霉菌和微生物对舰船腐蚀及涂料防护研究<<涂料文集<<涂料频道<<艺术涂料网

涂料文集

霉菌和微生物对舰船腐蚀及涂料防护研究

时间:2010-02-27 11:22:33 来源: 作者:孙慧编辑点击:次

作者：董言治[1]，任建存[1]，刘振杰[2] (1．烟台海军航空工程学院控制工程系，山东烟台264001；2．91049部队，山东青岛) 1 引言 舰船上的设备主要受到高潮湿、高霉菌、高温度和高盐雾的侵蚀。其中海洋大气中的霉菌和微生物是造成设备腐蚀的一个重要因素[1-3]。尤其在舰船船底区和水线区，由于长期浸泡于海水之中，受到海水的电化学腐蚀和海水的冲刷、干湿交替作用，海洋微生物污损的附着与侵蚀更是严重。霉菌和微生物对舰船的腐蚀直接影响了舰船的环境适应性、使用的可靠性和船体的寿命，影响了舰艇编队的战斗力和海上生存能力。西方一些国家和地区(如美、英、欧洲等)一直非常重视这方面的研究，国内许多科研工作者也在这个领域做了大量的研究工作。本文对霉菌和微生物的腐蚀机理及其涂料防护进行了研究。 2 霉菌和微生物的腐蚀机理 相对于非生物环境下的腐蚀，海洋的微生物腐蚀是一个更加复杂的过程。它涉及到微生物的附着、繁殖过程，电化学腐蚀过程和界面化学过程等使金属表面能够吸附更多的碳源和能量物质，这些物质的吸附和附着使金属表面形成一层适合微生物寄居、繁殖、代谢和发展的微生物薄膜。如果舰船的设备上具备了霉菌生长的条件，空气中孢子落在其上，就会很快萌发生成大量的菌丝体。这些菌丝体都是由薄壁细胞组成，这些薄壁细胞里的主要成分是水。如果印刷电路板上布满了大量的菌丝，能使电子元器件的绝缘电阻下降，阻抗特性发生重大改变，有的造成严重漏电，甚至发生短路事故。在光学玻璃仪器上有了霉菌生长，直接影响了光透性，降低了玻璃的透明度，模糊不清，无法观察目标，致使设备不能正常可靠地工作。微生物腐蚀的本质是微生物新陈代谢的产物通过影响腐蚀反应的阴极过程或阳极过程，从而影响腐蚀速率和类型，因此，人们常按影响腐蚀的机制的不同来划分微生物的种类：硫酸盐还原菌(简称SRB)、产酸菌、产黏泥菌、产氨菌等。实际上，在自然环境中，不存在只有单一细菌的环境。为了能够有的放矢的进行腐蚀防护，许多研究者对存在的腐蚀机理进行了大量的研究。美国腐蚀工程师学会(NACE)将影响金属腐蚀的细菌分为4类，不同的菌类产生不同的腐蚀机理[4]。 2．1 硫酸盐还原茵引起的厌氧腐蚀 硫酸盐还原菌(SRB)是微生物中对腐蚀影响最大、研究最多、人们最为关注的厌氧腐蚀诱发根源。根据电化学反应，铁和钢在接近自然条件和无氧环境中的腐蚀率应该是很低的，但大量的典型事例表明海水中的腐蚀率要高出一般厌氧腐蚀的好多倍。这是由于微生物往往会是局部附着，金属表面被附着部位难以与氧气接触，产生氧浓差电池，引起附着物下面的金属强烈腐蚀。好氧细菌在代谢作用过程中也会消耗大量的氧，造成氧浓度差别，形成氧浓度差电池，氧耗大的区域相对于其他区域成为阳极，使基体产生局部腐蚀。这种环境下公认的腐蚀机理如下。在这种腐蚀中，阴极去极化作用是腐蚀过程中的一个关键性步骤。其腐蚀反应式为：阳极反应：4Fe→4Fe2+ +8e 阴极反应： 8H+ +8e→8H 硫酸盐还原菌阴极去极化作用公式为： S042-+8H→S2- +4H20 水的分解： 8H20→8H+ +80H- 腐蚀反应产物：Fe2+ +S2-→_FeS 腐蚀反应产物：3Fe2+ +60H-→3Fe(OH)2↓ 总反应式： 4Fe+S042- +4H20→FeS+3Fe(OH)2+20H- 这种理论被认为是经典的去极化理论，由SRB活动产生的硫化氢、硫化亚铁和细菌氢化酶保证了阴极反应所需要的氢，也决定了阴极去极化及金属腐蚀的速度。由于硫化氢在金属表面的沉积相对增加了阴极涵盖面积，有利于氢的还原，也加速了金属的局部腐蚀。有人提出，SRB的厌氧腐蚀是代谢产物磷化物作用的结果，在厌氧条件下SRB产生具有较高活性及挥发性的磷化物，与基体反应生成磷化铁(FeP)，酸化时便有磷化氢气体放出，参与阴极去极化过程。硫化铁膜的性质对点蚀的形成起着重要作用，如当具有保护性的(Fe、Ni)S和FeC03形成时，其腐蚀率是很低的。然而当这些膜转变为另一种硫化铁(Fe7S8或Fe9S10)时，保护性便很差了，从而形成点蚀。另一些研究者指出：硫化物的存在将增加金属对腐蚀作用的敏感性，FeS的氧化还原电位低于Fe氧化；反应的电位。因此，FeS的生成比Fe的氧化容易。这项I工作的分析表明细菌的作用被视为产生S2一及其降低了金属表面氧化还原电位。第 1/3 页　首页　下页　尾页

中国艺术涂料网“转载文章，请注明：文章来源中国艺术涂料网”

关键词： 生物腐蚀反应

上一篇：介绍喷涂聚脲防水涂料产品国家标准的制定与实施

下一篇：长效无溶剂纯环氧压载舱防腐涂料