不同阴极极化条件对L245的SRB腐蚀行为影响

摘要

目的通过模拟试验研究SRB环境中不同极化电位下L245管线钢微生物腐蚀(MIC)行为差异,探索极化电位对MIC过程的影响规律和微观机理。方法采用静态浸泡法研究了施加4种不同极化电位条件下的L245电极试样在SRB环境中浸泡腐蚀7 d过程。利用细菌计数法分析微生物膜中固着细菌数量随极化电位的变化情况,通过开路电位测量、电化学交流阻抗(EIS)技术,分析微生物膜随电位的变化情况。利用扫描电镜(SEM&EDS)和聚焦离子束扫描电镜(FIB–SEM&EDS)分析膜表面和纵截面结构变化和元素成分分布。利用激光共聚焦显微镜(CLSM)对膜下点蚀坑随电位变化情况进行了统计分析。结果弱阴极极化条件下,–0.75 V(vs.SCE)和–0.875 V(vs.SCE)明显促进了SRB的代谢活动,SRB细菌个体在材料表面的吸附和生长得到促进,膜中固着SRB数量大幅增加,细菌个体外围被硫化物和有机物覆盖,膜下点蚀程度随电位负移而加剧。–0.875 V(vs.SCE)条件下表现相对更明显。随着电位负移,膜厚逐渐增大,S、P等代谢活动元素含量随之增高。强阴极极化条件下,–1.05 V(vs.SCE)使SRB代谢活性得到抑制,固着细菌数目明显减少,点蚀现象基本消失。结论弱阴极极化作用有助于增加SRB腐蚀的倾向,强极化电位则抑制了细菌的代谢活性,减缓了点蚀。揭示了阴极极化电位通过影响膜中SRB代谢活性和数量促使点蚀程度加剧的机理。SRB代谢活性的增强和膜下点蚀的发生是SRB从金属表面直接获取电子而导致的结果。