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微生物腐蚀金属的机理与防护是什么

2021-05-28 09:00 来源:向日葵视频官网化工
一、微生物腐蚀机理
在向日葵app下载固有的印象中,金属材料(如不锈钢、不锈铁、铜等)质地都是十分坚硬的,小小的微生物怎么会对它们造成严重的破坏呢?虽然说不是所有的微生物都会对金属材料造成腐蚀,有些微生物甚至起到保护材料的作用。
 
在日常生产生活中,常见的腐蚀微生物包括细菌、古菌、真菌和藻类。其中腐蚀性最强的微生物是细菌,包括硫酸盐还原菌、硫氧化菌、铁氧化菌和硝酸盐还原菌等。这些微生物的整个生命过程,都在不断影响着环境中的金属材料,加速或者抑制腐蚀的发生。然而,这些“还原菌”和“氧化菌”是如何对金属进行腐蚀破坏的呢?简单来说,这些细菌通常会共同生存于金属材料表面,形成生物膜,最终通过改变生物膜与金属表面的物理化学性质,从而导致局部腐蚀(点蚀)发生。
 
二、不同领域的微生物腐蚀与防护
对在海洋中航行的船舶、军舰而言,微生物腐蚀是一大威胁。当船体在海洋中航行时,不仅仅会受到海水的侵蚀,也会受到海洋中生物污损的影响。这些海洋生物通过大量附着在船底、螺旋桨以及船舶管路上面,不断生长繁殖,破坏金属表面涂层。通常来说,船舶微生物防腐措施可分为物理方法、化学方法以及表面改性法。
 
物理方法主要包括杀菌法和机械清除法。通过紫外线、超声波以及电离辐射可以有效清除水上环境中的腐蚀微生物。针对处于水下环境中的船舶部分,可采用机械清除方法,即用高压水枪或刷子等设备对船体进行机械清洗,直接清除船舶表面腐蚀产物。
 
化学方法是通过在船舶中投加杀菌剂或者抑菌剂,从而保护船体免受微生物腐蚀。但是这种防护措施有个缺陷,因为这些杀菌剂或抑菌剂本身也是化学药物,对船体也会产生伤害,杀敌一千自损八百,不是非常友好的防护措施。相反,电化学防护方法就没有这种困扰,通过在船舶中使用电解防污防腐蚀装置,可以有效抑制微生物生长。这种防护措施是当前船舶防腐最有效的应用手段之一。表面改性方法是通过在船体表面添加防护涂层,包括镀铬、镀锌等。这种防护措施十分常见,效果显著,被广泛应用于造船业。
 
“西气东输”是我国西部大开发的标志性工程,全长4200米,惠及万家。然而,该工程中多数石油管道是埋在地下的,潮湿的土壤中含有大量微生物,容易造成石油运输管道腐蚀。运输管道一旦被微生物腐蚀,不仅对石油运输的安全性造成影响,更会造成土壤环境污染。此时,腐蚀界的明星产品——缓蚀剂,便发挥出它的作用。
 
多种缓蚀剂同时运用,不仅可以抑制微生物腐蚀反应发生,还可以清理腐蚀产物。当前,国内的石油管道运用最多的防腐措施是涂层外保护。这些涂层以无机非金属材料为主,如陶瓷、玻璃等。通过外加涂层隔绝了微生物与管道的直接接触,增加其抗腐蚀性,如同给运输管道穿上一套坚实的“铠甲”。
 
微生物腐蚀在很长时间内仍是一个十分复杂的问题,涉及到环境、物理、化学及材料学等多种学科。当前社会对微生物腐蚀机理尚未有清晰认识。在这种形势下,就更需要全世界科研人员与工程师联合起来,共同解决这一困扰学术界与工业界已久的难题,造福人类。


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