二氧化碳存在条件下SRB在管道内腐蚀状况研究

论文摘要

随着人类在油气田开采方向的深入,管道腐蚀问题摆在人们面前,并引起广泛关注。本论文分别探讨了中温SRB和嗜热SRB在CO2存在条件下对X60钢的腐蚀规律。本文从海底管道WC15-1及BZ26-2污水体系中,分离出硫酸盐还原菌,研究各自的生长特性,并利用傅立叶红外光谱（FT-IR）进行了初步鉴定。采用腐蚀失重实验、电化学方法和表面分析技术,系统研究了二氧化碳存在条件下,硫酸盐还原菌在管道内的腐蚀规律。从海底管道WC15-1污水中分离SRB,最佳生长温度为30℃,最适宜pH在7.5左右,饱和CO2对中温SRB的生长影响不大。实验周期内,在饱和二氧化碳环境中,30℃时,中温SRB抑制X60钢的CO2腐蚀,而在4575℃,随着温度升高,SRB促进X60钢的CO2腐蚀。当CO2分压小于1.0MPa时,SRB抑制X60钢的CO2腐蚀,当CO2分压为1.0MPa时,SRB的存在促进X60钢的CO2腐蚀,SEM和EDAX分析表明SRB参与了腐蚀产物膜的矿化作用。饱和CO2污水中,SRB的生长繁殖直接影响X60钢表面膜层的结构,腐蚀主要发生在SRB的生长初期和衰亡期,AFM跟踪显示了X60钢电极表面从不完整膜到致密膜再到膜脱附的过程,合理解释了腐蚀产物膜层结构对X60钢腐蚀的影响。从海底管道BZ26-2污水中分离SRB,最佳生长温度为60℃,最适宜pH在7.5左右,饱和CO2导致嗜热SRB延滞期延长。实验周期内,在饱和二氧化碳环境中,低温区（3045℃）,嗜热SRB引起的二氧化碳腐蚀主要发生在污水中,而在高温区（6075℃）,嗜热SRB引起的二氧化碳腐蚀多半发生在污泥下。随着CO2分压的增加,腐蚀速率增加,且污泥中SRB腐蚀尤为严重,如果体系中存在一定的流速,将影响试片表面生物膜和腐蚀产物膜的形成,导致腐蚀速率进一步增加。在饱和CO2污水中,腐蚀3天的荧光显微镜分析表明,SRB更倾向于在电极边缘聚集,从而表现为边缘腐蚀严重,10d后嗜热SRB进入衰亡期,生物膜分布的不均匀直接导致膜下腐蚀以点蚀为主的典型特征。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的目的与意义
• 1.2 硫酸盐还原菌腐的特性与研究现状
• 1.3 二氧化碳腐蚀研究现状
• 2 环境下SRB 的腐蚀'>1.4 CO₂ 环境下SRB 的腐蚀
• 1.5 本文研究内容
• 1.6 课题来源
• 2 实验方法及材料
• 2.1 实验材料
• 2.2 腐蚀介质
• 2.3 微生物实验
• 2.4 电化学实验
• 2.5 腐蚀失重实验
• 2.6 试样表面分析技术实验
• 3 实验结果与讨论
• 3.1 引言
• 3.2 硫酸盐还原菌的分离及初步鉴定
• 2 体系对X60 钢的腐蚀行为研究'>3.3 中温SRB-CO₂ 体系对X60 钢的腐蚀行为研究
• 2 体系对X60 钢的腐蚀行为研究'>3.4 嗜热SRB-CO₂ 体系对X60 钢的腐蚀行为研究
• 2 体系中引起的微生物腐蚀的防治'>3.5 SRB-CO₂体系中引起的微生物腐蚀的防治
• 3.6 全文总结及展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 作者在研究生期间发表的论文