基本介紹
- 中文名：生物腐蝕
- 外文名：biodeterioration
- 生物腐蝕過程：可分為兩類
- 任何一種生物：都能引起生物腐蝕
- 類別：微生物腐蝕、大生物腐蝕
- 防止措施：陰極保護和塗層、殺菌、滅藻
腐蝕形式,腐蝕機理與特點,防止措施,海水中微生物對鋼腐蝕行為,
腐蝕形式
生物腐蝕形式主要有以下四類：
（1）生物攝取加速腐蝕。用有機物防腐時，有些有機物與生物發生作用而消耗掉，這樣防腐效果變差。如有些有機緩蝕劑在使用中會由於細菌作用而分解。
（3）形成氧濃差電池加速腐蝕。在生物活動的區域，由於氧濃度和鹽濃度的變化，形成氧濃差電池，促進金屬腐蝕。
（4）生物活動影響陰陽極過程加速腐蝕。生物活動促進了腐蝕的電極反應動力學過程，如硫酸鹽還原菌的存在能促進金屬腐蝕的陰極去極化過程。
腐蝕機理與特點
(1)微生物腐蝕
①硫酸鹽還原菌。厭氧的硫酸鹽還原菌是影響地下鋼結構腐蝕的最重要的細菌之一。在油田，生產油井80%的管道腐蝕都與硫酸鹽還原菌有關。硫酸鹽還原菌在其生命活動過程中，不斷氧化存在於環境中的H2或設備腐蝕過程中陰極反應析出的H2，從而使硫酸鹽、亞硫酸鹽還原成硫化物。
②硫氧化菌。好氧的硫氧化菌的存在，能將硫及硫化物氧化成硫酸。
③鐵細菌。鐵細菌分布廣泛，形態多樣，能使二價鐵離子氧化成三價，並沉積於菌體內外。
(2)大生物腐蝕
真菌、黴菌能吸收有機物並產生有機酸，如草酸、乳酸、醋酸和檸檬酸等。真菌能生長在多種基體上，如人們最熟悉的皮革或其他織物上長霉，它還能破壞橡膠、裸露或塗漆的金屬表面。一-般情況，真菌不會導致嚴重的機械性破壞，但會影響產品外觀。真菌產生的有機酸，會引起縫隙腐蝕。水生物如貝殼類、藻類等生長在河流、海洋和湖泊之中，其腐蝕特點是由於將自身緊緊地依附在固體表面，引起縫隙腐蝕。
防止措施
(1)陰極保護和塗層。兩者常聯合套用，防止土壤中的微生物腐蝕。控制土壤中鋼鐵構件的保護電極在-0.950V以下(相對Cu/CuSO4電極)， 可有效防止硫酸鹽還原菌的腐蝕。
(2)殺菌、滅藻、 除垢，改善環境條件。對於鐵細菌可通入氯和含氯的化合物，對於硫酸鹽還原菌可加入鉻酸鹽，以控制其腐蝕。
海水中微生物對鋼腐蝕行為
(1)海水中微生物的存在顯著影響碳鋼的平均腐蝕速率，總體規律是在浸泡初期加速碳鋼材料的腐蝕，浸泡28d左右又減緩材料的腐蝕，對碳鋼起到一定的保護作用，隨著浸泡時間的進一步延長，腐蝕速率又逐漸加快。各種碳鋼在自然海水中腐蝕速率的變化規律也不盡相同，25鋼平均腐蝕速率隨浸泡時間的延長最初保持不變，繼而出現大幅度的下降，隨浸泡時間的進一步延長，材料平均腐蝕速率略有波動，當浸泡時間達到365d時，平均腐蝕速率又出現大幅增加；45鋼在腐蝕初期平均腐蝕速率隨浸泡時間延長略有增大，接著平均腐蝕速率開始減小，在第91d時平均腐蝕速率達到最低，繼而平均腐蝕速率又快速增大；85鋼平均腐蝕速率呈現先減小後增大的規律，平均腐蝕速率在第91d時最小，365d時最大。
(2)在自然海水中暴露7d後形成的腐蝕產物層完全覆蓋碳鋼表面，腐蝕產物層隨浸泡時間的延長而增厚，浸泡91d和184d後，腐蝕產物分為兩層，內層呈黑色淤泥狀，外層呈黃褐色，較為鬆散，XRD分析表明，內、外層腐蝕產物均為FeO(OH)和Fe2O3，浸泡365d後，腐蝕產物厚度約達230μm，但仍分為內、外兩層，外層腐蝕產物成分不變，內層腐蝕產物為CaCO3和Fe3O4。
(3)在自然海水中暴露91d的碳鋼內銹層中有高含量的S和C，並隨暴露時間延長而增加，浸泡365d後，與碳鋼基體材料相比，內層黑色腐蝕產物中S含量提高了2個數量級，C含量也提高了1個數量級。不同型號碳鋼材料腐蝕產物中的S、C含量是隨著基體材料的含碳量的增加而減小。
(4)浸泡時間小於184d時，自然海水和無菌海水中試樣表面均未發現明顯的巨觀腐蝕坑。浸泡時間為365d時，無菌海水中試樣表面仍然平整，巨觀上觀察不到局部腐蝕，而自然海水中試樣可以清晰地觀察到其表面分布著大小、深度不一的巨觀腐蝕坑。
(5)碳鋼在自然海水中浸泡後，腐蝕產物中微生物主要由假單胞菌、弧菌、鐵細菌、硫桿菌和硫酸鹽還原菌組成，在浸泡365d後還出現大量的黃桿菌。腐蝕初期碳鋼表面主要是由需氧菌組成，隨著浸泡時間的延長，兼性厭氧菌開始占據主要地位。硫酸鹽還原菌數量隨浸泡時間延長先增大，再減小，在184d時數量達到最大。
