X65管线钢在成品油管道沉积物中的微生物腐蚀行为
发布时间：2021-10-24 14:45
目的分析华南一成品油管道内微生物腐蚀（MIC）的主要原因及行为,为成品油管道安全运行提供支撑。方法利用微生物分析、表面分析和电化学手段,分析成品油管道沉积物中可能引发腐蚀的细菌群落,研究细菌群落协同作用下,X65管线钢的腐蚀状态,并对X65管线钢在成品油管道沉积物稀释液中的MIC行为进行分析。结果从属水平来看,成品油管道沉积物中相对丰度大于0.1%的29种菌属中有13种可能引发MIC。在实验的1～3天,天然稀释液体系（X65-Bacteria）的OCP持续正移,且正移幅度大于灭菌稀释液体系（X65-Asepsis）,第3天的EIS阻抗弧半径最大。在实验的3～7天,天然稀释液（X65-Bacterias）体系的OCP负移,且负移程度明显大于灭菌稀释液（X65-Asepsis）体系。在实验的第7天,天然稀释液（X65-Bacterias）体系的阻抗弧半径小于灭菌稀释液（X65-Asepsis）体系,且自腐蚀电位更负。对生成的生物膜进行成分分析发现,生物膜和腐蚀产物膜主要由有机物和铁的氧化物组成。结论柠檬酸杆菌属（Citrobacter）和鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）可能是造成...
【文章来源】：表面技术. 2020,49(07)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
电化学测试实验样品示意图
采用高通量测序技术分析了华南一成品油管道沉积物中微生物种群种类和含量，从而分析成品油管道中可能引发腐蚀的细菌群落。利用Ion S5 XL测序系统，共检出10门17纲85属，图2为沉积物中细菌在属、纲、门水平上，16S rRNA的相对丰度图（相对丰度>1%），图3为所有检出细菌的系统发育树。从图2可以看出，厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（ProteoBacteria）、放线菌门（ActinoBacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）这四个菌门丰度之和占到99.839%，其中厚壁菌门占45.462%，变形菌门占31.715%。对厚壁菌门和变形菌门的微生物分布特征进行分析（图3），梭菌纲（Clostridia）和丹毒丝菌纲(Erysipelotrichia)是厚壁菌门丰度最大的两个菌落，α-变形菌纲（AlphaproteoBacteria）和γ-变形菌纲（GammaproteoBacteria）是变形菌门丰度最大的两个菌落。图3 管道沉积物中检出细菌的系统发育树
图2 管道沉积物中细菌在属、纲、门水平上16S rRNA的相对丰度（others表示相对丰度小于1%的细菌种群加和）从属水平上对微生物的占比情况进行统计，相对丰度大于0.1%的包括29个属，对这29个菌属所处环境特征和细菌行为进行分析。相对丰度排在第6的柠檬酸杆菌属（Citrobacter）为革兰氏阴性菌，革兰氏阴性菌相比革兰氏阳性菌对钢的腐蚀作用更为积极[24]。同时，柠檬酸杆菌属（Citrobacter）能够产生H2S，造成低碳钢的严重局部腐蚀，是引起海洋平台酸性气体输送管道点蚀的主要原因[25]。此外，柠檬酸杆菌属能通过产生胞外多糖和促进腐蚀过程中其他微生物的附着，促进生物膜的形成[26-27]。一些柠檬酸杆菌甚至能够在缺氧的条件下利用CO产生H[28]。相对丰度排在第7的鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）能代谢产生丙酸、丙二酸、丁二酸和糖类[29]，无机酸能够加速金属的腐蚀，糖分能为其他微生物提供能量。柠檬酸杆菌属（Citrobacter）和鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）由于多发现于油气管道，且能够引发明显的腐蚀，这两种菌属也可能是造成成品油管道沉积物中MIC的主要菌群。
【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋中石油烃类降解与微生物腐蚀关系研究[J]. 张一梦,郑泽旭,段继周. 表面技术. 2019(07)
[2]管线钢的海水微生物腐蚀[J]. 陈士强,张盾. 装备环境工程. 2018(10)
[3]成品油管道投产前内腐蚀原因分析[J]. 刘猛,姜有文,韩朔,吕鑫,任爱平,刘文会,燕冰川,陈新华. 腐蚀科学与防护技术. 2018(05)
[4]全球油气管道建设现状及发展趋势[J]. 祝悫智,段沛夏,王红菊,李秋扬,占传熙,施宁,张延萍. 油气储运. 2015(12)
[5]全球油气管道建设概况[J]. 王红菊,祝悫智,张延萍. 油气储运. 2015(01)
[6]微生物膜对304不锈钢腐蚀性能的影响[J]. 李雨,王立达,刘贵昌,孙东菊,阚清正,侯申才,张竣,夏菁巍. 海洋环境科学. 2013(05)
[7]海水微生物对Zn-Al-Cd牺牲阳极腐蚀性能的影响[J]. 宋秀霞,张杰,杨东方,段继周. 材料工程. 2013(01)
[8]对成品油管道中沉积物的分析[J]. 王德增,刘井会,王彩霞,刘雯,刘维英,张双凤,邓实,方海涛,田小杰. 油气储运. 2005(02)
博士论文
[1]硫酸盐还原菌对几种金属材料的腐蚀机理研究[D]. 王华.大连理工大学 2010
硕士论文
[1]9Ni钢在海水中的腐蚀行为及防护方法研究[D]. 覃明.中国科学院大学(中国科学院海洋研究所) 2018
本文编号：3455465
【文章来源】：表面技术. 2020,49(07)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
电化学测试实验样品示意图
采用高通量测序技术分析了华南一成品油管道沉积物中微生物种群种类和含量，从而分析成品油管道中可能引发腐蚀的细菌群落。利用Ion S5 XL测序系统，共检出10门17纲85属，图2为沉积物中细菌在属、纲、门水平上，16S rRNA的相对丰度图（相对丰度>1%），图3为所有检出细菌的系统发育树。从图2可以看出，厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（ProteoBacteria）、放线菌门（ActinoBacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）这四个菌门丰度之和占到99.839%，其中厚壁菌门占45.462%，变形菌门占31.715%。对厚壁菌门和变形菌门的微生物分布特征进行分析（图3），梭菌纲（Clostridia）和丹毒丝菌纲(Erysipelotrichia)是厚壁菌门丰度最大的两个菌落，α-变形菌纲（AlphaproteoBacteria）和γ-变形菌纲（GammaproteoBacteria）是变形菌门丰度最大的两个菌落。图3 管道沉积物中检出细菌的系统发育树
图2 管道沉积物中细菌在属、纲、门水平上16S rRNA的相对丰度（others表示相对丰度小于1%的细菌种群加和）从属水平上对微生物的占比情况进行统计，相对丰度大于0.1%的包括29个属，对这29个菌属所处环境特征和细菌行为进行分析。相对丰度排在第6的柠檬酸杆菌属（Citrobacter）为革兰氏阴性菌，革兰氏阴性菌相比革兰氏阳性菌对钢的腐蚀作用更为积极[24]。同时，柠檬酸杆菌属（Citrobacter）能够产生H2S，造成低碳钢的严重局部腐蚀，是引起海洋平台酸性气体输送管道点蚀的主要原因[25]。此外，柠檬酸杆菌属能通过产生胞外多糖和促进腐蚀过程中其他微生物的附着，促进生物膜的形成[26-27]。一些柠檬酸杆菌甚至能够在缺氧的条件下利用CO产生H[28]。相对丰度排在第7的鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）能代谢产生丙酸、丙二酸、丁二酸和糖类[29]，无机酸能够加速金属的腐蚀，糖分能为其他微生物提供能量。柠檬酸杆菌属（Citrobacter）和鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）由于多发现于油气管道，且能够引发明显的腐蚀，这两种菌属也可能是造成成品油管道沉积物中MIC的主要菌群。
【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋中石油烃类降解与微生物腐蚀关系研究[J]. 张一梦,郑泽旭,段继周. 表面技术. 2019(07)
[2]管线钢的海水微生物腐蚀[J]. 陈士强,张盾. 装备环境工程. 2018(10)
[3]成品油管道投产前内腐蚀原因分析[J]. 刘猛,姜有文,韩朔,吕鑫,任爱平,刘文会,燕冰川,陈新华. 腐蚀科学与防护技术. 2018(05)
[4]全球油气管道建设现状及发展趋势[J]. 祝悫智,段沛夏,王红菊,李秋扬,占传熙,施宁,张延萍. 油气储运. 2015(12)
[5]全球油气管道建设概况[J]. 王红菊,祝悫智,张延萍. 油气储运. 2015(01)
[6]微生物膜对304不锈钢腐蚀性能的影响[J]. 李雨,王立达,刘贵昌,孙东菊,阚清正,侯申才,张竣,夏菁巍. 海洋环境科学. 2013(05)
[7]海水微生物对Zn-Al-Cd牺牲阳极腐蚀性能的影响[J]. 宋秀霞,张杰,杨东方,段继周. 材料工程. 2013(01)
[8]对成品油管道中沉积物的分析[J]. 王德增,刘井会,王彩霞,刘雯,刘维英,张双凤,邓实,方海涛,田小杰. 油气储运. 2005(02)
博士论文
[1]硫酸盐还原菌对几种金属材料的腐蚀机理研究[D]. 王华.大连理工大学 2010
硕士论文
[1]9Ni钢在海水中的腐蚀行为及防护方法研究[D]. 覃明.中国科学院大学(中国科学院海洋研究所) 2018
本文编号：3455465
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