Mikrobiologisesti vaikuttanut korroosio (MIC) ruostumattomassa teräksessä: havaitseminen ja ehkäisy

Microbiologically Influenced Corrosion (MIC) on tuhoisa prosessi, jossa mikro-organismit, pääasiassa bakteerit, kiihdyttävät ruostumattoman teräksen korroosiota muodostamalla biofilmejä, jotka luovat paikallisia aggressiivisia kemiallisia ympäristöjä. MIC muodostaa noin 20 % kaikista korroosioon liittyvistä vaurioista teollisuusjärjestelmissä, ja se voi rei'ittää ruostumattomasta teräksestä valmistetut putkistot ja astiat murto-osassa tavanomaisten korroosiomallien ennustamasta ajasta.

Haitallisimpia MIC-organismeja ovat sulfaattia-pelkistävät bakteerit (SRB), jotka tuottavat rikkivetyä, joka rikkoo ruostumattoman teräksen suojaavan passiivikalvon. Tehokas havaitseminen yhdistää viljelyyn- perustuvan testauksen, molekyylimenetelmät (qPCR) ja sähkökemiallisen seurannan, kun taas ehkäisy edellyttää integroitua biosidikäsittelyä, materiaalin valintaa, virtauksen hallintaa ja pinnoitteen suojaamista koskevaa strategiaa.

Mikä on mikrobiologisesti vaikuttanut korroosio (MIC)?

MIC on paikallisen korroosion muoto, jonka aiheuttaa tai kiihdyttää metallipintoihin kiinnittyvien ja biofilmejä muodostavien mikro-organismien aineenvaihduntaaktiivisuus luoden mikro{0}}ympäristöjä, joissa korroosionopeus voi olla 10–100 kertaa suurempi kuin ympäröivässä massaympäristössä.Toisin kuin kemiallinen korroosio, joka etenee tasaisesti ympäristökemian perusteella, MIC on pohjimmiltaan biologinen prosessi, jota ohjaavat elävät organismit, joiden aktiivisuus muuttaa paikallista sähkökemiaa metallipinnalla.

Prosessi alkaa, kun planktoniset (vapaasti{0}}kelluvat) bakteerit asettuvat ruostumattoman teräksen pinnalle ja kiinnittyvät käyttämällä solunulkoisia polymeeriaineita (EPS), proteiinien, polysakkaridien ja nukleiinihappojen tahmeaa matriisia. Tuntien tai päivien kuluessa nämä kiinnittyneet solut lisääntyvät ja muodostavat kypsän biofilmin, rakenteellisen yhteisön, joka on upotettu EPS-matriisiin. Biokalvo toimii diffuusioesteenä ja vangitsee aineenvaihduntatuotteita, kuten rikkivetyä, orgaanisia happoja ja entsyymejä, jotka ovat suorassa kosketuksessa metallipinnan kanssa, samalla kun suljetaan pois happea ja kemiallisia inhibiittoreita bulkkinesteestä.

Tuloksena on paikallinen ympäristö biofilmin alla, joka voi olla dramaattisesti syövyttävämpi kuin bulkkineste. Esimerkiksi neutraalin pH:n ja alhaisen kloridipitoisuuden vettä kuljettavaan putkilinjaan voi muodostua biofilmin alle kuoppia, joissa pH putoaa 2-3:een, kloridipitoisuudet keskittyvät tuhansiin miljoonasosiin ja rikkivetypitoisuudet saavuttavat myrkylliset rajat. Tästä syystä MIC voi hyökätä ruostumattomiin teräslajeihin, kuten 304 ja 316L, jotka on erityisesti suunniteltu kestämään korroosiota bulkkihuoltoympäristössä.

Mitkä mikro-organismit aiheuttavat MIC:tä ruostumattomassa teräksessä?

Sulfaattia-pelkistävät bakteerit (SRB) ovat tuhoisimpia ja laajimmin tutkittuja MIC-organismeja, mutta vähintään seitsemän funktionaalista mikro-organismiryhmää myötävaikuttaa MIC:ään teollisissa ruostumattoman teräksen järjestelmissä.Näitä ovat happoa-tuottavat bakteerit, rautaa-hapettavat bakteerit, rautaa-pelkistävät bakteerit, rikkiä-hapettavat bakteerit, mangaania-hapettavat bakteerit ja metanogeenit, jotka kukin hyökkäävät ruostumatonta terästä vastaan ​​erillisen biokemiallisen reitin kautta.

Käytännössä MIC:n aiheuttaa harvoin yksittäinen organismi. Teolliset biofilmit ovat tyypillisesti sekayhteisöjä, joissa eri organismit toimivat synergistisesti. Esimerkiksi IOB luo happipuutteisia vyöhykkeitä tuberkuloosien alle, mikä luo ihanteelliset olosuhteet anaerobiselle SRB:lle kukoistaa, kun taas APB alentaa pH-arvoa riittävästi horjuttamaan passiivista kalvoa, jota SRB sitten hyödyntää. Tämän synergistisen käyttäytymisen vuoksi MIC:n hallinta edellyttää koko mikrobiyhteisön kohdistamista, ei vain yhden lajin kohdistamista.

Kuinka MIC hyökkää ruostumattoman teräksen passiivikalvoon?

MIC hyökkää ruostumatonta terästä vastaan ​​rikkomalla passiivisen kromioksidikalvon neljällä päämekanismilla: katodinen depolarisaatio SRB:llä, metabolisen hapon tuotanto, solunulkoinen elektronien siirto (EET) ja differentiaalinen konsentraatiosolujen muodostuminen biofilmikertymien alla.Kun passiivinen kalvo on paikallisesti vaarantunut, alla oleva paljas metalli altistuu aggressiiviselle biokalvoympäristölle ja nopea pistekorroosio alkaa.

Mekanismi 1: Katodinen depolarisaatio (SRB klassinen mekanismi)

Klassisessa MIC-mekanismissa, jonka von Wolzogen Kuhr kuvasi ensimmäisen kerran vuonna 1934, SRB käyttää hydrogenaasientsyymejä kuluttaakseen katodista vetyä (H), joka kerääntyy metallipinnalle korroosioreaktion aikana. Poistamalla tämän vedyn SRB depolarisoi katodin, mikä tarkoittaa, että sähkökemiallinen reaktio, joka normaalisti hidastuu vedyn kertyessä, sen sijaan jatkuu täydellä nopeudella. Sulfaatin pelkistysreaktio tuottaa rikkivetyä (H2S), joka hyökkää suoraan kromioksidin passiivikalvoon ja muodostaa rautasulfidikerrostumia (FeS), jotka ovat katodisia perusmetalliin nähden, mikä edelleen kiihdyttää galvaanista korroosiota.

Mekanismi 2: Metabolinen happohyökkäys

Happoa-tuottavat bakteerit (APB) fermentoivat orgaanisia substraatteja ja erittävät orgaanisia happoja, kuten etikka-, maito-, propioni- ja voihappoa. Rikki-hapettavat bakteerit (SOB) tuottavat epäorgaanista rikkihappoa. Nämä hapot keskittyvät biofilmin alle alentaen paikallista pH:ta tasolle, joka liuottaa passiivisen kromioksidikerroksen. 304 ja 316L ruostumattomassa teräksessä passiivinen kalvo muuttuu epävakaaksi alle pH 4:n ja alle pH 2:n se tuhoutuu täysin. Kun kalvo on poissa, metalli syöpyy aktiivisesti nopeuksilla, jotka ylittävät huomattavasti suunnittelun sallitut rajat.

Mekanismi 3: solunulkoinen elektroninsiirto (EET-MIC)

Äskettäin tunnistettu mekanismi sisältää elektronien suoran siirron metallipinnalta bakteereihin ulomman-kalvon sytokromiproteiinien tai johtavien nanolankojen (pili) kautta. EET-MIC:ssä tietyt bakteerit, mukaan lukien SRB ja metanogeenit, käyttävät metallia elektronin luovuttajana aineenvaihduntaan, jolloin rautaatomit uutetaan suoraan pinnasta. Tämä mekanismi on erityisen salakavala, koska se ei vaadi syövyttävien metaboliittien tuotantoa; bakteerit itse ovat korroosion aiheuttajia. EET-MIC:n on osoitettu nopeuttavan pisteen muodostumista 316 litran ruostumattomassa teräksessä Pseudomonas aeruginosa- ja Shewanella oneidensis -bakteerien läsnä ollessa.

Mekanismi 4: Differentiaalikonsentraatiosolut

Biofilmit ja niihin liittyvät kerrostumat (rautaoksidit, sulfidit, biomassa) luovat fysikaalista heterogeenisyyttä metallin pinnalle. Paksujen kerrostumien alla olevat alueet kuluvat happi-(anodiseksi), kun taas ympäröivät paljaat alueet pysyvät happi-rikkaina (katodinen). Tämä differentiaalinen ilmastuskenno ajaa paikallisia kuoppia kerrostuman reunassa. Rauta-hapettavat bakteerit (IOB) ovat erityisen tehokkaita tämän mekanismin luomisessa, koska ne muodostavat tuberkuloita, kuplia-kuin rautahydroksidikerrostumia, jotka luovat alla ihanteelliset erilaiset ilmastusolosuhteet.

Mitkä ruostumattoman teräksen laadut ovat herkkiä MIC:lle?

Kaikki yleiset austeniittiset ruostumattomat teräslajit, mukaan lukien 304, 316L ja jopa 904L, ovat herkkiä MIC:lle, mutta herkkyys vähenee seosainepitoisuuden kasvaessa, kun duplex 2205 ja super duplex 2507 tarjoavat huomattavasti paremman kestävyyden.MIC-mekanismit voivat rikkoa kaikkien ruostumattomien terästen passiivikalvon, mutta korkeampi kromi-, molybdeeni- ja typpipitoisuus lisää kalvon vakautta ja itse{0}}paranemiskykyä.

PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) on hyödyllinen MIC-resistenssin indikaattori, koska MIC ilmenee ensisijaisesti paikallisena pistekorjauksena. Kaava PREN=%Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N kaappaa kolmen passiivisen kalvon stabiilisuuden kannalta kriittisimmän elementin yhteisvaikutuksen. Yleisenä ohjeena järjestelmien, joissa on korkea MIC-riski, tulisi määrittää materiaalit, joiden PREN on 35 tai korkeampi, vaikka edes superduplex-laadut eivät ole immuuneja MIC:lle vaikeissa biofilmiolosuhteissa.

Kuinka MIC havaitaan ja valvotaan teollisuusjärjestelmissä?

Mikään yksittäinen tunnistusmenetelmä ei pysty luotettavasti tunnistamaan MIC:tä erikseen; tehokas MIC-detektio edellyttää vähintään kolmen toisiaan täydentävän lähestymistavan yhdistämistä: mikrobiologinen analyysi (viljelmä tai molekyyli), sähkökemiallinen seuranta ja fyysinen pinnan tarkastus.Alan yksimielisyys, joka näkyy NACE TM0194- ja NACE TM0212 -standardeissa, on ottaa käyttöön monimenetelmäinen tunnistusohjelma, joka kattaa bulkkinesteen planktonbakteerit, metallipintojen istuvat bakteerit ja korroosionopeustiedot kuponeista ja antureista.

Tapa 1: Kulttuuriin{1}} perustuva testaus (NACE TM0194)

Perinteisessä lähestymistavassa käytetään valikoivaa viljelyalustaa tiettyjen bakteerityyppien, yleisimmin SRB:n, kasvattamiseen ja laskemiseen vesinäytteistä tai pintakerrostumista. Bakteerimäärät ilmoitetaan pesäkkeitä muodostavina yksikköinä millilitraa kohti (CFU/ml) tai neliösenttimetriä kohti. Vaikka viljelymenetelmät ovat laajalti käytettyjä ja edullisia, ne havaitsevat vain 1-10 % todellisesta mikrobipopulaatiosta, koska useimpia ympäristön bakteereja ei voida viljellä standardeissa elatusaineissa. Negatiivinen viljelytulos ei sulje pois MIC:tä.

Menetelmä 2: Molekyylimenetelmät (qPCR ja NGS)

Kvantitatiivinen polymeraasiketjureaktio (qPCR) havaitsee ja kvantifioi tietyt mikrobigeenit (esim. dissimiloiva sulfiittireduktaasigeeni dsrA SRB:lle) suoraan ympäristön DNA:sta ilman, että organismeja tarvitsee viljellä. qPCR on 100{5}}1000 kertaa herkempi kuin viljelymenetelmät ja voi tunnistaa organismeja, joita ei voida kasvattaa laboratoriossa. Seuraavan sukupolven sekvensointi (NGS) menee pidemmälle tarjoamalla täydellisen profiilin mikrobiyhteisöstä (mikrobiomista) korroosiokohdassa, paljastaen organismeja, jotka viljelymenetelmät jättäisivät kokonaan huomiotta. Molekyylimenetelmät ovat yhä suositumpi valinta MIC-diagnoosissa.

Menetelmä 3: ATP-bioluminesenssimääritys

Adenosiinitrifosfaatti (ATP) on kaikkien elävien solujen energiavaluutta. ATP-määritys mittaa kokonaisbiologista aktiivisuutta hajottamalla soluja ja mittaamalla lusiferaasireaktion valontuottoa. Tulokset ovat saatavilla minuuteissa, joten ATP-testaus on ihanteellinen nopeaan kenttäseulontaan. ATP mittaa kuitenkin kokonaisbiomassaa, ei tiettyjä organismityyppejä, joten se ei pysty erottamaan SRB:tä vaarattomista bakteereista. ATP:tä on parasta käyttää varhaisvaroitusilmaisimena, joka käynnistää tarkemman seurantatestauksen.

Menetelmä 4: Sähkökemiallinen valvonta

Sähkökemialliset tekniikat tarjoavat reaaliaikaista-in-korroosiotietoa, joka voi osoittaa MIC-aktiivisuuden. Lineaarinen polarisaatiovastus (LPR) mittaa yleistä korroosionopeutta jatkuvasti. Sähkökemiallinen impedanssispektroskopia (EIS) voi havaita biofilmin muodostumisen mittaamalla muutoksia rajapinnan kapasitanssissa ja varauksensiirtovastuksessa. Sähkökemiallinen kohinan (EN) analyysi voi tunnistaa MIC:n paikalliset pistekorjaukset. Nykyaikaiset MIC-valvontaohjelmat käyttävät online-sähkökemiallisia koettimia yhdistettynä mikrobiologiseen näytteenottoon biologisen aktiivisuuden ja korroosionopeuden muutosten korreloimiseksi.

Menetelmä 5: Korroosio- ja pintaanalyysi

Putkessa tai säiliössä oleviin upotettuihin{0}}pitimiin asennetut irrotettavat korroosiokupongit tarjoavat fyysistä näyttöä MIC:stä. Altistuksen jälkeen kupongit punnitaan massahäviön varalta, tutkitaan visuaalisesti ja suurennuksella kuopan morfologian suhteen ja analysoidaan pyyhkäisyelektronimikroskoopilla (SEM) energia-dispersiivisellä röntgenspektroskopialla (EDS) korroosiotuotteen koostumuksen selvittämiseksi. MIC-kuopilla on tyypillisiä piirteitä: ne ovat tyypillisesti ryhmittyneitä, usein kerrostumien sisällä tai alla, ovat puolipallon tai hevosenkengän muotoisia ja voivat sisältää mustia rautasulfidikertymiä. Kupongin pinta voidaan myös pyyhkiä mikrobiologista analyysiä varten.

Kuinka MIC estetään ruostumattomasta teräksestä valmistetuissa järjestelmissä?

Tehokas MIC-ehkäisy edellyttää integroitua, moni{0}}estestrategiaa, jossa yhdistyvät biosidikäsittely, materiaalin valinta, virtauksen hallinta, suojapinnoitteet ja toiminnan hallinta, koska mikään yksittäinen menetelmä ei tarjoa täydellistä suojaa.Menestyneimmät MIC-ehkäisyohjelmat käyttävät vähintään kolmea erillistä estettä samanaikaisesti, joten jos yksi este vaarantuu, muut jatkavat järjestelmän suojaamista.

Strategia 1: Biosidikäsittely

Biosidit ovat kemiallisia aineita, jotka tappavat tai estävät mikro-organismeja ja ovat yleisimmin käytetty MIC-hallintakeino. Yleisiä biosideja teollisissa vesijärjestelmissä ovat kloori ja hypokloriitti (hapettava), glutaraldehydi (ei--hapettava), tetrakis(hydroksimetyyli)fosfoniumsulfaatti (THPS) ja kvaternaariset ammoniumyhdisteet (QAC). Biosidiohjelmat vaihtelevat tyypillisesti kahden eri biosidityypin välillä mikrobien sopeutumisen ja vastustuskyvyn estämiseksi. Tehokas annostelu edellyttää vähimmäisjäännöspitoisuuden ylläpitämistä riittävän kosketusajan ajan, mikä yleensä varmistetaan mikrobiologisella seuranta-testillä. Biosidien tärkein rajoitus on, että niiden on tunkeuduttava biokalvon EPS-matriisiin päästäkseen organismeihin, mikä vaatii usein suurempia pitoisuuksia tai synergistisiä pinta-aktiivisia aineita.

Strategia 2: Materiaalin valinta ja päivitys

Päivittäminen korkeampiin-seostettuihin ruostumattomiin teräslajeihin lisää MIC-vastusta parantamalla passiivisen kalvon vakautta. Siirtyminen 304:stä (PREN 18) 316 litraan (PREN 24) parantaa kohtalaista. Merkittävämpi päivitys on duplex 2205 (PREN 35) tai super duplex 2507 (PREN 42), jotka tarjoavat huomattavasti paremman pistesuojauksen. Vakavimpiin MIC-ympäristöihin voidaan määrittää nikkeli{12}pohjaiset seokset, kuten Alloy 625 tai Alloy C276. Materiaalipäivitykset ovat erityisen tehokkaita kriittisissä paikoissa, kuten hitsauslämmön{16}}vaikutusvyöhykkeissä, kuolleissa jaloissa ja vähävirtausalueilla, joilla biokalvon muodostuminen on todennäköisintä.

Strategia 3: Flow Management ja System Design

Biofilmit muodostuvat ensisijaisesti pysähtyneille tai vähän virtaaville{0}}alueille, joihin bakteerit voivat asettua ja kiinnittyä. Virtausnopeuksien ylläpitäminen yli 1,5 m/s (5 ft/s) putkistojärjestelmissä estää bakteerien kiinnittymisen ja häiritsee varhaisen -vaiheen biofilmin muodostumista. Järjestelmän suunnittelun tulisi poistaa kuolleet jalat, pysähtyneet vyöhykkeet ja rakot, joihin kerääntyy kerrostumia ja biofilmejä. Tyhjennyspisteet tulee suunnitella niin, että ne tyhjenevät kokonaan seisokkien aikana. Putkilinjojen säännöllinen tiivistäminen poistaa fyysisesti biofilmit ja kerrostumat ennen kuin ne kypsyvät syövyttäviksi kokonaisuuksiksi.

Strategia 4: Suojapinnoitteet

Suojapinnoitteiden levittäminen sisäpinnoille luo fyysisen esteen metallin ja biokalvon välille. Epoksipinnoitteita, fuusio-sidottu epoksi (FBE) ja lasi-hiutalevahvisteisia pinnoitteita käytetään yleisesti veden-käsittelyjärjestelmissä. Uudet antimikrobiset pinnoitteet sisältävät biosidisia aineita, kuten hopean nanopartikkeleita, kupari-ioneja tai kvaternaarisia ammoniumyhdisteitä suoraan pinnoitematriisiin, mikä tarjoaa jatkuvan suojan pinnalle. Pinnoitteen eheys on kriittinen, koska mistä tahansa lomasta (neulanreiästä) tai vaurioituneesta alueesta tulee etusijalla MIC-aloituspaikka suuren katodi-:-anodipinta-alan suhteen.

Strategia 5: Katodinen suojaus

Vaikutettu virtakatodinen suojaus (ICCP) tai uhrautuvat anodijärjestelmät voivat siirtää metallipotentiaalin korroosiopotentiaalin alapuolelle, mikä vaimentaa sähkökemiallisia reaktioita, joita MIC-organismit hyödyntävät. Katodinen suojaus on tehokkain haudattujen putkistojen ja säiliöiden pohjan ulkopinnoille. Sisäpinnoille katodinen suojaus on yleensä epäkäytännöllistä nykyisten jakeluhaasteiden ja vedyn muodostumisriskin vuoksi, mikä voi itse asiassa syöttää hydrogenaasi-positiivista SRB:tä.

Strategia 6: Ympäristönvalvonta

Palveluympäristön muuttaminen mikrobien kasvulle vähemmän suotuisaksi voi olla tehokas ennaltaehkäisevä toimenpide. Vaihtoehtoja ovat hapenpoisto aerobisten organismien poistamiseksi (vaikka tämä suosii anaerobista SRB:tä), pH:n säätö 9,0:aan tai korkeammalle happoa -tuottavien bakteerien estämiseksi, lämpötilan säätö optimaalisen kasvualueen ulkopuolella (tyypillisesti 20–40 astetta useimmille MIC-organismeille) ja ravinteiden vähentäminen poistamalla orgaaniset hiilen lähteet prosessivirrasta.

Mitkä ovat MIC-vaurion visuaaliset merkit ja diagnostiset ominaisuudet?

MIC tuottaa tyypillisiä visuaalisia ja metallurgisia piirteitä, jotka erottavat sen muista korroosion muodoista, mukaan lukien klusteroidut puolipallon muotoiset kuopat kerrostumien alla, mustan rautasulfidin korroosiotuotteet ja kuoppamorfologiat, joita kuvataan kupin -muotoisiksi, hevosenkengän-muotoisiksi tai tunneloituiksi.Näiden allekirjoitusten tunnistaminen tarkastuksen aikana on ratkaisevan tärkeää MIC:n vahvistamiseksi vahinkomekanismiksi ja oikean korjausstrategian toteuttamiseksi.

API RP 571, alan standardi vauriomekanismien tunnistamiseen jalostuslaitteissa, luokittelee MIC:n erilliseksi vauriomekanismiksi ja tarjoaa yksityiskohtaisia ​​diagnostisia ohjeita. API RP 571:n mukaan MIC-vaurioita havaitaan yleisimmin pysähtyneillä tai alhaisella-virtauksella, vaakasuoran putkiston alaosassa, kerrostumien alla ja kuolleissa jaloissa. Standardi suosittelee, että epäillyt MIC-vauriot vahvistetaan visuaalisen tarkastuksen, kerrostumisanalyysin ja pintanäytteiden mikrobiologisen testauksen yhdistelmällä.

Mitkä standardit ja alan ohjeet koskevat MIC-hallintaa?

MIC-hallintaa ohjaa AMPP:n (entinen NACE International) ja API:n teollisuusstandardien viitekehys, ja tärkeimmät asiakirjat ovat NACE TM0194 kenttävalvonnassa, NACE TM0212 putkilinjan MIC-tunnistuksessa ja API RP 571 vauriomekanismien tunnistamisessa.Nämä standardit tarjoavat yksimielisyyteen{0}} perustuvat menettelyt näytteenottoon, testaukseen, diagnoosiin ja ennaltaehkäisyyn, jotka sääntelyelimet ja vakuutusyhtiöt ovat tunnustaneet.

Mikä on MIC:n taloudellinen ja toiminnallinen vaikutus?

MIC maksaa maailmanlaajuiselle taloudelle arviolta 30–50 miljardia dollaria vuodessa, mikä on noin 20 % kaikista korroosioon liittyvistä-menoista. Yksittäiset laitoksen viat aiheuttavat 1–10 miljoonan dollarin tuotantotappioita tapahtumaa kohden ja vaikeissa tapauksissa katastrofaalisia vikoja, jotka johtavat ympäristövahinkoihin ja turvallisuushäiriöihin.Taloudelliset vaikutukset ulottuvat välittömien korjauskustannusten lisäksi suunnittelemattomat seisokit, tuotannon menetys, ympäristön korjaaminen, säännösten mukaiset seuraamukset ja kohonneet vakuutusmaksut.

MIC-ehkäisyn kustannus{0}}hyötyanalyysi on ylivoimaisesti myönteinen. Alan tiedot osoittavat johdonmukaisesti, että jokainen proaktiiviseen MIC-seurantaan ja ennaltaehkäisyyn käytetty dollari säästää 5–10 dollaria vältetyissä vikakustannuksissa. Tärkeintä on toteuttaa ehkäiseviä toimenpiteitä ennen MIC-vaurioiden alkamista, koska aktiivisen MIC:n korjaaminen on paljon kalliimpaa ja vähemmän luotettavaa kuin ennaltaehkäisy.

Usein kysytyt kysymykset

Kyllä. MIC on yksi harvoista korroosiomekanismeista, jotka voivat rikkoa ruostumattoman teräksen passiivikalvon. SRB tuottaa rikkivetyä, joka kemiallisesti hyökkää kromioksidikalvoa vastaan ​​ja tekee sen epävakauteen. APB ja SOB tuottavat happoja, jotka liuottavat kalvon alhaisessa pH:ssa. EET-kykyiset bakteerit voivat erottaa elektroneja suoraan kalvon läpi, mikä aiheuttaa sub-kalvometallin liukenemista. Passiivinen kalvo, joka suojaa ruostumatonta terästä tavanomaiselta korroosiolta, ei ole este MIC-mekanismeja vastaan, minkä vuoksi MIC voi hyökätä laatuja, kuten 316L, jotka toimivat hyvin identtisissä ympäristöissä ilman biofilmiaktiivisuutta.

Kuinka nopeasti MIC voi aiheuttaa vian ruostumattomasta teräksestä valmistettuihin putkiin?

Mikrobien kasvulle suotuisissa olosuhteissa (pysyvä vesi, 25-40 astetta, saatavilla olevat ravinteet) MIC voi lävistää 316 litran ruostumattomasta teräksestä valmistetun putkiston, jonka seinämän paksuus on 3 mm, 6-18 kuukaudessa. Dokumentoidut tapaushistoriat sisältävät vain 3 kuukauden vikoja järjestelmissä, joissa on vakava SRB-kontaminaatio. Tämä on dramaattisesti nopeampi kuin 10–20 vuoden käyttöikä, jota tyypillisesti odotetaan 316L:lta vastaavassa kunnossa ilman MIC:tä. Nopea epäonnistumisaste johtuu MIC:n pistekorjauksen paikallisesta luonteesta, joka keskittää korroosiohyökkäyksen muutamaan pieneen paikkaan sen sijaan, että se levittäisi sitä tasaisesti.

Onko MIC aina sulfaattia-pelkistävissä bakteereissa (SRB) aiheuttama?

Ei. Vaikka SRB ovat yleisimmin tunnistettuja ja tuhoisimpia MIC-organismeja, MIC voi johtua useista organismityypeistä, jotka toimivat itsenäisesti tai synergistisesti. Happoa-tuottavat bakteerit (APB), rautaa-hapettavat bakteerit (IOB), rikki-hapettavat bakteerit (SOB), rautaa-pelkistävät bakteerit (IRB), mangaania-hapettavat bakteerit (MOB) ja metanogeenit on kaikki dokumentoitu ensisijaisiksi MIC-ajureiksi eri teollisuusympäristöissä. Monissa todellisissa-tapauksissa korroosion aiheuttaa sekamikrobiyhteisö, jossa SRB on vain yksi osallistuja. Tästä syystä molekyylimenetelmät, kuten qPCR ja metagenomiikka, jotka pystyvät tunnistamaan koko mikrobiyhteisön, ovat yhä suositumpia kuin SRB{10}}pelkästään viljelytestit.

Voiko biosidikäsittely yksin estää MIC:n?

Ei. Vaikka biosidit ovat olennainen osa MIC-ennaltaehkäisyä, pelkkä biosidikäsittelyyn luottaminen ei riitä luotettavaan pitkäaikaiseen suojaukseen. Biofilmit suojaavat niissä asuvia bakteereita biosidin tunkeutumiselta EPS-matriisin läpi, mikä tarkoittaa, että planktonbakteereja vastaan ​​tehokkaat biosidipitoisuudet voivat olla 10-100 kertaa liian alhaiset tappamaan istuvat bakteerit vakiintuneessa biofilmissä. Biosidiresistenssi voi kehittyä myös mikrobien sopeutumisen kautta. Alan paras käytäntö on moniesteinen lähestymistapa, jossa biosidit yhdistetään materiaalin valintaan, virtauksen hallintaan, fyysiseen puhdistukseen ja pinnoitteen suojaamiseen. Mikään yksittäinen este ei ole 100 % tehokas, mutta yhdistetyt esteet tarjoavat päällekkäisen suojan.

Kuinka erotat MIC:n muista paikallisen korroosion muodoista?

MIC erottuu muista paikallisista korroosiomuodoista (kuten kloridipistekorroosiosta tai rakokorroosiosta) kuoppamorfologian, korroosiotuotteen koostumuksen, kerrostumien ominaisuuksien ja mikrobiologisen näytön yhdistelmällä. MIC-kuopat ovat tyypillisesti klusteroituja, puolipallon tai hevosenkengän -muotoisia, ja niitä löytyy kerrostumien alta tai matalavirtausalueilta. Mustat rautasulfidikertymät, mätä{4}}munan haju, kun kerrostumia häiritään, ja korroosiotuotteiden kohonnut rikkipitoisuus (EDS:n havaitsema) ovat vahvoja MIC-indikaattoreita. Vahvistus edellyttää pintakerrostumien mikrobiologista testausta viljely- tai molekyylimenetelmillä. API RP 571 tarjoaa yksityiskohtaiset diagnostiset kriteerit MIC:n erottamiseksi muista vauriomekanismeista.

Mikä on kustannustehokkain{0}}MIC-estostrategia uudelle laitokselle?

Uudessa laitoksessa kustannustehokkain{0}}MIC:n ehkäisystrategia on suunnitella MIC-vastus järjestelmään alusta alkaen, mikä on paljon halvempaa kuin ehkäisytoimenpiteiden jälkiasennus MIC:n kehittymisen jälkeen. Tämä tarkoittaa: (1) kuolleiden jalkojen ja alhaisten -virtausvyöhykkeiden eliminoimista putkistojen suunnittelussa, (2) korkeampien-seosmateriaalien määrittämistä (vähintään 316 litraa, mieluiten 2205 duplex) vesi-kosketuspinnoille, (3) putkilinjojen tiivistysmahdollisuuksien suunnittelua, (4) työkalujen asentamista strategisiin paikkoihin, mikrobiologisiin paikkoihin. biosidikäsittelyohjelma ensimmäisestä toimintapäivästä alkaen. Näiden suunnitteluominaisuuksien lisäpääomakustannus on tyypillisesti 5-10 % projektin kokonaiskustannuksista verrattuna mahdollisiin vikakustannuksiin, jotka voivat ylittää koko projektin arvon.