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海水冷却体系中铜合金微生物腐蚀(MIC)的电化学研究

刘淑静  
【摘要】:微生物腐蚀(MIC)是指由微生物引起或加速的腐蚀,是一个十分复杂的电化学过程,危害巨大。海水是易于微生物生长的介质,碳钢、不锈钢、铝及其合金、铜及其合金、镍及其合金等在海水中都会发生微生物腐蚀。铜合金由于具有良好的耐海水腐蚀性能、机械加工性能以及良好的导电导热性能,而被广泛应用于海水体系中。如:冷凝器、海水管路、热交换器以及海水淡化工程等。随着,我国海水利用事业的发展,海水中微生物的腐蚀已引起了人们的广泛关注。特别是采用海水作为工业冷却水时,由于冷却水系统的结构和工艺条件适宜于微生物的生长和繁殖,因此,海水冷却体系中微生物腐蚀和污损生物附着更为突出。但目前,国内外关于铜合金微生物腐蚀研究的文献较少,研究工作还不够深入。特别是有关海水冷却体系中有关铜锌合金的微生物腐蚀(MIC)的电化学研究未见报道。因此,进行海水冷却体系中铜合金微生物腐蚀(MIC)的电化学研究很有意义。 本文运用电化学研究方法,利用三电极体系,对无菌海水中铜合金腐蚀规律进行了研究。对海水冷却体系中铜合金表面由不同微生物(异养菌、硫酸盐还原菌和铁细菌)所生成的生物膜的性质、生长规律进行了跟踪研究,分别考察了海水体系中异养菌、硫酸盐还原菌和铁细菌的生物膜生长过程中开路电位、pH值和极化电阻Rp随时间的变化规律。考察了生物膜的沉积和迁移对阴、阳极极化曲线等电化学行为的影响。并用显微分析的方法研究了生物膜的形态和物质组成。研究结果表明: (1)无菌海水中,铜合金HSn62的开路电位、pH值随时间的变化趋势平缓。在20余天的实验时间里,铜合金开路电位在-0.30V左右,介质pH值保持在8上下。且随浸泡时间的延长不断增加,铜合金极化电阻最后可稳定在50000Ωcm~2;同时,与原海水相比,铜合金HSn62受阴极去极化扩散控制不如其在原海水中的影响明显。阳极是活化控制,阴极有活化控制倾向,但主要受阴极作用控制。 (2)异养菌存在条件下,海水体系中铜合金表面的生物膜成膜迅速,24小时


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