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二氧化碳存在条件下SRB在管道内腐蚀状况研究

范梅梅  
【摘要】:随着人类在油气田开采方向的深入,管道腐蚀问题摆在人们面前,并引起广泛关注。本论文分别探讨了中温SRB和嗜热SRB在CO_2存在条件下对X60钢的腐蚀规律。本文从海底管道WC15-1及BZ26-2污水体系中,分离出硫酸盐还原菌,研究各自的生长特性,并利用傅立叶红外光谱(FT-IR)进行了初步鉴定。采用腐蚀失重实验、电化学方法和表面分析技术,系统研究了二氧化碳存在条件下,硫酸盐还原菌在管道内的腐蚀规律。 从海底管道WC15-1污水中分离SRB,最佳生长温度为30℃,最适宜pH在7.5左右,饱和CO_2对中温SRB的生长影响不大。实验周期内,在饱和二氧化碳环境中,30℃时,中温SRB抑制X60钢的CO_2腐蚀,而在45~75℃,随着温度升高,SRB促进X60钢的CO_2腐蚀。当CO_2分压小于1.0MPa时,SRB抑制X60钢的CO_2腐蚀,当CO_2分压为1.0MPa时,SRB的存在促进X60钢的CO_2腐蚀,SEM和EDAX分析表明SRB参与了腐蚀产物膜的矿化作用。饱和CO_2污水中,SRB的生长繁殖直接影响X60钢表面膜层的结构,腐蚀主要发生在SRB的生长初期和衰亡期,AFM跟踪显示了X60钢电极表面从不完整膜到致密膜再到膜脱附的过程,合理解释了腐蚀产物膜层结构对X60钢腐蚀的影响。 从海底管道BZ26-2污水中分离SRB,最佳生长温度为60℃,最适宜pH在7.5左右,饱和CO_2导致嗜热SRB延滞期延长。实验周期内,在饱和二氧化碳环境中,低温区(30~45℃),嗜热SRB引起的二氧化碳腐蚀主要发生在污水中,而在高温区(60~75℃),嗜热SRB引起的二氧化碳腐蚀多半发生在污泥下。随着CO_2分压的增加,腐蚀速率增加,且污泥中SRB腐蚀尤为严重,如果体系中存在一定的流速,将影响试片表面生物膜和腐蚀产物膜的形成,导致腐蚀速率进一步增加。在饱和CO_2污水中,腐蚀3天的荧光显微镜分析表明,SRB更倾向于在电极边缘聚集,从而表现为边缘腐蚀严重,10d后嗜热SRB进入衰亡期,生物膜分布的不均匀直接导致膜下腐蚀以点蚀为主的典型特征。


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