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管线钢的微生物腐蚀

介绍了管线钢的微生物腐蚀及其危害，分析了近年来管线钢微生物腐蚀的失效案例，总结了管线钢微生物腐蚀的研究现状及管线的微生物腐蚀防治措施。从材料自身角度阐述了耐微生物腐蚀管线钢的研究进展，在此基础上提出了耐微生物腐蚀管线钢的发展方向。

关键词： 管线钢 ; 微生物腐蚀 ; 含Cu管线钢

微生物腐蚀 （MIC） 是指附着在材料 （包括金属及非金属） 表面的生物膜中微生物的生命活动导致或促进材料腐蚀***的一种现象。它是一种电化学过程，在能源、碳源、电子供体、电子受体和水的联合作用下完成。MIC以局部腐蚀 （点蚀） 为主，腐蚀的、发展在时间和空间上具有不可预见性，由此引起的安全、环境以及经济损失等问题越来越突出。2014年我国腐蚀造成的经济损失超过2万亿元，约占国内生产总值的3.34%。微生物对金属材料的腐蚀占总的金属材料腐蚀的约20%，在石油、输送管道行业，MIC所造成的损失占比达到15%~30%。据统计，地埋管线50%的故障来自微生物腐蚀[5]。早在1954年，澳大利亚埋地管道中微生物腐蚀造成的损失便达到每年5~20亿美元，由于微生物腐蚀使输油管线的使用寿命从设计的20 a减少到不足3 a。2002年，美国1项腐蚀损失调查表明，腐蚀损失占其国内生产总值的3.1%，其中微生物腐蚀约占所有金属和建筑材料腐蚀***的20%，每年因微生物腐蚀引起的损失约为30~50亿美元。在中国，每年因微生物腐蚀造成的损失高达500亿元[6]。据相关调查，美国81%的严重腐蚀与微生物相关，埋地金属腐蚀至少有50%是由微生物腐蚀参与的[7]。在石油领域，美国油井77%以上的腐蚀与微生物有关。

再生水水质因素对铸铁管道的腐蚀研究

基于再生水管道 （无内衬球墨铸铁管） 腐蚀模拟实验装置，选取pH、总硬度、SO42-和Cl-等开展多水质因素腐蚀实验，采用电化学测试方法和挂片失重法，研究了再生水管道的瞬时腐蚀速率、平均腐蚀速率与腐蚀垢层阻抗特性的变化规律。结果表明，电化学测试所得瞬时腐蚀速率、挂片失重法所得平均腐蚀速率与腐蚀垢层阻抗变化规律具有一致性。正交试验结果表明，水质因素对球墨铸铁管腐蚀影响程度排序为：pH＞总硬度＞SO42-＞Cl-；偏酸性、低硬度的水体更易造成管道腐蚀，且水体低pH对管道腐蚀为明显；偏碱性的水体在减少管壁腐蚀的同时，促进管道形成管垢保护管壁；阴离子浓度越高，垢层扩散阻抗值越小，垢层越不稳定。

关键词： 再生水； 管道腐蚀； 瞬时腐蚀速率； 平均腐蚀速率； 腐蚀垢层阻抗

近年来，在我国城镇化建设过程中，水资源短缺问题日益凸显，作为城市“第二水源”的城市污水再生利用工程备受关注。我国污水资源化利用技术在“十五”至“十二五”期间发展迅猛，多项工程得到推广，并逐步将再生水供水管网纳入城市供水规划当中[1]。面对我国水资源严峻匮乏及水源水遭受污染的现状，再生水技术有效地缓解了我国城市用水的供需紧张难题，为“绿水青山”建设提供了强有力的支持[2]。

氯碱工艺中的微量水超标易腐蚀设备，如何实时监测？

通常，氯碱行业需在线测量微量水浓度，准确测量、腐蚀性气体中的微量水份，对防止设备腐蚀、进行安全监控等具有重要意义。

01传统应用模式

目前，传统的微量水测量仪主要有：冷镜式仪、电化学传感器、红外光谱微量水分析仪等。

由于测量环境的特殊性，传统测量技术分别存在测量精度低、探头易腐蚀损坏、可靠性差、运行成本高等问题，无法满足氯碱行业腐蚀性气体中微量水浓度的测量要求。

而基于可调谐半导体激光吸收光谱，简称TDL）技术的微量水在线分析仪具有很多显著优点，表1 列举了激光微量水分析仪与传统分析仪的优缺点比较，该分析仪能够较好地满足腐蚀性气体微量水测量的需求。

表1：激光微量水分析仪与传统分析仪的特点对比

02氯碱行业的挑战

目前，生产PVC的工艺主要有两种，以和为原料的电石法和以乙烯和为原料的乙烯联合平衡法。

电石法由于成本较高、生产能力较小，正逐渐被乙烯联合平衡法所取代。

而乙烯联合平衡法制PVC包括离子膜电解法制备、合成单体聚合等过程。

      钛合金渗碳层在HF中的腐蚀行为

       钛和钛合金的密度低、生物相容性好和耐腐蚀性能优异，在生物***领域得到了广泛的应用。钛合金能与骨形成骨整合且没有不良反应，是一种良好的牙种植体材料。近年来，钛合金已经用于植入、正牙丝和冠桩等方面。在使用过程中，钛合金溶解在唾液或龈沟液内并与腐蚀产物直接接触。在口腔内F-引起的腐蚀是比较常见的，因为在牙膏、凝胶和饮用水中有大量的F-,近来甚至将F-添加到烹饪盐中。许多市场销售的氟化凝胶含有高达（质量分数，%）、pH值介于7.2~3.2的氟离子。钛对卤化物（特别是F化物）、H和O极为敏感，使钛合金表面形成的致密钝化膜溶解或剥落而丧失其保护性能。G等将氟化物和氧化物作用于钛表面，发现氟离子使钛表面的氧化层溶解，使表面粗糙度提高。等分析了三种钛合金在不同氟离子浓度下的腐蚀行为。结果表明，电流密度与电解液中的氟离子有很强的相关性，随着氟离子浓度的提高腐蚀电流密度增大。