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माइक्रोबियल संक्षारण (एमआईसी) कई उद्योगों में एक गंभीर समस्या है क्योंकि इससे भारी आर्थिक नुकसान हो सकता है। 2707 सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील (2707 एचडीएसएस) का उपयोग इसके उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिरोध के कारण समुद्री वातावरण में किया गया है। हालांकि, एमआईसी के लिए इसका प्रतिरोध प्रयोगात्मक रूप से प्रदर्शित नहीं किया गया है। इस अध्ययन में, समुद्री एरोबिक जीवाणु स्यूडोमोनस एरुगिनोसा के कारण 2707 एचडीएसएस के एमआईसी व्यवहार की जांच की गई थी। इलेक्ट्रोकेमिकल विश्लेषण से पता चला कि उपस्थिति में 2216E माध्यम में स्यूडोमोनास एरुगिनोसा बायोफिल्म में, संक्षारण क्षमता में सकारात्मक परिवर्तन और संक्षारण वर्तमान घनत्व में वृद्धि हुई थी। .हालाँकि यह छोटा है, यह इंगित करता है कि 2707 एचडीएसएस पी. एरुगिनोसा बायोफिल्म्स के एमआईसी से पूरी तरह से प्रतिरक्षित नहीं है।
उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों और संक्षारण प्रतिरोध के आदर्श संयोजन के लिए विभिन्न उद्योगों में डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स (डीएसएस) का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। हालांकि, स्थानीयकृत गड्ढे अभी भी होते हैं और यह इस स्टील की अखंडता को प्रभावित करता है। डीएसएस माइक्रोबियल संक्षारण (एमआईसी) के लिए प्रतिरोधी नहीं है। ईऑन एट अल7 ने पाया कि सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स (एसडीएसएस) में भी संक्षारण प्रतिरोध के मामले में कुछ सीमाएं हैं। इसलिए, कुछ अनुप्रयोगों में उच्च संक्षारण प्रतिरोध वाले सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स (एचडीएसएस) की आवश्यकता होती है। इससे अत्यधिक मिश्रित एचडीएसएस का विकास हुआ।
डीएसएस का संक्षारण प्रतिरोध अल्फा और गामा चरणों के अनुपात और दूसरे चरण से सटे सीआर, एमओ और डब्ल्यू क्षीण क्षेत्रों 8, 9, 10 पर निर्भर करता है। एचडीएसएस में सीआर, एमओ और एन 11 की उच्च सामग्री होती है, इसलिए इसमें उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध और एक उच्च मूल्य (45-50) पिटिंग प्रतिरोध समतुल्य संख्या (पीआरईएन) होता है, जो wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo + 0.5 wt%) द्वारा निर्धारित होता है। डब्ल्यू) + 16 डब्ल्यूटी% एन12। इसका उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध लगभग 50% फेराइट (α) और 50% ऑस्टेनाइट (γ) चरणों वाली संतुलित संरचना पर निर्भर करता है, एचडीएसएस में पारंपरिक डीएसएस13 की तुलना में बेहतर यांत्रिक गुण और उच्च प्रतिरोध है।क्लोराइड संक्षारण गुण। बेहतर संक्षारण प्रतिरोध समुद्री वातावरण जैसे अधिक संक्षारक क्लोराइड वातावरण में एचडीएसएस के उपयोग का विस्तार करता है।
तेल और गैस और जल उपयोगिताओं14 जैसे कई उद्योगों में एमआईसी एक बड़ी समस्या है। सभी संक्षारण क्षति का 20% एमआईसी के कारण होता है। आईसी अध्ययनों से पता चला है कि ईईटी (बाह्यकोशिकीय इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण) इलेक्ट्रोजेनिक सूक्ष्मजीवों से प्रेरित एमआईसी में दर-सीमित कारक है। झांग एट अल।18 ने प्रदर्शित किया कि इलेक्ट्रॉन मध्यस्थ डेसल्फोविब्रियो सेसिफिकंस कोशिकाओं और 304 स्टेनलेस स्टील के बीच इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण को तेज करते हैं, जिससे अधिक गंभीर एमआईसी हमला होता है। एनिंग एट अल।19 और वेन्ज़लफ़ एट अल।20 से पता चला कि संक्षारक सल्फेट-कम करने वाले बैक्टीरिया (एसआरबी) बायोफिल्म सीधे धातु सब्सट्रेट से इलेक्ट्रॉनों को अवशोषित कर सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप गंभीर क्षरण हो सकता है।
डीएसएस को एसआरबी, आयरन कम करने वाले बैक्टीरिया (आईआरबी) आदि वाले वातावरण में एमआईसी के प्रति संवेदनशील माना जाता है। 21। ये बैक्टीरिया बायोफिल्म्स22,23 के तहत डीएसएस सतहों पर स्थानीयकृत गड्ढे का कारण बनते हैं। डीएसएस के विपरीत, एचडीएसएस24 के एमआईसी के बारे में कम जानकारी है।
स्यूडोमोनास एरुगिनोसा एक ग्राम-नेगेटिव मोटाइल रॉड के आकार का जीवाणु है जो प्रकृति में व्यापक रूप से वितरित होता है। स्यूडोमोनास एरुगिनोसा समुद्री पर्यावरण में एक प्रमुख माइक्रोबियल समूह भी है, जो एमआईसी को स्टील बनाता है। स्यूडोमोनास संक्षारण प्रक्रियाओं में निकटता से शामिल है और बायोफिल्म निर्माण के दौरान एक अग्रणी उपनिवेशक के रूप में पहचाना जाता है। महत और अन्य।28 और युआन एट अल.29 ने प्रदर्शित किया कि स्यूडोमोनास एरुगिनोसा में जलीय वातावरण में हल्के स्टील और मिश्र धातुओं की संक्षारण दर को बढ़ाने की प्रवृत्ति होती है।
इस कार्य का मुख्य उद्देश्य इलेक्ट्रोकेमिकल विधियों, सतह विश्लेषणात्मक तकनीकों और संक्षारण उत्पाद विश्लेषण का उपयोग करके समुद्री एरोबिक जीवाणु स्यूडोमोनास एरुगिनोसा के कारण होने वाले 2707 एचडीएसएस के एमआईसी गुणों की जांच करना था। 2707 के एमआईसी व्यवहार का अध्ययन करने के लिए ओपन सर्किट पोटेंशियल (ओसीपी), रैखिक ध्रुवीकरण प्रतिरोध (एलपीआर), इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी (ईआईएस), और संभावित गतिशील ध्रुवीकरण सहित इलेक्ट्रोकेमिकल अध्ययन किए गए थे। एचडीएसएस। संक्षारणित सतह पर रासायनिक तत्वों को खोजने के लिए ऊर्जा फैलाव स्पेक्ट्रोमीटर (ईडीएस) विश्लेषण किया गया था। इसके अलावा, स्यूडोमोनास एरुगिनोसा युक्त समुद्री वातावरण के प्रभाव के तहत ऑक्साइड फिल्म निष्क्रियता की स्थिरता निर्धारित करने के लिए एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (एक्सपीएस) विश्लेषण का उपयोग किया गया था। गड्ढे की गहराई को एक कन्फोकल लेजर स्कैनिंग माइक्रोस्कोप (सीएलएसएम) के तहत मापा गया था।
तालिका 1 में 2707 एचडीएसएस की रासायनिक संरचना सूचीबद्ध है। तालिका 2 से पता चलता है कि 2707 एचडीएसएस में 650 एमपीए की उपज शक्ति के साथ उत्कृष्ट यांत्रिक गुण हैं। चित्र 1 2707 एचडीएसएस से उपचारित समाधान गर्मी के ऑप्टिकल माइक्रोस्ट्रक्चर को दिखाता है। माध्यमिक चरणों के बिना ऑस्टेनाइट और फेराइट चरणों के विस्तारित बैंड को लगभग 50% ऑस्टेनाइट और 50% फेराइट चरणों वाले माइक्रोस्ट्रक्चर में देखा जा सकता है।
चित्र 2ए अजैविक 2216ई माध्यम में 2707 एचडीएसएस और 37 डिग्री सेल्सियस पर 14 दिनों के लिए पी. एरुगिनोसा शोरबा के लिए ओपन सर्किट क्षमता (ईओसीपी) बनाम एक्सपोज़र समय डेटा दिखाता है। यह दर्शाता है कि ईओसीपी में सबसे बड़ा और महत्वपूर्ण परिवर्तन पहले 24 घंटों के भीतर होता है। दोनों मामलों में ईओसीपी मान 16 घंटे के आसपास -145 एमवी (बनाम एससीई) पर पहुंच गया और फिर तेजी से गिरा, -477 एमवी (वी) तक पहुंच गया। एस. एससीई) और -236 एमवी (बनाम एससीई) अजैविक नमूने और पी के लिए, क्रमशः)।क्रमशः स्यूडोमोनास एरुगिनोसा कूपन। 24 घंटों के बाद, पी. एरुगिनोसा के लिए 2707 एचडीएसएस का ईओसीपी मूल्य -228 एमवी (बनाम एससीई) पर अपेक्षाकृत स्थिर था, जबकि गैर-जैविक नमूनों के लिए संबंधित मूल्य लगभग -442 एमवी (बनाम एससीई) था। पी. एरुगिनोसा की उपस्थिति में ईओसीपी अपेक्षाकृत कम था।
37 डिग्री सेल्सियस पर अजैविक माध्यम और स्यूडोमोनास एरुगिनोसा शोरबा में 2707 एचडीएसएस नमूनों का विद्युत रासायनिक परीक्षण:
(ए) एक्सपोज़र समय के एक फ़ंक्शन के रूप में ईओसीपी, (बी) 14 दिन पर ध्रुवीकरण घटता है, (सी) एक्सपोज़र समय के एक फ़ंक्शन के रूप में आरपी और (डी) एक्सपोज़र समय के एक फ़ंक्शन के रूप में आईसीओआरआर।
तालिका 3 में 14 दिनों के लिए अजैविक माध्यम और स्यूडोमोनस एरुगिनोसा इनोकेटेड माध्यम के संपर्क में आने वाले 2707 एचडीएसएस नमूनों के इलेक्ट्रोकेमिकल संक्षारण पैरामीटर मानों को सूचीबद्ध किया गया है। 31।
जैसा कि चित्र 2बी में दिखाया गया है, पी. एरुगिनोसा वक्र के ऊपर की ओर खिसकने से अजैविक वक्र की तुलना में इकोर में वृद्धि हुई। आईसीओआरआर मान, जो संक्षारण दर के समानुपाती है, स्यूडोमोनास एरुगिनोसा नमूने में 0.328 μA सेमी -2 तक बढ़ गया, जो गैर-जैविक नमूने (0.087 μA सेमी -2) से चार गुना अधिक है।
एलपीआर तेजी से संक्षारण विश्लेषण के लिए एक क्लासिक गैर-विनाशकारी इलेक्ट्रोकेमिकल विधि है। इसका उपयोग एमआईसी 32 का अध्ययन करने के लिए भी किया गया था। चित्रा 2 सी एक्सपोजर समय के एक फ़ंक्शन के रूप में ध्रुवीकरण प्रतिरोध (आरपी) दिखाता है। उच्च आरपी मान का मतलब कम संक्षारण है। पहले 24 घंटों के भीतर, 2707 एचडीएसएस का आरपी अजैविक नमूनों के लिए 1955 kΩ सेमी 2 और स्यूडोमोनास एरुग के लिए 1429 kΩ सेमी 2 के अधिकतम मूल्य तक पहुंच गया। इनोसा नमूने। चित्र 2c यह भी दर्शाता है कि Rp मान एक दिन के बाद तेजी से कम हुआ और फिर अगले 13 दिनों तक अपेक्षाकृत अपरिवर्तित रहा। स्यूडोमोनास एरुगिनोसा नमूने का Rp मान लगभग 40 kΩ सेमी2 है, जो गैर-जैविक नमूने के 450 kΩ सेमी2 मान से बहुत कम है।
आईसीओआरआर मूल्य समान संक्षारण दर के समानुपाती होता है। इसके मूल्य की गणना निम्नलिखित स्टर्न-गीरी समीकरण से की जा सकती है,
ज़ू एट अल का अनुसरण करते हुए।33, इस कार्य में टैफेल ढलान बी का एक विशिष्ट मूल्य 26 एमवी/डेसी माना गया था। चित्र 2डी से पता चलता है कि गैर-जैविक 2707 नमूने का आईसीओआरआर अपेक्षाकृत स्थिर रहा, जबकि पी. एरुगिनोसा नमूने में पहले 24 घंटों के बाद काफी उतार-चढ़ाव हुआ।
ईआईएस एक और गैर-विनाशकारी तकनीक है जिसका उपयोग संक्षारक इंटरफेस पर विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाओं को चिह्नित करने के लिए किया जाता है। अजैविक मीडिया और स्यूडोमोनास एरुगिनोसा समाधान के संपर्क में आने वाले नमूनों के प्रतिबाधा स्पेक्ट्रा और गणना किए गए कैपेसिटेंस मान, नमूने की सतह पर गठित निष्क्रिय फिल्म / बायोफिल्म का आरबी प्रतिरोध, आरसीटी चार्ज ट्रांसफर प्रतिरोध, सीडीएल इलेक्ट्रिक डबल लेयर कैपेसिटेंस (ईडीएल) और क्यूसीपीई कॉन्स्टेंट चरण तत्व (सीपीई) पैरामीटर। इन मापदंडों को फिटिंग द्वारा आगे विश्लेषण किया गया था। समतुल्य सर्किट (ईईसी) मॉडल का उपयोग कर डेटा।
चित्र 3 अजैविक माध्यम में 2707 एचडीएसएस नमूनों के विशिष्ट नाइक्विस्ट प्लॉट (ए और बी) और बोड प्लॉट (ए' और बी') और विभिन्न ऊष्मायन समय के लिए पी. एरुगिनोसा शोरबा दिखाता है। स्यूडोमोनास एरुगिनोसा की उपस्थिति में नाइक्विस्ट रिंग का व्यास कम हो जाता है। बोड प्लॉट (छवि 3 बी') कुल प्रतिबाधा के परिमाण में वृद्धि दर्शाता है। विश्राम समय स्थिरांक पर जानकारी चरण मैक्सिमा द्वारा प्रदान की जा सकती है। चित्र 4 मोनोलेयर (ए) और बाइलेयर (बी) आधारित भौतिक संरचनाओं और उनके संबंधित ईईसी को दर्शाता है। सीपीई को ईईसी मॉडल में पेश किया गया है। इसकी प्रवेश और प्रतिबाधा निम्नानुसार व्यक्त की गई है:
2707 एचडीएसएस नमूने के प्रतिबाधा स्पेक्ट्रम को फिट करने के लिए दो भौतिक मॉडल और संबंधित समकक्ष सर्किट:
जहां Y0 CPE का परिमाण है, j काल्पनिक संख्या या (-1)1/2 है, ω कोणीय आवृत्ति है, और n एकता35 से कम CPE पावर इंडेक्स है। चार्ज ट्रांसफर प्रतिरोध का व्युत्क्रम (यानी 1/Rct) संक्षारण दर से मेल खाता है। छोटे Rct का अर्थ है तेज संक्षारण दर27। ऊष्मायन के 14 दिनों के बाद, स्यूडोमोनास एरुगिनोसा नमूनों का Rct 32 k तक पहुंच गया। Ω सेमी2, गैर-जैविक नमूनों के 489 kΩ सेमी2 से बहुत छोटा है (तालिका 4)।
चित्र 5 में सीएलएसएम छवियां और एसईएम छवियां स्पष्ट रूप से दिखाती हैं कि 7 दिनों के बाद 2707 एचडीएसएस नमूने की सतह पर बायोफिल्म कवरेज सघन है। हालांकि, 14 दिनों के बाद, बायोफिल्म कवरेज विरल था और कुछ मृत कोशिकाएं दिखाई दीं। तालिका 5 7 और 14 दिनों के लिए पी. एरुगिनोसा के संपर्क में आने के बाद 2707 एचडीएसएस नमूनों पर बायोफिल्म की मोटाई दिखाती है। अधिकतम बायोफिल्म की मोटाई 23.4 माइक्रोन से बदल गई है 7 दिनों के बाद 14 दिनों के बाद 18.9 μm हो गई। औसत बायोफिल्म मोटाई ने भी इस प्रवृत्ति की पुष्टि की। यह 7 दिनों के बाद 22.2 ± 0.7 μm से घटकर 14 दिनों के बाद 17.8 ± 1.0 μm हो गई।
(ए) 7 दिनों के बाद 3-डी सीएलएसएम छवि, (बी) 14 दिनों के बाद 3-डी सीएलएसएम छवि, (सी) 7 दिनों के बाद एसईएम छवि और (डी) 14 दिनों के बाद एसईएम छवि।
ईडीएस ने 14 दिनों के लिए पी. एरुगिनोसा के संपर्क में आए नमूनों पर बायोफिल्म्स और संक्षारण उत्पादों में रासायनिक तत्वों का खुलासा किया। चित्र 6 से पता चलता है कि बायोफिल्म्स और संक्षारण उत्पादों में सी, एन, ओ और पी की सामग्री नंगे धातुओं की तुलना में बहुत अधिक है, क्योंकि ये तत्व बायोफिल्म्स और उनके मेटाबोलाइट्स से जुड़े हैं। कि धातु मैट्रिक्स ने संक्षारण के कारण तत्वों को खो दिया है।
14 दिनों के बाद, 2216ई माध्यम में पी. एरुगिनोसा के साथ और बिना पी. एरुगिनोसा के गड्ढे देखे गए। ऊष्मायन से पहले, नमूना सतह चिकनी और दोष-मुक्त थी (चित्र 7ए)। बायोफिल्म और संक्षारण उत्पादों के ऊष्मायन और हटाने के बाद, नमूनों की सतह पर सबसे गहरे गड्ढों की सीएलएसएम के तहत जांच की गई, जैसा कि चित्र 7बी और सी में दिखाया गया है। गैर-जैविक नियंत्रण नमूनों की सतह पर कोई स्पष्ट गड्ढे नहीं पाए गए (अधिकतम गड्ढे की गहराई 0) .02 माइक्रोमीटर)।स्यूडोमोनास एरुगिनोसा के कारण अधिकतम गड्ढे की गहराई 7 दिनों के बाद 0.52 माइक्रोमीटर और 14 दिनों के बाद 0.69 माइक्रोमीटर थी, जो 3 नमूनों की औसत अधिकतम गड्ढे की गहराई के आधार पर (प्रत्येक नमूने के लिए 10 अधिकतम गड्ढे गहराई मान चुने गए थे) क्रमशः 0.42 ± 0.12 माइक्रोमीटर और 0.52 ± 0.15 माइक्रोमीटर तक पहुंच गए। 5).ये गड्ढे की गहराई के मान छोटे लेकिन महत्वपूर्ण हैं।
(ए) एक्सपोज़र से पहले, (बी) अजैविक माध्यम में 14 दिन और (सी) स्यूडोमोनास एरुगिनोसा शोरबा में 14 दिन।
चित्र 8 विभिन्न नमूना सतहों के एक्सपीएस स्पेक्ट्रा को दर्शाता है, और प्रत्येक सतह के लिए विश्लेषण की गई रासायनिक रचनाओं को तालिका 6 में संक्षेपित किया गया है। तालिका 6 में, पी. एरुगिनोसा (नमूने ए और बी) की उपस्थिति में Fe और Cr का परमाणु प्रतिशत गैर-जैविक नियंत्रण नमूनों (नमूने सी और डी) की तुलना में बहुत कम था। पी. एरुगिनोसा नमूने के लिए, सीआर 2पी कोर-स्तरीय वर्णक्रमीय वक्र को बाध्यकारी ऊर्जा (बीई) के साथ चार शिखर घटकों में फिट किया गया था। 574.4, 576.6, 578.3 और 586.8 ईवी के मान, जिन्हें क्रमशः सीआर, सीआर2ओ3, सीआरओ3 और सीआर(ओएच)3 के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है (चित्र 9ए और बी)। गैर-जैविक नमूनों के लिए, सीआर 2पी कोर-स्तरीय स्पेक्ट्रम में सीआर (बीई के लिए 573.80 ईवी) और सीआर2ओ3 (575.90 ईवी) के लिए दो मुख्य शिखर शामिल हैं। बीई के लिए) क्रमशः चित्र 9सी और डी में। अजैविक और पी. एरुगिनोसा नमूनों के बीच सबसे महत्वपूर्ण अंतर सीआर6+ की उपस्थिति और बायोफिल्म के नीचे सीआर(ओएच)3 (586.8 ईवी का बीई) का उच्च सापेक्ष अंश था।
दो मीडिया में 2707 एचडीएसएस नमूने की सतह का व्यापक एक्सपीएस स्पेक्ट्रा क्रमशः 7 दिन और 14 दिन है।
(ए) पी. एरुगिनोसा के संपर्क में आने के 7 दिन, (बी) पी. एरुगिनोसा के संपर्क में आने के 14 दिन, (सी) अजैविक माध्यम में 7 दिन और (डी) अजैविक माध्यम में 14 दिन।
एचडीएसएस अधिकांश वातावरणों में संक्षारण प्रतिरोध के उच्च स्तर को प्रदर्शित करता है। किम एट अल।2 ने बताया कि UNS S32707 HDSS को 45 से अधिक के PREN के साथ अत्यधिक मिश्रित DSS के रूप में परिभाषित किया गया था। इस कार्य में 2707 HDSS नमूने का PREN मान 49 था। यह इसकी उच्च क्रोमियम सामग्री और उच्च मोलिब्डेनम और Ni स्तरों के कारण है, जो अम्लीय और उच्च क्लोराइड वातावरण में फायदेमंद हैं। इसके अलावा, एक अच्छी तरह से संतुलित संरचना और दोष-मुक्त माइक्रोस्ट्रक्चर संरचनात्मक स्थिरता और संक्षारण प्रतिरोध के लिए उपयोगी हैं। हालांकि, इसके बावजूद उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिरोध, इस कार्य में प्रयोगात्मक डेटा से पता चलता है कि 2707 एचडीएसएस पी. एरुगिनोसा बायोफिल्म्स के एमआईसी से पूरी तरह से प्रतिरक्षित नहीं है।
इलेक्ट्रोकेमिकल परिणामों से पता चला कि पी. एरुगिनोसा शोरबा में 2707 एचडीएसएस की संक्षारण दर गैर-जैविक माध्यम की तुलना में 14 दिनों के बाद काफी बढ़ गई थी। चित्र 2ए में, पहले 24 घंटों के दौरान अजैविक माध्यम और पी. एरुगिनोसा शोरबा दोनों में ईओसीपी में कमी देखी गई थी। बाद में, बायोफिल्म ने नमूने की सतह को कवर करना पूरा कर लिया है और ईओसीपी अपेक्षाकृत स्थिर 36 हो गया है। हालांकि, जैविक ईओसीपी का स्तर गैर की तुलना में बहुत अधिक था। -जैविक ईओसीपी। यह मानने का कारण है कि यह अंतर पी. एरुगिनोसा बायोफिल्म निर्माण के कारण है। चित्र 2डी में, पी. एरुगिनोसा की उपस्थिति में, 2707 एचडीएसएस का आईसीओआरआर मूल्य 0.627 μA सेमी -2 तक पहुंच गया, जो कि अजैविक नियंत्रण (0.063 μA सेमी -2) की तुलना में अधिक परिमाण का एक क्रम था, जो ईआईएस द्वारा मापा गया आरसीटी मूल्य के अनुरूप था। पहले के दौरान कुछ दिनों में, पी. एरुगिनोसा कोशिकाओं के जुड़ाव और बायोफिल्म के निर्माण के कारण पी. एरुगिनोसा शोरबे में प्रतिबाधा मान बढ़ गए। हालांकि, जब बायोफिल्म पूरी तरह से नमूने की सतह को कवर करता है, तो प्रतिबाधा कम हो जाती है। गैर-जैविक नियंत्रण का संक्षारण प्रतिरोध पी. एरुगिनोसा शोरबा के संपर्क में आए नमूनों के संबंधित मूल्य से बहुत अधिक था। इसके अलावा, अजैविक नमूनों के लिए, 2707 एचडीएसएस का आरसीटी मूल्य 14वें दिन 489 kΩ सेमी2 तक पहुंच गया, जो कि पी. एरुगिनोसा की उपस्थिति में आरसीटी मूल्य (32 kΩ सेमी2) का 15 गुना था। इसलिए, 2707 एचडीएसएस में एक स्टेर में उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध होता है। ile पर्यावरण, लेकिन पी. एरुगिनोसा बायोफिल्म्स द्वारा एमआईसी हमले के लिए प्रतिरोधी नहीं है।
इन परिणामों को चित्र 2 बी में ध्रुवीकरण वक्रों से भी देखा जा सकता है। एनोडिक शाखा को स्यूडोमोनस एरुगिनोसा बायोफिल्म गठन और धातु ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं के लिए जिम्मेदार ठहराया गया था। साथ ही कैथोडिक प्रतिक्रिया ऑक्सीजन की कमी है। पी। एरुगिनोसा की उपस्थिति ने संक्षारण वर्तमान घनत्व में काफी वृद्धि की, लगभग अजैविक नियंत्रण से अधिक परिमाण का एक आदेश। यह इंगित करता है कि पी। एरुगिनोसा बायोफिल्म 270 के स्थानीयकृत संक्षारण को बढ़ाता है 7 एचडीएसएस.युआन एट अल29 ने पाया कि पी. एरुगिनोसा बायोफिल्म की चुनौती के तहत 70/30 Cu-Ni मिश्र धातु का संक्षारण वर्तमान घनत्व बढ़ गया। यह स्यूडोमोनस एरुगिनोसा बायोफिल्म्स द्वारा ऑक्सीजन की कमी के बायोकैटलिसिस के कारण हो सकता है। यह अवलोकन इस काम में 2707 एचडीएसएस के एमआईसी की व्याख्या भी कर सकता है। एरोबिक बायोफिल्म्स के नीचे ऑक्सीजन भी कम हो सकती है। इसलिए, पुन: निष्क्रिय करने में विफलता ऑक्सीजन द्वारा धातु की सतह इस कार्य में एमआईसी के लिए एक योगदान कारक हो सकती है।
डिकिंसन एट अल.38 ने सुझाव दिया कि रासायनिक और इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियाओं की दरें नमूने की सतह पर सेसाइल बैक्टीरिया की चयापचय गतिविधि और संक्षारण उत्पादों की प्रकृति से सीधे प्रभावित हो सकती हैं। जैसा कि चित्र 5 और तालिका 5 में दिखाया गया है, सेल संख्या और बायोफिल्म मोटाई दोनों 14 दिनों के बाद कम हो गईं। इसे उचित रूप से समझाया जा सकता है कि 14 दिनों के बाद, 2707 एचडीएसएस की सतह पर अधिकांश सेसाइल कोशिकाएं 2216 ई माध्यम में पोषक तत्वों की कमी या रिलीज के कारण मर गईं। 2707 एचडीएसएस मैट्रिक्स से विषाक्त धातु आयन। यह बैच प्रयोगों की एक सीमा है।
इस कार्य में, पी. एरुगिनोसा बायोफिल्म ने 2707 एचडीएसएस सतह (छवि 6) पर बायोफिल्म के नीचे सीआर और Fe की स्थानीय कमी को बढ़ावा दिया। तालिका 6 में, नमूना सी की तुलना में नमूना डी में Fe और Cr की कमी, यह दर्शाता है कि पी. एरुगिनोसा बायोफिल्म के कारण घुले हुए Fe और Cr पहले 7 दिनों से अधिक समय तक बने रहे। 2216E माध्यम का उपयोग समुद्री वातावरण का अनुकरण करने के लिए किया जाता है। इसमें 17700 पी शामिल हैं। pm सीएल-, जो प्राकृतिक समुद्री जल में पाए जाने वाले तुलनीय है। .यह पी. एरुगिनोसा बायोफिल्म्स द्वारा स्टील की सतहों से सीआर को हटाने में शामिल हो सकता है, जैसा कि चेन और क्लेटन ने सुझाव दिया है।
जीवाणु वृद्धि के कारण, खेती से पहले और बाद में माध्यम का पीएच मान क्रमशः 7.4 और 8.2 था। इसलिए, पी. एरुगिनोसा बायोफिल्म के नीचे, थोक माध्यम में अपेक्षाकृत उच्च पीएच के कारण कार्बनिक अम्ल संक्षारण इस काम में एक योगदान कारक होने की संभावना नहीं है। 14-दिवसीय परीक्षण अवधि के दौरान गैर-जैविक नियंत्रण माध्यम का पीएच महत्वपूर्ण रूप से नहीं बदला (प्रारंभिक 7.4 से अंतिम 7.5 तक)। टीकाकरण माध्यम में पीएच में वृद्धि ऊष्मायन के बाद पी. एरुगिनोसा की चयापचय गतिविधि के कारण था और परीक्षण स्ट्रिप्स की अनुपस्थिति में पीएच पर समान प्रभाव पाया गया।
जैसा कि चित्र 7 में दिखाया गया है, पी. एरुगिनोसा बायोफिल्म के कारण अधिकतम गड्ढे की गहराई 0.69 μm थी, जो अजैविक माध्यम (0.02 μm) की तुलना में बहुत बड़ी थी। यह ऊपर वर्णित इलेक्ट्रोकेमिकल डेटा के अनुरूप है। 0.69 μm गड्ढे की गहराई समान परिस्थितियों में 2205 DSS के लिए रिपोर्ट किए गए 9.5 μm मान से दस गुना कम है। ये डेटा दर्शाते हैं कि 2707 HDSS 2205 डीएसएस की तुलना में बेहतर एमआईसी प्रतिरोध प्रदर्शित करता है। इसमें कोई आश्चर्य नहीं होना चाहिए, क्योंकि 2707 एचडीएसएस में क्रोमियम की मात्रा अधिक है, जो हानिकारक माध्यमिक अवक्षेपों के बिना संतुलित चरण संरचना के कारण लंबे समय तक निष्क्रियता प्रदान करता है, जिससे पी. एरुगिनोसा के लिए निष्क्रियता और ग्रहण बिंदु शुरू करना कठिन हो जाता है।
निष्कर्ष में, अजैविक मीडिया में नगण्य पिटिंग की तुलना में पी. एरुगिनोसा शोरबा में 2707 एचडीएसएस की सतह पर एमआईसी पिटिंग पाई गई। इस कार्य से पता चलता है कि 2707 एचडीएसएस में 2205 डीएसएस की तुलना में बेहतर एमआईसी प्रतिरोध है, लेकिन यह पी. एरुगिनोसा बायोफिल्म के कारण एमआईसी के लिए पूरी तरह से प्रतिरक्षा नहीं है। ये निष्कर्ष समुद्री पर्यावरण के लिए उपयुक्त स्टेनलेस स्टील्स और अनुमानित सेवा जीवन के चयन में सहायता करते हैं।
2707 एचडीएसएस के लिए कूपन चीन के शेनयांग में नॉर्थईस्टर्न यूनिवर्सिटी (एनईयू) के स्कूल ऑफ मेटलर्जी द्वारा प्रदान किया गया है। 2707 एचडीएसएस की मौलिक संरचना तालिका 1 में दिखाई गई है, जिसका विश्लेषण एनईयू सामग्री विश्लेषण और परीक्षण विभाग द्वारा किया गया था। सभी नमूनों को 1 घंटे के लिए 1180 डिग्री सेल्सियस पर समाधान किया गया था। संक्षारण परीक्षण से पहले, 1 सेमी 2 के शीर्ष उजागर सतह क्षेत्र के साथ सिक्के के आकार के 2707 एचडीएसएस को 2 तक पॉलिश किया गया था। सिलिकॉन कार्बाइड पेपर के साथ 000 ग्रिट और 0.05 μm Al2O3 पाउडर सस्पेंशन के साथ पॉलिश किया गया। किनारे और नीचे निष्क्रिय पेंट द्वारा संरक्षित हैं। सूखने के बाद, नमूनों को बाँझ विआयनीकृत पानी से धोया गया और 0.5 घंटे के लिए 75% (v/v) इथेनॉल के साथ निष्फल किया गया। उपयोग से पहले उन्हें 0.5 घंटे के लिए पराबैंगनी (यूवी) प्रकाश के तहत हवा में सुखाया गया।
समुद्री स्यूडोमोनास एरुगिनोसा एमसीसीसी 1ए00099 स्ट्रेन को ज़ियामेन समुद्री संस्कृति संग्रह केंद्र (एमसीसीसी), चीन से खरीदा गया था। स्यूडोमोनास एरुगिनोसा को समुद्री 2216ई तरल माध्यम (किंगदाओ होप बायोटेक्नोलॉजी कं, लिमिटेड, क़िंगदाओ, चीन) का उपयोग करके 250 मिलीलीटर फ्लास्क और 500 मिलीलीटर इलेक्ट्रोकेमिकल ग्लास कोशिकाओं में 37 डिग्री सेल्सियस पर एरोबिक रूप से उगाया गया था। मध्यम (जी/एल): 19.45 NaCl, 5.98 MgCl2, 3.24 Na2SO4, 1.8 CaCl2, 0.55 KCl, 0.16 Na2CO3, 0.08 KBr, 0.034 SrCl2, 0.08 SrBr2, 0.022 H3BO3, 0.004 NaSiO3, 0016 NH3, 0016 NH3, 0016 NaH2PO4, 5.0 पेप्टोन, 1.0 यीस्ट अर्क और 0.1 फेरिक साइट्रेट। टीकाकरण से पहले 20 मिनट के लिए 121°C पर आटोक्लेव। 400X आवर्धन पर एक प्रकाश माइक्रोस्कोप के तहत हेमोसाइटोमीटर का उपयोग करके सेसाइल और प्लैंकटोनिक कोशिकाओं की गणना करें। टीकाकरण के तुरंत बाद प्लैंकटोनिक स्यूडोमोनास एरुगिनोसा की प्रारंभिक कोशिका सांद्रता लगभग 1 थी। 06 सेल्स/एमएल.
500 मिलीलीटर की मध्यम मात्रा के साथ एक क्लासिक तीन-इलेक्ट्रोड ग्लास सेल में इलेक्ट्रोकेमिकल परीक्षण किए गए थे। एक प्लैटिनम शीट और एक संतृप्त कैलोमेल इलेक्ट्रोड (एससीई) क्रमशः नमक पुलों से भरे लुगिन केशिकाओं के माध्यम से रिएक्टर से जुड़े थे, जो क्रमशः काउंटर और संदर्भ इलेक्ट्रोड के रूप में कार्य करते थे। काम करने वाले इलेक्ट्रोड बनाने के लिए, प्रत्येक नमूने से एक रबर-लेपित तांबे के तार को जोड़ा गया था और एपॉक्सी के साथ कवर किया गया था, जिससे काम करने वाले इलेक्ट्रोड के लिए लगभग 1 सेमी2 खुला एकल-पक्षीय सतह क्षेत्र बचा था। इलेक्ट्रोकेमिकल माप के दौरान, नमूनों को 2216 ई माध्यम में रखा गया था और पानी के स्नान में निरंतर ऊष्मायन तापमान (37 डिग्री सेल्सियस) पर बनाए रखा गया था। ओसीपी, एलपीआर, ईआईएस और संभावित गतिशील ध्रुवीकरण डेटा को एक ऑटोलैब पोटेंशियोस्टेट (संदर्भ 600 टीएम, गेमरी इंस्ट्रूमेंट्स, इंक, यूएसए) का उपयोग करके मापा गया था। एलपीआर परीक्षण ईओसीपी और ए के साथ -5 और 5 एमवी की सीमा पर 0.125 एमवी एस -1 की स्कैन दर पर दर्ज किए गए थे। 1 हर्ट्ज की नमूना आवृत्ति। ईआईएस को स्थिर अवस्था ईओसीपी पर 5 एमवी लागू वोल्टेज का उपयोग करके 0.01 से 10,000 हर्ट्ज की आवृत्ति रेंज में एक साइन तरंग के साथ किया गया था। संभावित स्वीप से पहले, इलेक्ट्रोड ओपन-सर्किट मोड में थे जब तक कि एक स्थिर मुक्त संक्षारण संभावित मूल्य नहीं पहुंच गया। ध्रुवीकरण वक्र तब 0.166 एमवी / एस.ई. की स्कैन दर पर -0.2 से 1.5 वी बनाम ईओसीपी तक चलाए गए थे। पी. एरुगिनोसा के साथ और उसके बिना एची परीक्षण 3 बार दोहराया गया।
मेटलोग्राफिक विश्लेषण के लिए नमूनों को यांत्रिक रूप से 2000 ग्रिट गीले SiC पेपर के साथ पॉलिश किया गया था और फिर ऑप्टिकल अवलोकन के लिए 0.05 μm Al2O3 पाउडर सस्पेंशन के साथ पॉलिश किया गया था। मेटलोग्राफिक विश्लेषण एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का उपयोग करके किया गया था। नमूनों को 10 wt.% पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड समाधान 43 के साथ उकेरा गया था।
ऊष्मायन के बाद, नमूनों को फॉस्फेट-बफर खारा (पीबीएस) समाधान (पीएच 7.4 ± 0.2) के साथ 3 बार धोया गया और फिर बायोफिल्म्स को ठीक करने के लिए 10 घंटे के लिए 2.5% (वी/वी) ग्लूटाराल्डिहाइड के साथ तय किया गया। बाद में इसे एक श्रेणीबद्ध श्रृंखला (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% और 100% वी/वी) के साथ निर्जलित किया गया। हवा में सूखने से पहले इथेनॉल। अंत में, एसईएम अवलोकन के लिए चालकता प्रदान करने के लिए नमूने की सतह को एक सोने की फिल्म के साथ छिड़का जाता है। एसईएम छवियों को प्रत्येक नमूने की सतह पर सबसे अधिक सेसाइल पी। एरुगिनोसा कोशिकाओं वाले स्थानों पर केंद्रित किया गया था। रासायनिक तत्वों को खोजने के लिए ईडीएस विश्लेषण करें। गड्ढे की गहराई को मापने के लिए एक ज़ीस कन्फोकल लेजर स्कैनिंग माइक्रोस्कोप (सीएलएसएम) (एलएसएम 710, ज़ीस, जर्मनी) का उपयोग किया गया था। संक्षारण गड्ढे का निरीक्षण करने के लिए बायोफिल्म के तहत, परीक्षण टुकड़े की सतह पर संक्षारण उत्पादों और बायोफिल्म को हटाने के लिए परीक्षण टुकड़े को पहले चीनी राष्ट्रीय मानक (सीएनएस) जीबी/टी4334.4-2000 के अनुसार साफ किया गया था।
एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (XPS, ESCALAB250 सतह विश्लेषण प्रणाली, थर्मो वीजी, यूएसए) विश्लेषण एक मोनोक्रोमैटिक एक्स-रे स्रोत (1500 eV ऊर्जा और 150 W पावर पर एल्यूमीनियम Kα लाइन) का उपयोग करके मानक परिस्थितियों -1350 eV के तहत एक विस्तृत बाइंडिंग ऊर्जा रेंज 0 पर किया गया था। उच्च-रिज़ॉल्यूशन स्पेक्ट्रा को 50 eV पास ऊर्जा और 0.2 eV चरण आकार का उपयोग करके रिकॉर्ड किया गया था।
इनक्यूबेटेड नमूनों को हटा दिया गया और 15 एस45 के लिए पीबीएस (पीएच 7.4 ± 0.2) के साथ धीरे से धोया गया। नमूनों पर बायोफिल्म की जीवाणु व्यवहार्यता का निरीक्षण करने के लिए, बायोफिल्म को लाइव/डेड बैकलाइट बैक्टीरियल व्यवहार्यता किट (इंविट्रोजन, यूजीन, ओआर, यूएसए) का उपयोग करके दाग दिया गया था। किट में दो फ्लोरोसेंट रंग, एक हरा फ्लोरोसेंट SYTO-9 डाई और एक लाल फ्लोरोसेंट प्रोपिड है। ium आयोडाइड (पीआई) डाई। सीएलएसएम के तहत, फ्लोरोसेंट हरे और लाल रंग वाले बिंदु क्रमशः जीवित और मृत कोशिकाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं। धुंधला होने के लिए, 3 μl SYTO-9 और 3 μl PI समाधान युक्त 1 मिलीलीटर मिश्रण को अंधेरे में कमरे के तापमान (23 डिग्री सेल्सियस) पर 20 मिनट के लिए ऊष्मायन किया गया था। बाद में, दाग वाले नमूनों को निकॉन का उपयोग करके दो तरंग दैर्ध्य (जीवित कोशिकाओं के लिए 488 एनएम और मृत कोशिकाओं के लिए 559 एनएम) पर देखा गया था सीएलएसएम मशीन (सी2 प्लस, निकॉन, जापान)। बायोफिल्म की मोटाई 3-डी स्कैनिंग मोड में मापी गई।
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