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硫酸鹽還原菌（SRB）腐蝕

一、概 述

據統計，每年世界上約有1/3的冶金產(chǎn)品會(huì )因腐蝕而報廢，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)物和細菌細胞及其代謝產(chǎn)物之間相互作用的結果，能夠引起材料的結構及性能發(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(cháng)繁殖過(guò)程及其代謝產(chǎn)物，會(huì )影響其對金屬腐蝕速率和電化學(xué)反應機理。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 )出現電偶腐蝕加速、環(huán)境敏感斷裂等形式。

02加速結垢

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)結垢。此外，腐蝕產(chǎn)物FeS與其他污垢結合后附著(zhù)管道內壁，形成一種更適于SRB生長(cháng)的封閉區域，導致局部腐蝕穿孔風(fēng)險大大增加。

03損壞設備

SRB腐蝕產(chǎn)物由于其相對密度介于油和水之間而懸浮在油水界面，增強了油水混合物的導電性。當油水混合物進(jìn)入生產(chǎn)處理系統時(shí)，容易導致電脫水設備運行不穩或跳閘，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）腐蝕機理

微生物附著(zhù)在金屬表面形成生物膜后，可通過(guò)多種機理過(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，尤其是能夠分泌能夠促進(jìn)陰極還原的酶；

（2） 顯著(zhù)地改變了腐蝕反應類(lèi)型，由均勻腐蝕可能轉變?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） 生成生物膜結構，創(chuàng )造了生物膜內的腐蝕環(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理，也不可能出現統一的機理。在實(shí)際情況中往往是幾種機理共存或交互作用，因此需要判斷是哪種機理在起主導作用，才能制定更為準確有效的控制措施。

四、硫酸鹽還原菌（SRB）腐蝕影響因素

01pH值

pH是影響SRB生長(cháng)繁殖的重要因素之一。SRB生長(cháng)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對溫度的適應能力較強，能夠生存的溫度為10～90℃。在油田環(huán)境下，SRB最適宜生長(cháng)變窄，溫度約為20～40℃。

有研究顯示，在30～75℃范圍內，SRB對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腐蝕速率峰值。因此，需要根據現場(chǎng)情況進(jìn)行針對性實(shí)驗和分析后，確定溫度影響的變化規律。

03氧濃度

普遍認為SRB是嚴格的厭氧菌，但同時(shí)也發(fā)現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，當環(huán)境中溶解氧濃度達到9.0mg/L時(shí)，SRB不能存活。

04水質(zhì)成分

一般認為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SRB的生長(cháng)繁殖產(chǎn)生影響。當礦化度為103時(shí)，SRB只有少量生長(cháng)。其他水中離子如SO42-作為SRB生長(cháng)的養料來(lái)源之一，其濃度也對SRB的生長(cháng)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SRB生物膜的完整性、SRB數量累計和脫落產(chǎn)生影響。一般認為當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  . . .

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