微生物腐蚀本质是发生了一种电化学腐蚀，这是微生物为满足生长繁殖条件发生了新陈代谢，该反应直接或间接的作用于金属，目前已然成为管道腐蚀主要影响因素之一[1]。例如硫酸盐还原菌[2](Sulfate reducing bacteria，SRB)和好氧型铁细菌(Iron oxidizing bacteria，IOB)[3]等，SRB和IOB对同水、土壤和含水率较高的空气相接触的部位金属带来严重危害[1,4]。据调查显示，2016年我国腐蚀成本总额超过了2.1万亿人民币，世界每年因腐蚀造成的成本损失占国民生产总值的3%~5%，因微生物腐蚀造成的直接损失可达到300亿美元[5]。因此如何有效的减缓微生物腐蚀的危害成为了刻不容缓的课题研究。
在工程上抑制细菌腐蚀的最有效的方式是使用一定量的杀菌剂进行腐蚀防护，但是传统杀菌剂长期使用会造成细菌产生一定的抗药性，导致杀菌剂用量的增加，不仅增加了成本还会造成严重的环境污染[6]。Kolodkin-Gal等[7]发现D-氨基酸可以有效的分解细菌的生物膜，并通过试验发现D-氨基酸中的D-酪氨酸的作用尤为明显。有研究发现D-酪氨酸不仅可以作为缓蚀剂有效地缓解1 mol/L浓度的盐酸对碳钢的腐蚀，还可以作为杀菌剂增强剂，当质量分数为1×10-6的D-酪氨酸与质量分数为5×10-5的四羟甲基硫酸磷(THPS)共同作用时可以产生明显的效果[8,9]。Li等[10]采用质量分数为5×10-5的三种D-氨基酸按照等摩尔混合，显著增强质量分数为5×10-5的THPS杀菌剂对含有硫酸盐还原菌(SRB)、硝酸盐还原菌(NRB)和发酵菌等的顽固性生物膜的效果。由此可见，D-酪氨酸对THPS的增强效果是最为显著的，不仅可以直接提高杀菌剂的杀菌效果，还间接地减少了杀菌剂在工程上的添加量，进而减少工程成本，更重要的一点是其作为一种天然物质可以避免对环境的污染。
这些研究对于微生物腐蚀的机理与工程上腐蚀防护起到了重要作用，但是工程上采用的钢材不是完全的统一，而不同钢材的微生物腐蚀行为也不尽相同。目前对于不同钢材的腐蚀行为研究相对较少，因此本文拟采用从油田采出水中培养出来的SRB与IOB混合菌种，以20#、N80和P110三种钢材为研究对象，通过失重分析、电化学测量以及微观表面分析等测试分析方法，探究D-氨基酸对三种钢材在混合菌腐蚀介质中的杀菌增强效果与缓蚀行为及机理，进而为金属腐蚀防护提供理论指导意见。
1 实验方法
1.1 试样及菌种
本实验采用20#、N80、P110三种钢材，其化学成分表如表1所示。除电化学试样采用10 mm×10 mm×2 mm大小以外，其余试验及试验形貌均采用50 mm×25 mm×2 mm大小挂片试样。在试验前需要将所有试样使用240目至1200目砂纸横纵交替式进行打磨光滑，随后将试样依次使用丙酮、95%无水乙醇进行脱脂脱水。冷风吹干后记录挂片试样清洗后的重量。电化学试样使用环氧树脂进行密封。试验所采用的杀菌剂配方(质量分数)为：8×10-5~1.2×10-4 THPS、1×10-6~3×10-6 D-tyrosine、1 mL的0.3‰~0.8‰二甲基亚砜；菌种来自国内某油田，通过富集、分离、提纯所得。
表1 三种钢材化学元素成分含量
Table 1
| Steel | C | Mn | Si | S | P | Cu |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 20# | 00.20 | 0.39 | 0.21 | 0.005 | 0.016 | 0.165 |
| N80 | 0.47 | 1.55 | 0.25 | 0.008 | 0.015 | - |
| P110 | 0.26 | 0.65 | 0.25 | 0.003 | 0.006 | 0.036 |
1.2 实验环境
本实验采用分析纯药品和去离子水配置SRB与IOB混合模拟溶液，根据每种钢材分为添加杀菌剂与无杀菌剂两组，每组使用三个平行试样并进行三次重复实验。对应培养基成分根据GB/T14643.5-2009、GB/T14643.6-2009进行配置[11,12]。其中SRB培养基成分为：1.0 g/L NH4Cl、0.1 g/L CaCl2·2H2O、0.5 g/L K2HPO4、2.0 g/L Na2SO4、2.0 g/L MgSO4·7H2O、1.0 g/L酵母膏、3.5 g/L乳酸钠；IOB培养基成分为：1.0 g/L MgSO4·7H2O、1.0 g/L (NH4)2SO4、1.0 g/L K2HPO4、0.4 g/L CaCl2·2H2O、1.0 g/L NaNO3、10.0 g/L 柠檬酸铁铵，将配置好的培养基溶液放置在灭菌锅中高温加热至121℃并保持20 min。待培养基溶液温度降至室温各汲取两种溶液47.5 mL向两组150 mL灭菌后密封瓶注入，再分别汲取2.5 mL富集培养3 d后SRB与IOB菌液分别注入至两组密封瓶中，选择一组注入杀菌剂，另一组为对照试验。将试样挂入密封瓶中放入恒温培养箱以37±3℃进行培养14 d。
1.3 实验过程
根据GB/T 1817-2014中对挂片失重分析方法相关规定，试样腐蚀14 d取出后用除锈液(表2)清洗试样表面腐蚀产物膜以及腐蚀痕迹，清洗烘干后称重，其计算公式为：
式中，v为腐蚀速率(mm/a)，m为试样质量损失(g)，m0为试样除锈液清洗空白对照质量损失(g)，s为试样表面积(cm2)，ρ为试样密度(g/cm3)，t为试验时间长度(h)。并依据NACE RP-0775-2005中关于平均腐蚀速率对试样的耐蚀性进行评定(表3)。
表2 除锈液配比
Table 2
| Chemical composition | Hydrochloric acid / mL | Distilled water / mL | Hexamethy ltetramine / g |
|---|---|---|---|
| Amount | 250 | 250 | 1.75 |
表3 NACE RP-0775-2005中腐蚀速率规定
Table 3
| Classification | Average corrosion rate |
|---|---|
| Low | <0.025 |
| Moderate | 0.025~0.12 |
| High | 0.13~0.25 |
| Severe | >0.25 |
取出腐蚀14 d后试样在4%戊二醛溶液浸泡15 min，然后用浓度为25%、50%、75%与100%乙醇逐级脱水干燥，用场发射扫描电子显微镜(FESEM)对试样进行表面腐蚀形貌和细菌形态观察，采用配套能谱仪进行能谱分析(EDS)。
根据ASTM标准D4412-84，采用稀释培养计数法(MPN)对培养基中浮游性SRB和附着性SRB进行计数分析[13]。用移液枪将待测定的菌液逐级注入到试管中进行接种，浓度依次为100、10-1、10-2、10-3、10-4、10-5 个/mL，每个等级采用三个平行试样，置于29±1℃恒温培养箱中培养。根据细菌瓶阳性反应和稀释的倍数，根据相应标准计算出菌液中SRB与IOB的浓度。
试验采用普林斯顿VersaSTAT3F电化学工作站进行电化学测量。采用三电极体系，其中铂电极为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极，试样用环氧树脂密封，表面用金相砂纸逐级打磨至1200#，蒸馏水清洗，丙酮脱油、乙醇脱水后试样浸于溶液中作为工作电极。电化学阻抗谱测试频率为100 kHz~10 MHz，施加的正弦波幅值为10 mV，采用Zsimpwin阻抗软件对测试结果进行拟合和数据处理，极化曲线电位范围为-250 mV(vs.开路电位(OCP))~300 mV(vs. OCP)，扫描频率为0.5 mV/s。
2 结果与分析
2.1 失重分析
针对20#、N80、P110三种钢材进行腐蚀挂片试验，根据每种钢材分为添加杀菌剂与无杀菌剂两组，每组使用三个平行试样并进行三次重复实验。三种钢材通过浸泡14 d后得到失重数据，平均年腐蚀速率如图1所示。
图1
图1
20#、N80与P110在有、无杀菌剂的溶液中的腐蚀速率
Fig.1
Corrosion rates of 20#, N80 and P110 steels in the solutions without and with industrial bactericides
根据图1中数据所示，三种钢材在无杀菌剂条件下均发生了较为严重的不同程度的腐蚀，其中P110钢的腐蚀最为严重，腐蚀速率达到0.278 mm/a。通过对比有无杀菌剂的情况来看，各种钢材的腐蚀情况均有明显的改善，其中缓蚀效果最为明显的为P110钢，腐蚀速率下降了0.102 mm/a。缓蚀率最高的为N80钢，可达到60.32%。通过表4中数据可以更加直观的发现该杀菌剂的杀菌效果优异，SRB的杀菌率均在99%以上，对于IOB的杀菌率在80%以上。由此可见本试验所采用杀菌剂针对SRB+IOB复合细菌腐蚀具有明显的效果。三种钢材的腐蚀情况不一，通过失重分析可初步了解三种钢材中P110钢在混合菌与有无杀菌剂条件下耐腐蚀情况最差，N80钢与20#钢在无杀菌剂组中腐蚀速率基本相当。在添加杀菌剂条件下N80的腐蚀速率相较20#钢材低0.041 mm/a，这可能是由于在水环境下20#钢的其他腐蚀较为严重。
表4 三种钢材在SRB+IOB培养基中腐蚀14 d后杀菌率与缓蚀率
Table 4
| Steels | SRB antibacterial rate / % | IOB antibacterial rate / % | Corrosion inhibition rate / % |
|---|---|---|---|
| 20# | 99.05 | 92.50 | 35.15 |
| N80 | 99.73 | 85.00 | 60.32 |
| P110 | 99.00 | 84.21 | 38.08 |
2.2 表面形貌观察与分析
根据图2中三种钢材在SRB+IOB混合液中浸泡14 d并清洗表面腐蚀产物后试样表面宏观形貌，在三种钢材中N80钢腐蚀程度比20#钢与P110钢较轻，这也验证了失重测试结果中的分析。通过观察每组左右两张图的对比不难发现在添加杀菌剂组中的试样表面的腐蚀情况要优于无杀菌剂组：20#、P110钢试样上的点蚀坑明显减少、N80钢试样整体腐蚀程度明显减轻。
图2
图2
三种钢材在SRB+IOB培养基中腐蚀14 d后表面宏观形貌
Fig.2
Macroscopic morphologies of the cleaned surfaces of three steels after immersion for 14 d in SRB + IOB media (left side) without and (right side) with industrial bactericides (a) 20#, (b) N80, (c) P110
图3为三种钢材浸泡14 d后的SEM图像及EDS图谱，根据图中所示在试样表面均存在不同程度的腐蚀产物膜。在无杀菌剂组中的试样上可以清楚地看到试样表面由于SRB与IOB腐蚀产生较为均匀且致密的生物膜以及腐蚀产物堆积(图3a~c)，且在20#与P110钢试样上可以清晰地看到细菌附着在试样表面膜上(图3a、c)；在添加杀菌剂组中，试样表面膜发生龟裂甚至剥离(图3d、e)，且试样表面腐蚀产物较为疏松。这是因为SRB与IOB在试样表面会通过自身代谢产生的多糖、蛋白质等物质以及腐蚀产物形成致密的生物膜，生物膜为细菌提供了良好的繁殖环境。由于D-氨基酸可以有效分解生物膜，生物膜的龟裂以及剥离使内部细菌游离于溶液中，使杀菌剂起到良好的杀菌作用。
图3
图3
三种钢材在SRB+IOB培养基中腐蚀14 d后表面SEM图像及EDS图谱
Fig.3
SEM images and EDS patterns of the surfaces of three steels after 14 d immersion in SRB+IOB media (a, b, c) without and (d, e, f) with industrial bactericides
根据相应的EDS图谱不难发现，在添加杀菌剂后S含量明显减少，这是由于SRB在腐蚀试样过程中会产生硫化物并与金属基体反应，而杀菌剂的杀菌效果导致试样表面的硫含量明显减少。由于SRB自身代谢可产生磷化物，根据磷元素的减少同样可以证明杀菌剂杀菌效果优异。由于杀菌剂的杀菌率并不能对SRB达到100%以及对IOB效果相对较差，因此在EDS中仍存在一定量的硫含量以及大量的氧含量。此外在D-氨基酸的作用下，可以有效地破坏细菌在试样表面形成的生物膜，使细菌暴露于溶液中，有利于杀菌剂对细菌的消杀，因此可以使杀菌剂的杀菌率在80%~99%。
2.3 极化曲线分析
图4与表5分别为试样在含有SRB+IOB混合菌溶液中浸泡14 d的极化曲线图与Tafel拟合数据。根据图4中所示，无杀菌剂组的试样在阳极区曲线平滑未出现钝化区。添加杀菌剂组相较于无杀菌剂组，三种钢材试样其曲线整体左移，结合表5中自腐蚀电位(Ecorr)的数据来看，三种钢材的自腐蚀电位均有所变化，其中20#钢试样的Ecorr从-759 mV正移至-702 mV，正移幅度达57 mV。在极化曲线中Ecorr越负表明该试样的腐蚀倾向越严重，由此可以说明杀菌剂的使用抑制了SRB与IOB对试样的腐蚀倾向。此外结合表2中杀菌率数据来看，N80与P110试样的Ecorr负移是由于在添加杀菌剂后溶液中的细菌浓度以及细菌腐蚀程度明显减少，但是在水环境中试样也可能发生其他腐蚀，Ecorr只是反映试样表面发生腐蚀倾向性的大小，并不能反映测试时腐蚀速率。对比腐蚀电流密度(Icorr)数值可以发现三种钢材在添加杀菌剂后的Icorr均有显著减小，由于Icorr越大表明该试样的腐蚀速率越大[14]，这也证实了添加杀菌剂可以有效减缓腐蚀速度，验证了在失重分析中的试样缓蚀结果。对比极化曲线斜率，除有杀菌剂组中20#阳极斜率(ba)阴极斜率(bc)数值较为接近外，其他五组中bc值是ba值两倍以上，其中ba 最大值为129.8 mV/dec，bc最小值为101.9 mV/dec，说明电化学反应难易程度取决于阴极反应[15]，而有杀菌剂组中阴阳极斜率基本大于无杀菌剂组，同样说明了再添加杀菌剂后腐蚀速率明显降低。此外，通过对比三种钢材的Icorr的数值，可以清楚地发现有无添加杀菌剂，P110钢试样Icorr最大、N80试样Icorr最小；20#与N80试样在杀菌剂组中数值接近，同样验证了失重测试中P110钢试样耐腐蚀性差等数据分析。
图4
图4
三种钢材在SRB+IOB培养基中腐蚀14 d后极化曲线图
Fig.4
Electrochemical polarization curves of three steels after 14 d immersion in SRB+IOB medium
表5 三种钢材在SRB+IOB培养基中腐蚀14 d后的Tafel拟合数据
Table 5
| Number | Steels | ba / mV·dec-1 | bc / mV·dec-1 | Icorr / A·cm-2 | Ecorr / mV | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Without industrial bactericide group | 1 | 20# | 42.22 | 101.9 | 20.8×10-5 | -759 |
| 2 | N80 | 71.16 | 294.9 | 9.11×10-5 | -619 | |
| 3 | P110 | 50.45 | 694.1 | 26.4×10-5 | -586 | |
| With industrial bactericide group | 4 | 20# | 102.2 | 226.9 | 3.58×10-5 | -702 |
| 5 | N80 | 129.8 | 125.1 | 2.44×10-5 | -735 | |
| 6 | P110 | 37.87 | 183.3 | 4.75×10-5 | -640 |
2.4 EIS分析
三种钢材试样浸泡14 d后Nyqusit图如图5所示。容弧抗半径排序均为无杀菌剂＜杀菌剂，与失重试验结果相吻合这说明本试验采用的杀菌剂有明显的杀菌作用。图6与表6分别为根据电化学阻抗频率数据使用Zsimpwin软件拟合后的等效电路图以及参数。Rs为溶液电阻，Rf和Qf分别是生物膜/腐蚀产物膜电阻和膜电容，Qdl是双电层电容，Rct表示电荷转移电阻，W为扩散阻抗。每个常相位元件Q中有弥散系数n与其对应，弥散系数取值范围一般在0~1之间，当n=1时表明Q等效为电容C，当n=0时，Q等效为电阻R[16]。将Rp定义为Rp=Rf+Rct，以Rp表示反应腐蚀速率大小并绘制如图7所示的柱状图。Rp越小表明腐蚀速率越大。在等效电路图拟合中，n常受试样表面的粗糙度以及电流分布的影响。图5中Nyqusit、Bode测出的曲线较为接近半圆轨迹，通过多次拟合结果以及误差情况来看，部分试样等效电路拟合的弥散系数n=1时，即Q等效为C时拟合效果最佳。这是由于试样打磨预处理后表面较为光滑，且交流阻抗测试中，试样表面的形成的腐蚀产物膜较为平整致密。在添加杀菌剂后20#中弥散系数n有所增加，这说明在添加杀菌剂后可以有效的抑制细菌腐蚀，有效的减缓了腐蚀产物膜的增加，形成了更为致密的膜结构，在腐蚀过程中电子传递效率有所降低。N80中n值降低是由于复配型杀菌剂中D-氨基酸可以有效分解混合菌腐蚀行为产生的生物膜，导致试样表面的膜结构致密性降低。P110同样由于杀菌剂优异的杀菌效果降低腐蚀速率，但是P110在试验过程中伴随着其他腐蚀行为，因此在添加杀菌剂组中仍然形成了致密的腐蚀产物膜。
图5
图5
三种钢材在SRB+IOB培养基中腐蚀14 d后的Nyqusit、Bode及拟合曲线图
Fig.5
Nyqusit, Bode and fitted curves of three steels after 14 d immersion in SRB+IOB medium
图6
表6 三种钢材在SRB+IOB培养基中腐蚀14 d后的EIS拟合数据
Table 6
| Steels | Equivalent circuit model | Rs / Ω·cm2 | Yf / sn Ω-1·cm-2 | nf | Rf / Ω·cm2 | Ydl / sn Ω-1·cm-2 | ndl | Rct / Ω·cm2 | ZW / Ω-1 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Without | 20# | 14.5 | 2.46×10-2 | 0.832 | 58.5 | 3.46×10-2 | 0.866 | 124 | - | |
| industrial bactericide | N80 | 6.74 | 2.51×10-2 | 1 | 48.02 | 3.93×10-2 | 1 | 146 | - | |
| group | P110 | 13.7 | 7.55×10-3 | 1 | 21.8 | 1.37×10-2 | 1 | 118 | - | |
| With | 20# | 5.69 | 2.94×10-2 | 1 | 27.1 | 5.12×10-3 | 0.538 | 1.41×103 | 5.69 | |
| industrial bactericide | N80 | 7.71 | 2.56×10-3 | 0.828 | 1.58×103 | 3.96×10-3 | 0.992 | 129 | - | |
| group | P110 | 3.12 | 9.07×10-3 | 1 | 64.5 | 1.13×10-2 | 1 | 111 | - |
图7
图7
三种钢材在添加和未添加杀菌剂的SRB+IOB培养基中浸泡14 d后的Rp
Fig.7
Rp values of three steels after immersion for 14 d in SRB+IOB media without and with industrial bactericides
浸泡14 d后，无杀菌剂组中，细菌在试样表面形成的均匀且致密的生物膜为细菌提供保护并隔绝溶液中氧，为SRB提供了良好的腐蚀、繁殖环境，产生的Fe2+又为IOB对试样腐蚀提供原料，将Fe2+氧化为Fe3+，而Fe3+又与试样基体Fe反应生成Fe2+，由此在试样表面形成正反馈式腐蚀，所以在无杀菌剂组中腐蚀情况较为严重。添加杀菌剂组中，杀菌剂对SRB与IOB起消杀作用，THPS可以抑制SRB腐蚀试样产生FeS，进而间接性抑制了IOB对试样的腐蚀反应。在D-氨基酸作用下生物膜被破坏，使细菌失去良好的生存环境，有效的避免高浓度胞外聚合物(EPS)对试样腐蚀[17]。
3 分析与讨论
在材料表面附着生物膜后形成了封闭厌氧环境，虽然溶液中碳源富足但是由于生物膜的隔绝作用使得SRB不能从溶液中直接获得碳源，因此根据生物阴极催化硫酸盐还原机理[18]SRB为维持自身生命代谢，将Fe作为电子供体，通过细胞膜内直接将电子作用于硫酸盐还原为HS-，总反应式为：
IOB在钢材表面将Fe2+氧化为Fe3+，Fe3+与钢材基体反应进一步加速腐蚀，促进基体中Fe溶解。此外，由于IOB会在钢材表面形成结瘤，这会造成结瘤下部与周围形成氧浓差电池，为SRB提供了良好的生存繁殖环境，IOB与SRB共同培养时，促进了附着在金属表面的SRB的生长，而游离在液体中SRB的生长收到了抑制作用，使腐蚀进一步加剧[12]。
复配杀菌剂中D-氨基酸可以抑制链接细菌蛋白质等物质的产生，对生物膜进行分解使得细菌不能介于基体表面与生物膜之间，阻碍SRB为维持生命代谢发生的腐蚀反应。带正电荷的THPS可以附着在细菌上，可作用于细胞膜改变其半渗透性以及使蛋白质失活。THPS可以溶解溶液中FeS沉淀，减缓由于FeS沉积造成的金属腐蚀。而且THPS的亲油基团对细胞表面的脂肪壁造成破环，使细胞原生质膜的物化性质发生改变，起到消杀作用。
在无杀菌剂中通过SRB与IOB的腐蚀下导致基体表面的腐蚀产物中可能存在Cu元素富集。由于Cu的电极电位相对较高，在碳钢中含有少量的Cu不但不会增加碳钢的抗腐蚀性能反而会增强碳钢表面的电化学腐蚀[19]。当C含量较高的碳钢会使钢材内部形成自发性原电池，进一步加剧了钢材的腐蚀、降低了钢材的耐腐蚀性。从试验结果来看，P110钢中含有Cu且C含量高于20#钢，对比有无杀菌剂，证实了P110的腐蚀结果是由SRB+IOB混合菌造成的微生物腐蚀以及其他腐蚀，而Cu和C等元素含量不同可导致钢材发生的化学腐蚀或电化学腐蚀的速率不同。而20#钢中由于C含量相对较低导致钢材内部形成的化学电池不如P110钢范围大，因此20#腐蚀不如P110严重。N80钢中由于不含Cu，虽然C含量是三种材质中最高的，通过对比不添加杀菌剂组在没有Cu与C的协同作用下，N80的腐蚀程度明显降低；对比有无杀菌剂组，发现N80的实验结果显示是以微生物腐蚀为主。
4 结论
(1) 在有无杀菌剂的SRB+IOB培养基中，所实验的三种钢材的耐蚀性由优到差排序均为N80>20#>P110。其中，N80钢在添加复配杀菌剂后缓蚀效果最优，但减缓腐蚀速率最大的为P110钢。浸泡14 d后，复配杀菌剂对混合菌的杀菌与缓蚀作用明显，杀菌剂对SRB杀菌率达99%，对IOB杀菌率达80%以上；缓蚀率最高可达60.32%，最低35.15%。
(2) 本试验采用复配杀菌剂中D-氨基酸可有效分解生物膜，使细菌呈游离态于溶液中，促进了杀菌剂对细菌消杀作用，从而起到增强杀菌剂的作用。D-氨基酸作用下抑制链接细菌蛋白质等物质的产生并调节细胞基因表达使生物膜脱落，有效改善EPS对钢材腐蚀。
(3) SRB与IOB对钢材腐蚀可产生协同作用，IOB在钢材表面形成结瘤为SRB维持生命代谢提供良好条件并形成氧浓差电池，促使钢材点蚀加剧。而SRB产生的Fe2+不仅会与S2-反应生成FeS，沉积于钢材表面促进腐蚀，而且为IOB的氧化反应提供原料生成Fe3+，最终导致金属腐蚀再次加剧。
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[J].
D-tyrosine对碳钢表面铁细菌生物膜的杀菌增强作用机理研究
[J].采用分子生物学方法、电化学检测方法与表面形貌观察等手段研究了环境友好型的D-tyrosine在抑制和分散腐蚀性铁细菌生物膜菌落中的杀菌增强效果和作用机理。结果表明：D-tyrosine能分解试样表面上的生物膜，使其由附着态转变为浮游态，进入水体，被水中的杀菌剂快速杀灭，进而抑制微生物腐蚀的发生；D-tyrosine+杀菌剂的杀菌效果十分显著，杀菌率可达98.73%，明显优于单加杀菌剂的杀菌效果，且杀菌剂的使用量下降50%~70%。表面分析结果表明，溶液中加入杀菌剂和D-tyrosine后，可使附着在试样表面上的IOB膜快速分解脱落，有效地减缓了腐蚀的发生；腐蚀产物均以Fe的氧化物为主。阻抗谱分析表明，添加D-tyrosine+杀菌剂组合后试样的极化电阻增大，腐蚀速率降低。分析表明，D-tyrosine对杀菌剂的增强效果十分明显，对微生物腐蚀起到很好的抑制减缓作用，有效地缓解了过量杀菌剂引起的微生物抗药性及环境污染问题。
Corrosion behavior of carbon steel in the presence of sulfate reducing bacteria and iron oxidizing bacteria cultured in oilfield produced water
[J].
SRB corrosion behavior of L245 pipeline steel with different cathode polarization potential
[J].
不同阴极极化条件对L245的SRB腐蚀行为影响
[J].
Effect of temperature on corrosion behavior of copper-nickel alloys by sulphate-reducing bacteria in anaerobic environment
[J].
温度对厌氧环境中硫酸盐还原菌所致铜镍合金腐蚀行为的影响
[J].
Research on corrosion and scaling mechanism and protective measures of high temperature sewage pipeline in a block
[D].
某气田A区块高温污水管道腐蚀结垢机理及防护措施研究
[D].
Study on forming process of anodized film of magnesium alloy by electrochemical impedance spectroscopy
[J].
镁合金阳极氧化膜成膜过程的交流阻抗谱研究
[J].
Effects of D-Phenylalanine as a biocide enhancer of THPS against the microbiologically influenced corrosion of C1018 carbon steel
[J].Microbiologically influenced corrosion (MIC) is caused by biofilms such as those of sulfate reducing bacteria (SRB). To mitigate MIC, biocide treatment is often needed. Tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium sulfate (THPS) is an environmentally friendly biocide that is often used in the oil and gas industry. However, its prolonged use leads to biocide resistance, leading to dosage escalation. A biocide enhancer can be used to slow down the trend. In recent years, d-amino acids have been investigated as an enhancer for THPS and other biocides. Published works used anaerobic vials and flow devices, which could not reveal the real-time changes of the biocide treatment on corrosion. In this work, it was proven that the biocide enhancement effects of d-Phenylalanine (d-Phe) on THPS against the Desulfovibrio vulgaris biofilm on C1018 carbon steels could be assessed in real time using linear polarization resistance and electrochemical impedance spectroscopy to collaborate sessile cell count, weight loss and pitting depth data. The results showed that 500?ppm (w/w) d-Phe effectively enhanced 80?ppm THPS against MIC by the D. vulgaris (a corrosive SRB) biofilm. The sessile cell count and pit depth were all reduced with the enhancement of d-Phe.
Laboratory investigation of microbiologically influenced corrosion of X80 pipeline steel by sulfate-reducing bacteria
[J].
