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硫酸鹽還原菌（SRB）腐蝕

一、概 述

據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年世界上約有1/3的冶金產(chǎn)品會(huì)因腐蝕而報(bào)廢，其中約20%是由微生物引起的。微生物腐蝕（Microbiologically Influenced Corrosion，MIC）是金屬表面、非生物腐蝕產(chǎn)物和細(xì)菌細(xì)胞及其代謝產(chǎn)物之間相互作用的結(jié)果，能夠引起材料的結(jié)構(gòu)及性能發(fā)生很大的變化，從而造成材料損傷。

在眾多微生物腐蝕中，以硫酸鹽還原菌（Sulfate Reducing Bacteria，SRB）對(duì)鋼鐵的腐蝕最為典型。本文以SRB腐蝕為例，概括性介紹下SRB腐蝕的危害、機(jī)理、影響因素及防控策略。

二、硫酸鹽還原菌（SRB）腐蝕的危害

01局部腐蝕

SRB在金屬表面的生長(zhǎng)繁殖過(guò)程及其代謝產(chǎn)物，會(huì)影響其對(duì)金屬腐蝕速率和電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理。SRB與金屬的相互作用主要以加速腐蝕或影響腐蝕為主，形態(tài)主要表現(xiàn)為局部腐蝕（如孔蝕、縫隙腐蝕、沉積物垢下腐蝕等），同時(shí)會(huì)出現(xiàn)電偶腐蝕加速、環(huán)境敏感斷裂等形式。

02加速結(jié)垢

SRB產(chǎn)生的酸性粘液物質(zhì)，與水中的CO32-、HCO3-、HS-及其它陽(yáng)離子作用后加速促進(jìn)結(jié)垢。此外，腐蝕產(chǎn)物FeS與其他污垢結(jié)合后附著管道內(nèi)壁，形成一種更適于SRB生長(zhǎng)的封閉區(qū)域，導(dǎo)致局部腐蝕穿孔風(fēng)險(xiǎn)大大增加。

03損壞設(shè)備

SRB腐蝕產(chǎn)物由于其相對(duì)密度介于油和水之間而懸浮在油水界面，增強(qiáng)了油水混合物的導(dǎo)電性。當(dāng)油水混合物進(jìn)入生產(chǎn)處理系統(tǒng)時(shí)，容易導(dǎo)致電脫水設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)或跳閘，甚至造成電脫水器極板擊穿等損壞。

04堵塞地層

SRB腐蝕產(chǎn)物FeS是一種膠狀沉淀物，其穩(wěn)定性很好，會(huì)使回注水質(zhì)變黑發(fā)臭。同時(shí)，懸浮物增加后再注入地下會(huì)堵塞地層，導(dǎo)致油層的吸水能力下降，注水壓力不斷升高，最終影響水井增注和油井生產(chǎn)。

三、硫酸鹽還原菌（SRB）腐蝕機(jī)理

微生物附著在金屬表面形成生物膜后，可通過(guò)多種機(jī)理過(guò)程來(lái)影響金屬的腐蝕過(guò)程： 

（1） 影響電化學(xué)腐蝕的陽(yáng)極或陰極反應(yīng)，尤其是能夠分泌能夠促進(jìn)陰極還原的酶；

（2） 顯著地改變了腐蝕反應(yīng)類型，由均勻腐蝕可能轉(zhuǎn)變?yōu)榫植扛g；

（3） 新陳代謝過(guò)程會(huì)促進(jìn)或抑制金屬腐蝕的化合物；

（4） 生成生物膜結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造了生物膜內(nèi)的腐蝕環(huán)境，改變金屬表面狀態(tài)。

然而，微生物腐蝕的過(guò)程中并不一定只遵循某一種機(jī)理，也不可能出現(xiàn)統(tǒng)一的機(jī)理。在實(shí)際情況中往往是幾種機(jī)理共存或交互作用，因此需要判斷是哪種機(jī)理在起主導(dǎo)作用，才能制定更為準(zhǔn)確有效的控制措施。

四、硫酸鹽還原菌（SRB）腐蝕影響因素

01pH值

pH是影響SRB生長(zhǎng)繁殖的重要因素之一。SRB生長(zhǎng)的pH值范圍很廣，一般為5.5~9.0，最佳為7.0~7.5。 

02溫度

溫度影響SRB活性及發(fā)揮最佳代謝功能，從而影響化學(xué)反應(yīng)速率、腐蝕產(chǎn)物膜特性以及SRB生物活性等因素。

通常情況下，SRB對(duì)溫度的適應(yīng)能力較強(qiáng)，能夠生存的溫度為10～90℃。在油田環(huán)境下，SRB最適宜生長(zhǎng)變窄，溫度約為20～40℃。

有研究顯示，在30～75℃范圍內(nèi)，SRB對(duì)X60鋼的腐蝕速率隨溫度上升而增大。但亦有研究顯示，SRB會(huì)在適宜溫度中間出現(xiàn)腐蝕速率峰值。因此，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行針對(duì)性實(shí)驗(yàn)和分析后，確定溫度影響的變化規(guī)律。

03氧濃度

普遍認(rèn)為SRB是嚴(yán)格的厭氧菌，但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)SRB在一定濃度的有氧環(huán)境下是可以存活。

SRB可耐受的環(huán)境溶解氧濃度為4.5mg/L，當(dāng)環(huán)境中溶解氧濃度達(dá)到9.0mg/L時(shí)，SRB不能存活。

04水質(zhì)成分

一般認(rèn)為SRB生成的適宜礦化度在2×104～6×104mg/L之間，礦化度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)對(duì)SRB的生長(zhǎng)繁殖產(chǎn)生影響。當(dāng)?shù)V化度為103時(shí)，SRB只有少量生長(zhǎng)。其他水中離子如SO42-作為SRB生長(zhǎng)的養(yǎng)料來(lái)源之一，其濃度也對(duì)SRB的生長(zhǎng)有一定的影響。

05工況條件

介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)（如流速的增大或減小、流態(tài)的變化等）均會(huì)對(duì)SRB生物膜的完整性、SRB數(shù)量累計(jì)和脫落產(chǎn)生影響。一般認(rèn)為當(dāng)流體靜止或低流速時(shí)，SRB促進(jìn)腐蝕的作用會(huì)更加明顯。

未完待續(xù)  . . .

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