Главная » 2014 » Август » 27 » Скачать Физико-химические аспекты микробиологического воздействия морской воды на коррозионную устойчивость некоторых сплавов. Харченко, бесплатно
1:36 AM
Скачать Физико-химические аспекты микробиологического воздействия морской воды на коррозионную устойчивость некоторых сплавов. Харченко, бесплатно
Физико-химические аспекты микробиологического воздействия морской воды на коррозионную устойчивость некоторых сплавов
Диссертация
Автор: Харченко, Ульяна Валерьевна
Название: Физико-химические аспекты микробиологического воздействия морской воды на коррозионную устойчивость некоторых сплавов
Справка: Харченко, Ульяна Валерьевна. Физико-химические аспекты микробиологического воздействия морской воды на коррозионную устойчивость некоторых сплавов : диссертация кандидата химических наук : 02.00.04 Владивосток, 2005 123 c. : 61 06-2/197
Объем: 123 стр.
Информация: Владивосток, 2005
Содержание:
ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
11 Микробная коррозия в промышленности
12 Образование, структура и состав биопленокна металлических поверхностях в морской воде
13 Механизмы влияния бактерий на коррозионное поведениеметаллических материалов
14 Методы защиты морских объектов от обрастания и биокоррозии
15 Выводы
ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 3б
21 Выбор и подготовка металлических образцов
22 Микробиологические исследования • •
23 Проведение коррозионных исследований
24 Определение гидрохимических показателей морской воды
ГЛАВА 3 СТРУКТУРА И СОСТАВ ЬИОПЛЕНОКНА ПОВЕРХНОСТИ СТАЛЕЙ И АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА
31 Сравнительное исследование микрофлоры биопленок наповерхностях сталей и сплава в морской воде
32 Модельные представления о концентрационных измененияхв биопленке на инертной подложке
ГЛАВА 4 ВЛР1ЯНИЕ ЬАКТЕРИЙ ЬИОНЛЕНКИ НА КОРРОЗИОННО-ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ П0ВЕДЕ1ШЕ СТАЛЕЙ И СПЛАВА
41 Коррозионное поведение малоуглеродистой стали СтЗв присутствии морских бактерий
42 Коррозионное поведение нержавеющей стали и алюминиевогосплава в присутствии морских бактерий
43 Оценка функционирования различных механизмовмикробной коррозии в морской воде
431 Образование пар дифференциальной аэрации 77- -
432 Влияние морских бактерий на гальваническую коррозию
433 Концентрирование ионов металлов бактериями бионленки
ГЛАВА 5 ИССЛЕДОВАНИЕ БИОСТАТИЧЕСКИХИ АНТИКОРРОЗИОННЫХ СВОЙСТВ КОМНЛЕКСНЫХСОЕДИНЕНИЙ ВИСМУТА(111) 85ВЫВОДЫ
Введение:
В связи с высокими темпами развития нромышленности и введениемновых, непрерывно нарастающих объемов металлоизделий резко возрослиразмеры их коррозионных новреждений. Ежегодно в результате коррозиипромышленность теряет сотни тысяч тонн металла. По официальным даннымиотери от коррозии составляют ежегодно 10-15% годового бюджета стран [1].При этом более 50% всех случаев коррозионного разрушенияметаллоконструкций связано с деятельностью микроорганизмов [2].Биологическая коррозия становится определяющим факторомнадежности и долговечности металлических конструкций. Микроорганизмы,благодаря своим малым размерам, высокой биохимической активности иисключительным адаптационным механизмам, снособны проникать в любыещели и зазоры, выживать в экстремальных условиях, при этом наносязначительный ущерб металлическим конструкциям в результате своейжизнедеятельности. Микробной коррозии нодвергаются многочисленныеустановки предприятий нефтехимической, химической, металлургической,нищевой, целлюлозно-бумажной нромышленности, а также различныеконструкции и сооружения, находящиеся в непосредственном контакте сморской водой. В связи с перечисленными фактами исследованиезакономерностей биокоррозионных нроцессов, выявление механизмоввоздействия микроорганизмов на кинетику процесса коррозии представляютсобой актуальную задачу и имеют существенное значение для разработки болееэффективных методов борьбы с микробной коррозией.Морская вода является природным многокомпонентным электролитом,характеризующимся большим набором равновесных состояний. По имеющимсялитературным данным наличие в морской воде большого количествамикроорганизмов, помимо физических и химических факторов, обуславливаетее повышенную коррозионную активность по сравнению с синтетическимисолевыми растворами. Па поверхности металлов в морской водемикроорганизмы (грибы, микроводоросли, бактерии) образуют сложные- 6 сообщества, называемые биопленками, которые представляют собой, с однойстороны, физический барьер, снижающий диффузию растворенных соединенийиз водной толщи к границе металл/вода и в обратном направлении, а с другойстороны - биохимически активную систему с многочисленными ферментами ипродуктами метаболизма, взаимодействующими друг с другом. В результатеобразования и функционирования биопленок на металлических поверхностяхфизико-химические параметры среды на границе металл/биопленка взначительной степени отличаются от таковых во внешней среде, что приводит кизменению кинетики коррозионных реакций, протекающих на поверхностиметалла.Многолетние исследования процессов микро- и макрообрастания рядасталей в морской воде показали, что коррозионная ситуация на металлическойповерхности изначально создается структурно-функциональным состояниемпервичного бактериального сообщества [3-5]. Участие макрообрастателей вкоррозии заключается в активизации жизнедеятельности как аэробных, так ианаэробных микроорганизмов, развивающихся под основаниями их раковин.Кинетика и механизмы коррозионных процессов, протекающих в присутствиианаэробных бактерий, хорошо изучены. Влиянию аэробных микроорганизмовна процессы коррозии уделено внимание в немногих; работах [6-8]. Данные,представленные в работах, часто противоречивы и не приводят к пониманиюроли аэробных микроорганизмов в общем коррозионном процессе металлов исплавов в морской воде.Целью данной работы является изучение коррозионноэлектрохимического поведения конструкционных материалов в морской воде вприсутствии аэробных и факультативно аэробных бактерий.Для достижения указанной цели необходимо было решить следующиезадачи:- 7 - определить структуру и состав аэробных биопленок, формирующихся вприродной морской воде на поверхности высоколегированной стали12Х18Н10Т, углеродистой стали СтЗ и алюминиевого сплава АМг5;предложить физико-химическую модель, описывающуюконцентрационные изменения растворенного кислорода и других компонентовморской воды в биопленке по мере ее роста;провести систематическое исследование коррозионноэлектрохимического поведения выбранных материалов в стерильной морскойводе и в присутствии морских бактерий;- исследовать механизмы воздействия аэробных морских бактерий накоррозионное поведение СтЗ, 12Х18Н10Т и АМг5;- провести исследование биостатических свойств ряда комплексныхсоединений висмута (III), синтезированных в Институте химии ДВО РАН. Научная новизна. В процессе работы собрана коллекциямикроорганизмов, выделенных с поверхности различных металлическихматериалов. Предложена физико-химическая модель, описывающаяконцентрационные изменения кислорода в биопленке по мере ее образования.Нроведены систематические исследования коррозионно-электрохимическогоповедения сталей СтЗ, 12Х18Н10Т и сплава АМг5 в стерильной морской воде ипод воздействием аэробных бактерий. Выявлено влияние ферментативной(каталазной) активности бактерий на коррозионную устойчивость сплавов,склонных к пассивации. Нроведена оценка участия бактерий биопленки вразличных механизмах интенсификации коррозионного процесса исследуемыхматериалов. Исследованием биостатических свойств комплексонатов висмута(III) установлено, что наилучшими бактериостатическими ипротивообрастающими свойствами обладает соединение Na3Bi(Nta)2-4H2O.Практическая ценность. Приведенные в работе результаты исследованийо воздействии морских бактерий на коррозионное поведение конструкционных- 8 материалов позволяют расширить представления о взаимодействииэлектрохимических и микробиологических процессов, протекающих на границераздела металл/биопленка в природной морской воде.Данные о видовом составе биопленок, механизмах интенсификациикоррозионного процесса бактериями и биоцидных свойствах комплексонатоввисмута(111) могут быть использованы при разработке более эффективныхпротивокоррозионных методов, а также новых материалов с биостойкимисвойствами.Основные положения, выносимые на защиту:1. Особенности коррозионно-электрохимического поведения малоуглеродистойстали СтЗ, высоколегированной стали 12Х18Н10Т и алюминиевого сплаваАМг5 в морской воде в присутствии аэробных и факультативно аэробныхбактерий.2. Физико-химическая модель, описывающая концентрационные изменения вбиопленке по мере ее образования.3 - Установленные бактериостатические свойства ряда комплексных соединенийвисмута(111).Апробация работы. Основные результаты исследования доложены наXVII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Казань, 2003);Третьем Международном симпозиуме «Химия и химическое образование»(Владивосток, 2003); Международной научно-технической конференции«Биоповреждения и биокоррозия в строительстве» (Саранск, 2004).По теме диссертации опубликовано 5 статей в научных журналах и 3тезисов докладов.- 9
