам'яні будівлі, пам'ятники архітектури внаслідок хімічних реакцій між цементом, бетоном, залізом і продуктами життєдіяльності мікроорганізмів[1].

 

 

 

Діяльністю мікроорганізмівможе бути обумовлено від 50 до 80% корозійних пошкоджень трубопроводів.

На водопровідні мережі припадає до 70% капітальних вкладень, що витрачаються на будівництво всіх систем водопостачання, і не менше 50% витрат на експлуатацію. У цих умовах питання раціонального використання водопровідних мереж і, перш за все, металевих трубопроводів здобувають особливо важливе значення. Важливість цього завдання визначається масштабами застосування металевих труб в системах водопостачання. У порівнянні з трубами з інших матеріалів вони транспортабельні, мають більш високу міцність, добре відпрацьовану технологію з'єднання і ремонту, відносно невисоку вартість. Однак випускаються вітчизняною промисловістю металеві труби, як правило, не мають внутрішніх захисних покриттів. З цієї причини вони значною мірою схильні до корозійних руйнувань і обростання, що різко знижує термін їх служби і пропускну здатність, збільшує витрати на утримання, ремонт і заміну.

З металевих труб, що використовуються в комунальному водопостачанні, сталеві більшою мірою, ніж чавунні, схильні корозійних руйнувань. Однак традиційні уявлення про те, що чавунні труби не кородують у воді, необгрунтовані.

Руйнування металу відбувається внаслідок наступних причин, безпосередньо або побічно пов’язаних з життєдіяльністю організмів:

утворюються різні електрохімічні концентраційні елементи, які можуть викликати на поверхні металів різницю потенціалів;

утворюються агресивні хімічні сполуки в розчині або на поверхні матеріалу;

змінюється редокс-потенціал середовища у зв’язку зі зміною концентрації кисню, а це призводить до безпосереднього впливу на корозійний процес.

Мікробіологічна корозія може здійснюватися по-різному: за рахунок безпосереднього впливу продуктів метаболізму мікроорганізмів (СО2, Н2S, NН3, органічні та неорганічні кислоти) на металеві та неметалеві конструкції; шляхом утворення органічних продуктів, що діють як деполяризатори або каталізатори корозійних реакцій; так само, за умови, коли корозійні реакції є окремою частиною метаболічного циклу бактерій.

Корозійні процеси, що протікають на поверхні матеріалів, залежать від фізико-хімічних умов у приповерхневому шарі. На інтенсивність протікання корозії впливають рН, концентрація кисню, окислювально-відновний потенціал, а також концентрація хімічних сполук.

Розташування біоплівок, присутніх у середовищі безпосередньо на поверхні матеріалу, обумовлює той факт, що перераховані параметри в приповерхневому шарі істотно відрізняються від таких у водній фазі. У цьому зв'язку, біоплівки на поверхні матеріалу можуть надавати помітний вплив на кінетику корозійного процесу.

Слід вказати, що бактерії, гриби, водорості, діатомеї та інші здатні утворювати мікробіологічні покриття на водо обтічних поверхнях металу. Внаслідок різноманітності форм таких поверхонь під утворюваними покриттями можуть утворюватися області різних концентрацій кислот і солей, що найчастіше і призводить до корозії [2].

 

 

Аеробний вид корозії здійснюється у присутності достатньої кількості вільного чи розчиненого у воді кисню. До аеробної корозії схильні бетонні і сталеві водопровідні труби, насоси