复合菌种对海洋工程材料微生物腐蚀的影响研究

摘要

随着陆地资源的日益紧张，人类逐渐把目光转向蕴含丰富资源的海洋，船舶、海洋平台、海底导油管道等海洋工程设施的数量不断增加。在海洋环境中，生物与微生物对海洋工程设施的附着，不可避免的使其寿命减短，造成严重的经济损耗，甚至在安全运行方面留下巨大的隐患。海洋细菌是海洋微生物研究中的重要分支，是海洋生态系统中重要环节，因此建立复合菌种对海洋工程材料腐蚀防护的基础理论，为我国海洋工程设施的设计、建造、选材提供理论保障，对提高我国海洋工程设计能力和建造水平都具有非常重要的现实意义。　　本论文主要采用电化学实验和腐蚀形貌观察等方法，在实验室条件下对海洋工程设施中常用黄铜和低碳钢两种材料，分别在硫酸盐还原菌、铜绿假单胞菌、噬油菌及其复合菌种等五种不同环境介质条件下的腐蚀行为进行了研究。　　实验结果表明，黄铜在单一硫酸盐还原菌菌种条件下，由于阴极去极化作用而加速腐蚀，且随着试样浸泡时间的增长，腐蚀电位负移，腐蚀电流密度正移，表明腐蚀加剧;在铜绿假单胞菌环境中，由于微生物膜的形成前期对于黄铜起到了一定的缓蚀作用，但随浸泡时间的延长，铜绿假单胞菌对黄铜缓蚀效果减弱甚至促进了腐蚀的进程;Q235低碳钢在硫酸盐还原菌单菌种溶液中由于阴极去极化作用促进了Q235钢的腐蚀，试样表面出现了大范围的局部腐蚀;在噬油菌中低碳钢腐蚀初期由于氧浓度差腐蚀速度加快，后期腐蚀反应减慢，试样表面腐蚀相对较轻;黄铜在硫酸盐还原菌和铜绿假单胞菌的复合菌种溶液中，黄铜腐蚀电流密度介于单一铜绿假单胞菌和硫酸盐还原菌种的腐蚀电流密度之间;Q235低碳钢在硫酸盐还原菌和铜绿假单胞菌的复合菌种溶液中，腐蚀电流密度均小于两种单一菌种作用时的腐蚀状态，两个试验结果均说明铜绿假单胞菌抑制了硫酸盐还原菌的生长;Q235低碳钢在噬油菌和硫酸盐还原菌复合菌种中的腐蚀状态与其在噬油菌单一菌种中的腐蚀前期状态相类似，也说明是噬油菌抑制了硫酸盐还原菌的生长。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

0 前言

1．1 海洋工程材料在海洋环境中的腐蚀

1．1．1 影响海水腐蚀的环境因子

1．1．2 我国海洋环境和金属材料腐蚀研究现状

1．1．3 海洋环境中的腐蚀实验

1．2 海洋工程材料的微生物腐蚀

1．2．1 微生物膜的影响

1．2．2 几种常见的微生物腐蚀

1．2．3 微生物腐蚀的研究进展

1．3 研究意义及主要研究内容

1．4 本论文主要创新点

第二章 实验方案

2．1 实验材料

2．2 实验设备与药品

2．2．1 实验设备

2．2．2 实验药品

2．3 实验方法

2．3．1 细菌的接种培养

2．3．2 培养基的制备

2．3．3 电化学测试方法

2．3．4 腐蚀后形貌观测技术

第三章 单一菌种对海洋工程材料微生物腐蚀的影响

3．1 SRB对黄铜微生物腐蚀的影响

3．1．1 开路电位分析

3．1．2 交流阻抗谱分析

3．1．3 极化曲线分析

3．2 PAO对黄铜微生物腐蚀的影响

3．2．1 开路电位分析

3．2．2 交流阻抗谱分析

3．2．3 极化曲线分析

3．3 SRB对Q235钢微生物腐蚀的影响

3．3．1 开路电位分析

3．3．2 交流阻抗谱分析

3．3．3 极化曲线分析

3．3．4 腐蚀形貌分析

3．4 PAO对Q235钢微生物腐蚀的影响

3．4．1 开路电位分析

3．4．2 交流阻抗谱分析

3．4．3 极化曲线分析

3．4．4 腐蚀形貌分析

3．5 ASW对Q235钢微生物腐蚀的影响

3．5．1 开路电位分析

3．5．2 交流阻抗谱分析

3．5．3 极化曲线分析

3．5．4 腐蚀形貌分析

3．6 菌种对金属腐蚀速度影响

3．7 本章小结

第四章 复合菌种对海洋工程材料微生物腐蚀的影响

4．1 SRB、PAO复合菌种对黄铜微生物腐蚀腐蚀的影响

4．1．1 开路电位分析

4．1．2 交流阻抗谱分析

4．1．3 极化曲线分析

4．2 SRB、PAO复合菌种对Q235钢微生物腐蚀的影响

4．2．1 开路电位分析

4．2．2 交流阻抗谱分析

4．2．3 极化曲线分析

4．2．4 腐蚀形貌分析

4．3 SRB、ASW复合菌种对Q235钢微生物腐蚀的影响

4．3．1 开路电位分析

4．3．2 交流阻抗谱分析

4．3．3 极化曲线分析

4．3．4 腐蚀形貌分析

4．4 本章小结

第五章 结论与展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文及研究成果