论文部分内容阅读
工业循环冷却水用水量巨大,采用再生水代替地表水作为补充水源,可有效节水,然而由于再生水水质的影响,微生物产生的腐蚀、黏泥问题较为严峻。金属腐蚀的本质是电化学反应,为了获取硫酸盐还原菌(Sulfate-Reducing Bacteria,SRB)和铁细菌(Iron-Oxidizing Bacteria,IOB)对Q235碳钢腐蚀电化学行为、碳钢挂片表面形貌以及元素成分的影响,提供解释微生物腐蚀机理的数据,采用实验方法展开相关研究。通过运行循环冷却水动态模拟装置,获取循环冷却水,经富集、分离、纯化得到硫酸盐还原菌、铁细菌。分别研究了它们的生长特性,并利用CS2350电化学工作站,研究了它们对Q235碳钢腐蚀的自腐蚀电位(开路电位)、极化电阻、腐蚀率等电化学指标的影响;应用环境扫描电子显微镜(Environmental ScanningElectron Microscope,ESEM)研究了微生物作用下碳钢腐蚀挂片的表面形貌、采用X射线能量色散谱方法(X-ray Energy Dispersive Spectroscopy,EDS)研究了挂片元素成分变化。电化学实验表明,SRB、IOB均能显著降低培养液的自腐蚀电位,增大腐蚀反应动力。与未接种的电解池相比,在促进腐蚀最显著的阶段,SRB能使腐蚀率达到未接种的3.17倍,IOB能使腐蚀率达到未接种的1.53倍。在极化电阻、腐蚀率达到稳定以后,两种菌仍能显著降低培养液的极化电阻,增加腐蚀率,其中SRB能使腐蚀率升高62%左右,而IOB能使腐蚀率升高29%左右。极化曲线表明,SRB能改变电化学反映动力学参数β_a、β_c,显著影响阴极反应。交流阻抗谱的测定结果与极化电阻曲线反映的现象一致。直接观察碳钢挂片可以看出,SRB能使挂片表面颜色变黑,形成凸起;而IOB能使挂片表面形成点蚀坑。ESEM观察表明,两种菌都能显著改变碳钢表面形貌,形成特殊结构。EDS元素分析表明,SRB能使O、P元素含量显著提高,使Fe、S含量降低;IOB能使O、P、K等元素含量均增加,C、Fe等元素含量减少。综上,SRB与IOB能显著影响Q235碳钢的电化学行为、碳钢挂片表面形貌与元素成分比例,从而促进碳钢腐蚀。