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二氧化碳存在条件下SRB在管道内腐蚀状况研究

作　者: 范梅梅
导　师: 刘宏芳
学　校: 华中科技大学
专　业: 应用化学
关键词: 硫酸盐还原菌二氧化碳 X60钢生物膜腐蚀产物膜电化学
分类号: TE988.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 74次
引　用: 1次
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内容摘要

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CO₂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CO₂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CO₂腐蚀,而在45⁷5℃,随着温度升高,SRB促进X60钢的CO₂腐蚀。当CO₂分压小于1.0MPa时,SRB抑制X60钢的CO₂腐蚀,当CO₂分压为1.0MPa时,SRB的存在促进X60钢的CO₂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CO₂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CO₂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（30⁴5℃）,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（60⁷5℃）,嗜热SRB引起的二氧化碳腐蚀多半发生在污泥下。随着CO₂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CO₂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。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-21
  1.1 课题研究的目的与意义  9-10
  1.2 硫酸盐还原菌腐的特性与研究现状  10-15
  1.3 二氧化碳腐蚀研究现状  15-19
  1.4 CO_2 环境下SRB 的腐蚀  19
  1.5 本文研究内容  19-20
  1.6 课题来源  20-21
2 实验方法及材料  21-29
  2.1 实验材料  21-23
  2.2 腐蚀介质  23
  2.3 微生物实验  23-25
  2.4 电化学实验  25-26
  2.5 腐蚀失重实验  26
  2.6 试样表面分析技术实验  26-29
3 实验结果与讨论  29-73
  3.1 引言  29
  3.2 硫酸盐还原菌的分离及初步鉴定  29-35
  3.3 中温SRB-CO_2 体系对X60 钢的腐蚀行为研究  35-52
  3.4 嗜热SRB-CO_2 体系对X60 钢的腐蚀行为研究  52-68
  3.5 SRB-CO_2 体系中引起的微生物腐蚀的防治  68-71
  3.6 全文总结及展望  71-73
致谢  73-74
参考文献  74-82
附录作者在研究生期间发表的论文  82

二氧化碳存在条件下SRB在管道内腐蚀状况研究

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