Железо анаэробная коррозия

Существует несколько предположений относительно механизма анаэробной коррозии стали, железа и алюминия под действием сульфатредуцирующих бактерий. Наибольший интерес представляют следующие. 1) Коррозия протекает в результате катодной деполяризации, проявляющейся в деполяризации катодного участка корродирующего металла путем перемещения и потребления бактериями поляризованного водорода. 2) Коррозия протекает в результате катодной деполяризации твердыми сульфидами железа, образующимися в результате взаимодействия ионов железа с сульфид-ионами, которые являются конечным продуктом бактериального восстановления сульфатов. [c.69]

В начале века была обнаружена большая скорость коррозии стальных труб в нейтральных неаэрируемых почвах, содержащих большое количество сульфатных солей, Анаэробная коррозия ветре- чается преимущественно на подземных металлических сооружениях, уложенных во влажных, почти нейтральных грунтах. Этот вид коррозии наблюдается как на стальных, так и на чугунных трубопроводах. Разрушение чугуна происходит с графитизацией чугун покрывается непрочной коркой, состоящей из смеси графита, кремнезема и серы (0,2...6,0 %) в виде сульфида. На стальных трубах образуются отдельные каверны. Продукты коррозии имеют черный цвет и запах сероводорода при извлечении трубы. Они содержат около 40 % двухвалентного железа и 5 % серы в виде сульфидов. [c.100]

В продуктах анаэробной коррозии железа всегда, наряду с гидратом закиси и окиси, обнаруживается также сернистое железо (от А до /г общего количества железа, находящегося в продуктах коррозии). [c.147]

Таким образом, при анаэробной коррозии железа под алия нием бактерий идут следующие процессы [c.147]

Внешняя коррозия. Анаэробный вид коррозии наружной поверхности труб, заложенных в почву, через которую проходит очень мало или вовсе не проходит кислород, может быть опасен, если почва содержит буферные вещества, которые предотвращают увеличение pH выше определенного значения. В отсутствии буферных веществ щелочная реакция гидрозакиси железа замедляет коррозию, В почвах были идентифицированы некоторые органические кислоты, однако, за исключением торфяных болот, их роль в процессе коррозии весьма сомнительна. Наблюдае.мое буферное действие можно отнести, повидимому, за счет находящихся в составе почв минеральных веществ Глины часто имеют заметную кислую реакцию и буферные свойства (наиболее низкое значение pH было зарегистрировано 3,0) Кислые глины часто вызывают сильную коррозию чугунных труб, если они не изолированы при помощи укладки в траншею, засыпанную мелом, или одним из методов, упомянутых на стр. 259—264. [c.357]

Изучая серьезные коррозионные повреждения, некоторые исследователи [1, 2] пришли к выводу, что процесс микробиологической анаэробной коррозии железа может быть выражен следующими реакциями. [c.495]

Выявление коррозии, вызываемой бактериями, восстанавливающими соли серной кислоты. Выявление микробиологических анаэробных коррозионных участков весьма затруднительно, так как такие участки не всегда обнаруживаются обычными электрическими измерениями. Места, где электрические измерения показывают отсутствие блуждающих токов, но где металлические сооружения сильно корродируют, подлежат исследованию на наличие микробиологической анаэробной коррозии. Химический анализ продуктов коррозии в этих случаях особенно полезен. Значительные количества сернистого железа указывают на микробиологический характер коррозии, особенно если сернистые металлы отсутствуют в почве или не получаются из какого-либо другого источника. [c.501]

Следует соблюдать большую осторожность при транспортировке и хранении продуктов коррозии, образовавшихся в анаэробных условиях [16], так как сернистое железо в этих продуктах чрезвычайно мелкодисперсно и пористо. Окисление его кислородом воздуха происходит настолько быстро, что анализ дает ошибочные результаты, если подготовка образца не проводится в вакууме или инертном газе. Транспорт и хранение продуктов анаэробной коррозии лучше всего производить под [c.501]

Быстрые качественные определения сернистого железа можно делать на месте путем прибавления к пробе разбавленной соляной кислоты, вызывающей выделение сероводорода, который легко обнаружить по запаху. Применение микробиологической техники выращивания культур микроорганизмов из почвы или из продуктов коррозии также представляет большую ценность. Однако положительные результаты все же не доказывают окончательно, что в данном случае имеет место микробиологическая анаэробная коррозия. [c.502]

Иногда удается прокладывать трубопроводы так, чтобы избежать особенно активных почв. Имеются также указания на благоприятное влияние местного дренажа почвы. Однако всегда следует принимать меры против действия окисленных продуктов микробиологической анаэробной коррозии, так как окисление сернистого железа в сернокислое может создать весьма активную среду. [c.502]

Особый интерес представляет тот факт, что микробиологическая анаэробная коррозия наблюдается внутри этих бугорков. Бугорок растет концентрическими слоями и имеет конусообразную форму [32]. Центральная часть бугорка в свежем состоянии — мягкая, черная. Часто она содержит немного сернистого железа и становится красной при выдержке на воздухе. Маловероятно, чтобы коррозия, сопровождающая процесс образования бугорков, была сильной, если только не соблюдаются анаэробные условия внутри бугорка. [c.506]

При недостатке влаги могут возникать и не полностью гидратированные продукты анодной реакции. В почвах, содержащих соединения серы, мо гут образовываться также нерас -творимые сульфиды железа, как это, например, наблюдается при анаэробной коррозии железа. Вследствие того, что растворимость образующихся продуктов коррозии металла в нейтральных почвах мала, не происходит заметного торможения анодного процесса за счет концентрационной поляризации . Более важной причиной торможения анодного процесса в почвенных условиях является экранирование поверхности металла нерастворимыми продуктами коррозии. [c.359]

Таким образом, при анаэробной коррозии железа под влиянием бактерий, по-видимому, протекают следующие реакции, осуществляемые электрохимическим, химическим и биологическим путем. [c.388]

В результате жизнедеятельности бактерий облегчаются катодные деполяризующие процессы (как кислородной, так и водородной деполяризации). Вследствие выделения энергии при биологическом окислении катодно образующегося водорода бактерии получают необходимые энергетические возможности для своего существования и, следовательно, для выполнения биологической эндотермической реакции восстановления сульфатного иона. Указанный механизм анаэробной коррозии, а также то, что железо входит в протоплазму бактерий, позволяют понять преимущественное развитие подобных видов бактерий непосредственно на корродирующей поверхности железа, электрохимическое коррозионное разъедание которого и является источником жизнедеятельности этих микроорганизмов. [c.389]

На коррозионную активность почвы влияет наличие бактерий. В чем же состоит ускоряющее действие, оказываемое микроорганизмами на протекание коррозионных процессов В анаэробных условиях процесс коррозии заторможен из-за отсутствия катодных деполяризаторов. Незначительные количества атомарного водорода, образующегося в нейтральных грунтах на катодных участках поверхности труб, ни тем более связанный в сульфатах кислород не оказывают заметного влияния на скорость катодных процессов. При наличии в почве сульфатвосстанавливающих бактерий, рост которых связан с реакцией восстановления ионов серы водородом, в результате биологического процесса образуется свободный кислород, используемый микроорганизмами для дыхания и участвующий в катодной реакции в качестве деполяризатора. Образующиеся при этом ионы восстановленной серы 8 вызывают снижение pH среды, что благоприятствует протеканию катодного процесса с водородной деполяризацией, а выпадение в осадок нерастворимого сернистого железа активизирует процесс анодного растворения трубной стали. Поскольку этот процесс происходит без торможения, он может продолжаться непрерывно. При величине pH > 9 сульфат-восстанавливающие бактерии погибают, поэтому эффективным методом борьбы с ними является защелачивание среды. [c.16]

Когда вследствие обрастания, образования продуктов коррозии и, возможно, оседания морской слизи возникает пленка, препятствующая диффузии кислорода, то на поверхности металла создаются анаэробные условия и становится возможным рост сульфатвосстанавливающих бактерий. Остальные из перечисленных выше условий в обычной морской воде выполняются всегда присутствуют ионы железа (из стали), сульфаты (из воды) и органика (разложение организмов, участвующих в обрастании). С началом деятельности бактерий коррозия, замедленная защитной пленкой, вновь усиливается и достигает постоянной скорости, уже не зависящей от толщины образующегося на металле слоя продуктов. При экспозиции у острова Наос стационарная скорость коррозии углеродистой стали составила, как показано на рис. 121, 0,07 мм/год. Это значение было достигнуто уже после первого года экспозиции и практически не менялось на протяжении всех 16 лет испытаний. [c.444]

Биогенность. Наиболее характерные случаи ускорения коррозии железа под влиянием жизнедеятельности бактерий наблюдаются в анаэробных условиях, т.е. при отсутствии кислорода. Образование кислорода, необходимого для протекания катодного процесса при коррозии в нейтральных средах, в анаэробных условиях, происходит за счет жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий, восстанавливающих содержащиеся в почве соли серной кислоты по реакции ЗО "- - 8 + а ион серы участвует во вторичной реакции образования продуктов коррозии железа по реакции Ре 8 -> Ре8. Это подтверждается результатами химического анализа продуктов анаэробной коррозии стали, в которых присутствует наряду с гидратами закиси и окиси железа также больщое количество сернистого железа. [c.46]

Установлено, что гидрогеназоактивный штамм сульфатвосста-навливающих бактерий является эффективным катодным депо-ляризатором при анаэробной коррозии алюминиевых сплавов. Скорость бактериальной коррозии на два порядка выше, чем в контрольном стерильном опыте. Выпадающий при развитии бактерий сульфид железа может также способствовать усилению процесса коррозии. [c.26]

Рис. 9.4. Накопительные культуры сульфатредуцирующих бактерий. Рост после инокуляций среды сероводородным илом. А. Среда содержит лактат и сульфат железный гвоздь обеспечивает достаточно низкий окислительно-восстановительный потенциал (в результате катодной поляризации). Б. Доказательство использования молекулярного водорода сульфатредуцирующими бактериями пробирка Дёрхема, заполненная Н2, перед инкубацией плавает, а после инкубации засеянной среды оказывается на дне. В. Рост бактерий в закупоренной бутыли в присутствии малых количеств органического вещества за счет восстановления сульфата и анаэробной коррозии железа. Г. Накопление сульфатредуцирующих бактерий в двойном сосуде Зёнгена, Сосуд II заполняют средой, содержащей лактат и сульфат затем впускают в него Н2, и часть жидкости переходит в сосуд I (новые уровни показаны пунктирными линиями) в течение двухдневной инкубации при 30°С значительная часть Н2 потребляется.

Большое экономическое значение имеет косвенный результат жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий (например, Desulfovibrio)-анаэробная коррозия железа. Во влажной среде ионизация железа может происходить и в анаэробных условиях [c.314]

В очень кислых почвах значительное количество железа может оставаться в почве также в растворенном состоянии в виде двух- или трехвалентных ионов. В поч.вах, содержащих соединения серы, могут образовываться также сульфиды я еле-за, как это наблюдается, например, при анаэробной коррозия железа. Следовательно, во влажных нейтральных почвах анодный процесс будет протекать по типу, характерному для жид- ких нейтральных электролитов, т. е. без заметного торможения, с образованием нерастворимых, но рыхлых и мало защищающих продуктов коррозии железа. В лористых, относительно маловлажных почвах анодный процесс будет протекать по типу, характерному для условий нахождения на аноде тонких слоев электролита, как это имеет место при атмосферной коррозии. Анодный процесс в подобных условиях может иметь заметную анодную поляризуемость, вследствие недостатка влаги для гидратации ионов или вследствие наступления анодной пассивности металла. [c.109]

При бо.рьбе с анаэробной коррозией в пласт01вые оды часто зводят при бурении скважин формалин. Биологи обычно объяс-. няют эффект этого мероприятия бактерицидным действием формалина. Однако следует также иметь в виду, что формалин является одним из сильных ингибиторов (замедлителей) электрохимической коррозии железа. [c.148]

Большинство зарегистрированных случаев сильной анаэробной коррозии в буферных почвах касается, как и следовало ожидать, чугунных труб, так как графит способствует выделению водорода однако, было доказано, что и более чистые сорта железа могут подвергаться коррозии в жестких условиях. При коррозии чугуна в почве наружная форма отливки обычно сохраняется и неопытный наблюдатель может не заметить повреждений. Однако стоит только поскрести поверхность ножом, чтобы обнаружить, что материал превращен в мягкую массу, которую можно резать эта губчатая масса содержит оставшийся графит, окись кремния и некоторое количество железа, которое еще не подверглось изменению часто находят также сульфиды, карбонаты и фосфаты. На некоторых сортах чугуна эта графитизация или спонгиоз имеет местный характер, образуя глубокие язвины, как на некоторых трубах, уложенных в землю вблизи Нового Орлеана и описанных Куном з. Исследование различных чугунных труб, лежавших в течение долгого времени в земле (Хартльпул), привело Бредшоу к заключению, что очень плотное железо однородного качества является наилучшим в отношении долгой службы. Фольмар описал меры, принимаемые для предотвращения этих неприятностей в Германии и состоящие в изготовлении чугунных труб с очень мелкими включенияхми графита и однородной структурой. Обширные исследования по улучшению чугуна произведены были в последнее время и в Англии (см. работу Пирса) . [c.358]

При анаэробной коррозии железа согласно схеме, предложенной Н. Д. Томащовым, могут протекать следующие реакции [c.190]

Непосредственного биологического действия бактерий или химического воздействия продуктов их жизнедеятельности на металл, по-види-мому, не происходит или оно несущественно. Доказательством этого может служить, например, то, что применением электрохимической защиты (катодной поляризацией или протекторами) полностью предотвращается развитие в почвенных условиях биологической коррозии железа, так же как и обычной электрохимической коррозии. Например, при катодной поляризации железных конструкций в почве током плотностью 01 15 10 до 50 10 а1см наступает полное прекращение анаэробной коррозии [6]. [c.387]

Однако свободный кислород в системе не накапливается (сульфат-редуцирующие бактерии не вьпюсят заметных концентраций кислорода), а в момент выделения используется для метаболизма микроорганизмов и в значительной части также для катодного деполяризующего процесса коррозии железа. Благодаря этому делается возможным прохождение электрохимического процесса коррозии в средах, не имеющих свободного кислорода. Подкисление почвы, возникающее вследствие образования сульфид-иона (сероводорода), а также само наличие ионов 5— будут облегчать также и протекание параллельного процесса водородной депО ляризации. Ион серы частично используется для построения протоплазмы бактерий, но после отмирания и разложения бактерий участвует также во вторичной реакции образования продуктов коррозии железа. По этой причине в продуктах анаэробной коррозии железа, наряду с гидратами закиси и окиси железа, значительная часть железа (от Д до 72 общего количества) находится в виде сернистого железа. [c.388]

Анаэробная коррозия железа в лочве может рассматриваться как разновидность электрохимического процесса коррозии, при котором влияние биологических факторов осуществляется путем их воздействия на электродные процессы электрохимической коррозии. Ускоряющее влияние анаэробных бактерий на коррозионный процесс может считаться доказанным только при нахождении всей металлической конструкции -В анаэробных условиях, в противном случае ускорение процесса коррозии конструкции в неаэрируемом участке почвы в значительной степени определяется также работой макрокорро<зио ных пар неодинаковой. аэрации. [c.400]

Не полностью используемый бактериями на окислительные процессы кислород обеспечивает протекание катодной деполяризационной реакции грунтовой коррозии стали в анаэробных условиях. Сероводород уменьшает перенапряжение водорода в кислых и слабокислых грунтах, облегчая протекание катодного процесса в этих условиях. Сульфид-ионы, действуя как депассиваторы, а также связывая железо в труднорастворимые и малозащитные сульфиды, растормаживают анодный процесс коррозии стали. По данным некоторых исследователей, скорость коррозионного разрушения стали при воздействии этих бактерий может возрастать в 20 раз. [c.388]

Ввиду того что железо входит в протоплазму бактерий, преимущественное развитие колоний этих видов бактерий происходит непосредственно-на стальной поверхности, электрохимическая коррозия которой является источником их жизнедеятельности. Скопления микробных масс, плотно прилегающих к металлической поверхности, создают анаэробные условия под этой массой, вследствие чего возникает концентрационный электрохимический элемент между этим участком, лшиенным кислорода, и соседними, более аэрируемыми участками. [c.46]

Биокоррозия подземных трубопроводов. Коррозия, вызываемая сульфатре-дуцирующими бактериями, встречается на подземных трубопроводах во влажных почвах, через которые транспорт кислорода затруднен, т. е. в анаэробных условиях. Продукты коррозии трубной стали в результате биокоррозии имеют запах сероводорода при извлечении трубы и содержат значительное количество сульфида железа. Грунт вокруг трубы окрашивается в черный цвет, что свидетельствует о наличии сульфидов железа. Сульфатвосстанавливающие бактерии содержатся в грунте повсеместно. Однако при содержании в одном кубическом миллиметре воды менее 100 жизнеспособных бактерий она не агресивна. Агрессивность грунтов в отношении биокоррозии оценивают популяциями бактерий в тех же пределах. [c.185]

В природе аэробные и анаэробные бактерии существуют сов-/iie THo. В почве наиболее интенсивная коррозия наблюдается в болотистых местах (рЯ=6,8...7,8), насыщенных органическими /остатками с пониженным содержанием кислорода., Поверхность конструкций, имеющих значительную протяженность (трубопровод), становится анодной по отношению к участкам, контакти-/ рующим с более аэрированной почвой, и коррозия ускоряется, п В анодных зонах возможно окисление гидрозакиси железа железо-бактериями. [c.26]

В морской воде скорость коррозии во многом зависит от деятельности и взаимодействия морских микроорганизмов. В условиях постоянного воздействия морской воды сталь сначала корродирует с очень большой скоростью, но быстро обрастает микроорганизмами, и в дальнейшем этот слой оказывает защитное действие. Покрытие на металле в виде продуктов коррозии и обрастания становится достаточно толсткм, и диффузия кислорода к поверхности прекращается. Часть этого кислорода поглощают аэробные бактерии. Однако низкая скорость коррозии сохраняется недолго, так как в отсутствие кислорода начинают действовать анаэробные бактерии. Условия для их роста возникают под образовавшейся пленкой, где возникает анаэробная среда. Кроме того, росту анаэробных бактерий способствует присутствие ионов железа, сульфатов и органических веществ. Как только начинают развиваться анаэробные бактерии, коррозия, замедленная защитной пленкой, усиливается и достигает постоянной скорости, уже не зависящей от толщины защитной пленки. [c.20]

Нельсон [51] считал, что катодная деполяризация не является основным фактором ускоряющего воздействия анаэробных микробов на коррозию. Тиллер и Бут [52], исследовавшие влияние сульфатвосстанавливающих бактерий на коррозию алюминия, установили, что коррозию ускоряла не только гидрогеназная активность бактерий, но и присутствие сульфида железа. Кинг и Миллер [53] считали, что присутствие сульфида железа в подобных системах играет даже более важную роль. В работе [54] утверждается, что ускорение коррозии малоуглеродистой стали в присутствии сульфатвосстанавливающих бактерий связано главным образом с образованием сульфида железа, а гидрогеназная активность играет несущественную роль. [c.434]

Большинство предшествующих исследований коррозии, вызванной суль-фатвосстанавливающими бактериями, было посвящено почвенной коррозии или влиянию лабораторных культур бактерий. Очень мало внимания уделялось важной роли сульфатвосстанавливающих бактерий в морских средах. Рассмотренные выше результаты натурных коррозионных испытаний, проведенных Научно-исследовательской лабораторией ВМС США, показывают, что эти анаэробные бактерии оказывают определяющее влияние на коррозию конструкционных сплавав на основе железа в океане. Во всех местах, включая полусоленые воды бухты Чисапик, сульфатвосстанавливающие бактерии оказывали воздействие на металл. К концу первого года экспозиции коррозионные продукты, содержащие сульфид железа, были обнаружены на большинстве образцов. Питтинг на всех пластинах был умеренным. Отдельные раковины или участки с толстым слоем отложений не приводили к образованию более глубоких питтингов. В результате деятельности анаэробных бактерий на всех металлических поверхностях под образовавшимся слоем продуктов коррозии и приросших морских организмов возникал мягкий, плохо сцепленный с металлом слой, состоявший в основном из сульфида железа. При наличии такого слоя расположенные над ним продукты коррозии и обрастания легко удаляются большими целыми кусками. Проведенные испытания показали, что при образовании на металле в процессе обрастания достаточно толстого сплошного покрытия создаются анаэробные условия. При этом процесс коррозии определяется бактериальной активностью. [c.450]

Результаты длительных и краткосрочных коррозионных испытаний конструкционной углеродистой стали в естественных водных средах свидетельствуют о существенном влиянии морских организмов на скорости коррозии сплавов на основе железа в морской воде. В начальный период экспозиции, пока обрастание макроорганизмами не привело к образованию сплошного покрытия, наблюдались очень высокие скорости коррозии (до 400 мкм/год). Продолжительность этого начального периода, тип и интенсивность обрастания, а также коррозионные потери в течение первого года экспозиции в разных местах могут значительно отличаться. К концу первых 1—1,5 лег экспозиции большинство исследованных образцов было покрыто толстым слоем морских организмов, участвующих в обрастании. Хотя состав этих естественных покрытий сильно изменялся в зависимости от географического положения места испытаний, все они оказывали существенное защитное влияние на стальные пластины. Защитные свойства естественных покрытий, образующихся при обрастании, значительно уменьшаются, когда они становятся достаточно толстыми (биологически активными) и препятствуют проникновению кислорода к поверхности металла. В этих условиях процесс коррозии контролируется сульфатвосстанавливающими бактериями, активными в анаэробной среде на поверхности металла, сохраняющейся благодаря самозалечивающемуся покрытию, возникшему при обрастании. Скорость коррозии стали приобретает стационарное значение, причем для различных мест эти значения очень близки. [c.453]

Влияние микроорганиз.мов. В природных водах могут иметься всякого рода живые организмы (серо- и железобактерии, водоросли, грибы и т.п.). В благоприятных условиях они образуют на поверхности металла слизеобразные и нитеобразные колонии. Развитие микроорганизмов способствует ускорению коррозии. Наиболее интенсивную деятельность проявляют анаэробные бактерии, которые способны восстанавливать соединения серы (сульфаты) до сульфидов, и аэробные бактерии, окисляющие серу и ее соединения до серной кислоты. Наряду с серобактериями ускорение коррозионных процессов вызьшают также железобактерии. Необходимую для своего развития энергию они получают при окислении ионов двухвалентного железа до трехвалентного. Эти бактерии производят больпгое количество слизи, на которой оседают продукты коррозии и твердые частицы. Образующийся осадок снижает эффективность работы оборудования (например, холодильных установок). [c.68]