Nature.com сайтына кіргеніңіз үшін рахмет.Сіз пайдаланып жатқан шолғыш нұсқасында шектеулі CSS қолдауы бар.Ең жақсы тәжірибе үшін жаңартылған шолғышты пайдалануды ұсынамыз (немесе Internet Explorer шолғышында үйлесімділік режимін өшіріңіз).Әзірше, үздіксіз қолдауды қамтамасыз ету үшін біз сайтты стильсіз және JavaScriptсіз көрсетеміз.
Микробтық коррозия (МИК) көптеген салаларда күрделі мәселе болып табылады, өйткені ол үлкен экономикалық шығындарға әкелуі мүмкін.Супер дуплексті тот баспайтын болат 2707 (2707 HDSS) тамаша химиялық төзімділігіне байланысты теңіз орталарында қолданылады.Алайда оның MIC-ке төзімділігі тәжірибе жүзінде көрсетілмеген.Бұл зерттеу Pseudomonas aeruginosa теңіз аэробты бактериясынан туындаған MIC 2707 HDSS әрекетін зерттеді.Электрохимиялық талдау 2216E ортада Pseudomonas aeruginosa биоқабықшасы болған жағдайда коррозия потенциалының оң өзгерісі және коррозия ток тығыздығының жоғарылауы болатынын көрсетті.Рентгендік фотоэлектрондық спектроскопияның (XPS) талдауы биопленка астындағы үлгі бетіндегі Cr мазмұнының төмендеуін көрсетті.Шұңқырларды визуалды талдау P. aeruginosa биофильмі инкубацияның 14 күні ішінде ең жоғары 0,69 мкм тереңдікке ие болғанын көрсетті.Бұл аз болса да, бұл 2707 HDSS P. aeruginosa биоқабықшаларының MIC-ке толықтай иммунитеті жоқ екенін көрсетеді.
Дуплексті тот баспайтын болаттар (DSS) тамаша механикалық қасиеттер мен коррозияға төзімділіктің тамаша үйлесімі арқасында әртүрлі салаларда кеңінен қолданылады1,2.Дегенмен, локализацияланған шұңқырлар әлі де орын алады және бұл болаттың тұтастығына әсер етеді3,4.DSS микробтық коррозияға төзімді емес (MIC)5,6.DSS қолданбаларының кең ауқымына қарамастан, DSS коррозияға төзімділігі ұзақ мерзімді пайдалану үшін жеткіліксіз болатын орталар әлі де бар.Бұл коррозияға төзімділігі жоғары қымбатырақ материалдар қажет екенін білдіреді.Джеон және басқалар7 тіпті супер дуплексті тот баспайтын болаттарда (SDSS) коррозияға төзімділік тұрғысынан кейбір шектеулер бар екенін анықтады.Сондықтан кейбір жағдайларда коррозияға төзімділігі жоғары супер дуплексті баспайтын болаттар (HDSS) қажет.Бұл жоғары легірленген HDSS-тің дамуына әкелді.
Коррозияға төзімділік DSS альфа және гамма фазаларының қатынасына байланысты және екінші фазаға жақын орналасқан Cr, Mo және W аймақтарында 8, 9, 10 таусылады.HDSS құрамында Cr, Mo және N11 жоғары мазмұн бар, сондықтан оның коррозияға тамаша төзімділігі және масса% Cr + 3,3 (мас.% Mo + 0,5 масс. .%W) + 16% массамен анықталатын балама шұңқырға төзімділік санының (PREN) жоғары мәні (45-50).N12.Оның тамаша коррозияға төзімділігі шамамен 50% феррит (α) және 50% аустениттік (γ) фазалары бар теңдестірілген құрамға байланысты.HDSS жақсы механикалық қасиеттерге ие және хлоридті коррозияға төзімділігі жоғары.Жақсартылған коррозияға төзімділік теңіз ортасы сияқты агрессивті хлоридті орталарда HDSS пайдалануды кеңейтеді.
МИК мұнай-газ және су өнеркәсібі сияқты көптеген салаларда негізгі проблема болып табылады14.MIC барлық коррозиялық зақымдардың 20% құрайды15.MIC – көптеген орталарда байқалатын биоэлектрохимиялық коррозия.Металл беттерінде пайда болатын биофильмдер электрохимиялық жағдайларды өзгертеді, осылайша коррозия процесіне әсер етеді.MIC коррозиясы биоқабықшалардан туындайды деген кең таралған пікір бар.Электрогенді микроорганизмдер өмір сүруге қажетті энергияны алу үшін металдарды жейді17.Соңғы MIC зерттеулері EET (клеткадан тыс электрон тасымалдау) электрогендік микроорганизмдер индукциялаған MIC жылдамдығын шектейтін фактор екенін көрсетті.Чжан т.б.18 электронды делдалдардың Desulfovibrio sessificans жасушалары мен 304 баспайтын болат арасындағы электрондардың тасымалдануын жеделдететінін көрсетті, нәтижесінде MIC шабуылы ауыр болады.Аннинг және т.б.19 және Wenzlaff et al.20 коррозиялық сульфатты қалпына келтіретін бактериялардың (SRBs) биоқабықшалары металл субстраттардан электрондарды тікелей сіңіре алатынын көрсетті, нәтижесінде қатты шұңқырлар пайда болады.
DSS құрамында SRBs, темірді төмендететін бактериялар (IRBs) және т.б. бар орталарда MIC-ке сезімтал екені белгілі. 21 .Бұл бактериялар биофильмдер астында DSS бетінде локализацияланған шұңқырларды тудырады22,23.DSS-тен айырмашылығы, HDSS24 MIC жақсы белгілі емес.
Pseudomonas aeruginosa – табиғатта кең таралған грамтеріс, қозғалғыш, таяқша тәрізді бактерия25.Pseudomonas aeruginosa сонымен қатар MIC концентрациясының жоғарылауын тудыратын теңіз ортасындағы негізгі микробтық топ болып табылады.Pseudomonas коррозия процесіне белсенді қатысады және биофильмнің пайда болуы кезінде пионер колонизатор ретінде танылады.Махат және т.б.28 және Юан және т.б.29 Pseudomonas aeruginosa су ортасындағы жұмсақ болат пен қорытпалардың коррозия жылдамдығын арттыруға бейім екенін көрсетті.
Бұл жұмыстың негізгі мақсаты электрохимиялық әдістерді, беттік талдау әдістерін және коррозия өнімдерін талдауды қолдана отырып, Pseudomonas aeruginosa теңіз аэробты бактериясынан туындаған MIC 2707 HDSS қасиеттерін зерттеу болды.MIC 2707 HDSS әрекетін зерттеу үшін ашық тізбек потенциалы (OCP), сызықтық поляризация кедергісі (LPR), электрохимиялық кедергі спектроскопиясы (EIS) және потенциалды динамикалық поляризацияны қамтитын электрохимиялық зерттеулер жүргізілді.Коррозияға ұшыраған беттегі химиялық элементтерді анықтау үшін энергетикалық дисперсиялық спектрометриялық талдау (EDS) жүргізілді.Сонымен қатар, құрамында Pseudomonas aeruginosa бар теңіз ортасының әсерінен оксидті қабықша пассивациясының тұрақтылығын анықтау үшін рентгендік фотоэлектрондық спектроскопия (XPS) пайдаланылды.Шұңқырлардың тереңдігі конфокальды лазерлік сканерлеу микроскопында (CLSM) өлшенді.
1-кестеде 2707 HDSS химиялық құрамы көрсетілген.2-кестеде 2707 HDSS аққыштығы 650 МПа болатын тамаша механикалық қасиеттерге ие екендігі көрсетілген.Суретте.1 2707 HDSS термиялық өңделген ерітіндінің оптикалық микроқұрылымын көрсетеді.Құрамында шамамен 50% аустенит және 50% феррит фазалары бар микроқұрылымда екінші фазалары жоқ аустенит және феррит фазаларының ұзартылған жолақтары көрінеді.
Суретте.2a 2216E абиотикалық ортада және P. aeruginosa сорпасында 37°C температурада 14 күн бойы 2707 HDSS үшін экспозиция уақытына қарсы ашық контур потенциалын (Eocp) көрсетеді.Ол Eocp-дегі ең үлкен және маңызды өзгеріс алғашқы 24 сағат ішінде болатынын көрсетеді.Екі жағдайда да Eocp мәндері шамамен 16 сағат ішінде -145 мВ (SCE-мен салыстырғанда) шыңына жетті, содан кейін абиотикалық үлгі үшін -477 мВ (SCE-мен салыстырғанда) және -236 мВ (SCE-мен салыстырғанда) күрт төмендеді.және тиісінше P Pseudomonas aeruginosa купондары).24 сағаттан кейін P. aeruginosa үшін Eocp 2707 HDSS мәні салыстырмалы түрде -228 мВ (SCE-мен салыстырғанда) тұрақты болды, ал биологиялық емес үлгілер үшін сәйкес мән шамамен -442 мВ болды (SCE-мен салыстырғанда).P. aeruginosa қатысуымен Eocp айтарлықтай төмен болды.
Абиотикалық ортада және Pseudomonas aeruginosa сорпасында 2707 HDSS үлгісін 37 °C температурада электрохимиялық зерттеу:
(a) Eocp экспозиция уақытының функциясы ретінде, (b) 14-ші күндегі поляризация қисықтары, (c) экспозиция уақытының функциясы ретінде Rp және (d) экспозиция уақытының функциясы ретінде icorr.
3-кесте 14 күн ішінде абиотикалық және Pseudomonas aeruginosa егілген ортаның әсеріне ұшыраған 2707 HDSS үлгілерінің электрохимиялық коррозия параметрлерін көрсетеді.Анод пен катод қисықтарының тангенстері стандартты әдістерге сәйкес тоттану тоғының тығыздығы (icorr), коррозия потенциалы (Ecorr) және Тафель еңісі (βα және βc) беретін қиылысуларды алу үшін экстраполяцияланды30,31.
Суретте көрсетілгендей.2b, P. aeruginosa қисығының жоғары ығысуы абиотикалық қисықпен салыстырғанда Ecorr ұлғаюына әкелді.Коррозия жылдамдығына пропорционал iccorr мәні Pseudomonas aeruginosa үлгісінде 0,328 мкА см-2 дейін өсті, бұл биологиялық емес үлгідегіден төрт есе көп (0,087 мкА см-2).
LPR - коррозияны жылдам талдауға арналған классикалық бұзылмайтын электрохимиялық әдіс.Ол сонымен қатар MIC32 зерттеу үшін пайдаланылды.Суретте.2c экспозиция уақытының функциясы ретінде поляризация кедергісін (Rp) көрсетеді.Жоғары Rp мәні аз коррозияны білдіреді.Алғашқы 24 сағат ішінде Rp 2707 HDSS абиотикалық үлгілер үшін 1955 кОм см2 және Pseudomonas aeruginosa үлгілері үшін 1429 кОм см2 шегіне жетті.2c суреті сонымен қатар Rp мәні бір күннен кейін тез төмендегенін, содан кейін келесі 13 күнде салыстырмалы түрде өзгеріссіз қалғанын көрсетеді.Pseudomonas aeruginosa үлгісінің Rp мәні шамамен 40 кОм см2 құрайды, бұл биологиялық емес үлгінің 450 кОм см2 мәнінен әлдеқайда төмен.
icorr мәні біркелкі коррозия жылдамдығына пропорционал.Оның мәнін келесі Стерн-Гири теңдеуінен есептеуге болады:
Zoe және т.б.33, бұл жұмыста Тафель еңісі B типтік мәні 26 мВ/дек.2d суреті 2707 биологиялық емес үлгідегі iccorr салыстырмалы түрде тұрақты болғанын көрсетеді, ал P. aeruginosa үлгісі алғашқы 24 сағаттан кейін қатты ауытқиды.P. aeruginosa үлгілерінің iccorr мәндері биологиялық емес бақылауларға қарағанда үлкен дәрежеде болды.Бұл тенденция поляризацияға төзімділік нәтижелеріне сәйкес келеді.
EIS - коррозияға ұшыраған беттердегі электрохимиялық реакцияларды сипаттау үшін қолданылатын басқа бұзбайтын әдіс.Абиотикалық ортаға және Pseudomonas aeruginosa ерітіндісіне ұшыраған үлгілердің импеданс спектрлері және есептелген сыйымдылық мәндері, үлгі бетінде пайда болған пассивті қабықша/биофильмдер кедергісі Rb, заряд тасымалдау кедергісі Rct, электрлік қос қабатты сыйымдылық Cdl (EDL) және тұрақты QCPE фаза элементінің параметрлері (CPE ).Бұл параметрлер эквивалентті схема (EEC) үлгісін пайдаланып деректерді сәйкестендіру арқылы әрі қарай талданды.
Суретте.3 абиотикалық ортадағы 2707 HDSS үлгілері және әртүрлі инкубация уақыттары үшін P. aeruginosa сорпасы үшін типтік Nyquist сызбаларын (a және b) және Bode графиктерін (a' және b') көрсетеді.Pseudomonas aeruginosa болған кезде Nyquist сақинасының диаметрі азаяды.Bode графигі (3b'-сурет) жалпы кедергінің ұлғаюын көрсетеді.Релаксация уақытының тұрақтысы туралы ақпаратты фазалық максимумдардан алуға болады.Суретте.4 моноқабатқа (а) және қосқабатқа (b) және сәйкес ЕЭК негізделген физикалық құрылымдарды көрсетеді.CPE ЕЭК үлгісіне енгізілген.Оның рұқсаты мен кедергісі келесі түрде өрнектеледі:
2707 HDSS үлгісінің кедергі спектрін орнатуға арналған екі физикалық модель және сәйкес эквивалентті схемалар:
мұндағы Y0 – KPI мәні, j – ойдан шығарылған сан немесе (-1)1/2, ω – бұрыштық жиілік, n – бірден кем KPI қуат индексі35.Зарядты тасымалдау кедергісінің инверсиясы (яғни 1/Rct) коррозия жылдамдығына сәйкес келеді.Rct неғұрлым аз болса, коррозия жылдамдығы соғұрлым жоғары болады27.14 күндік инкубациядан кейін Rct Pseudomonas aeruginosa үлгілері 32 кОм см2-ге жетті, бұл биологиялық емес үлгілердің 489 кОм см2-ден әлдеқайда аз (4-кесте).
5-суреттегі CLSM кескіндері мен SEM кескіндері HDSS 2707 үлгісінің бетіндегі биопленка жабыны 7 күннен кейін тығыз екенін анық көрсетеді.Алайда, 14 күннен кейін биофильмді жабу нашар болды және кейбір өлі жасушалар пайда болды.5-кестеде 7 және 14 күн бойы P. aeruginosa әсерінен кейінгі 2707 HDSS үлгілеріндегі биоқабықша қалыңдығы көрсетілген.Биопленканың максималды қалыңдығы 7 күннен кейін 23,4 мкм-ден 14 күннен кейін 18,9 мкм-ге дейін өзгерді.Биопленканың орташа қалыңдығы да бұл үрдісті растады.Ол 7 күннен кейін 22,2 ± 0,7 мкм-ден 14 күннен кейін 17,8 ± 1,0 мкм-ге дейін төмендеді.
(a) 7 күндегі 3-D CLSM кескіні, (b) 14 күндегі 3-D CLSM кескіні, (c) 7 күндегі SEM кескіні және (d) 14 күндегі SEM кескіні.
ЭМӨ 14 күн бойы P. aeruginosa әсер еткен үлгілерде биоқабықшалар мен коррозия өнімдерінде химиялық элементтер анықталды.Суретте.6-суретте биопленкалар мен коррозия өнімдеріндегі С, N, O және P мөлшері таза металдарға қарағанда айтарлықтай жоғары екенін көрсетеді, өйткені бұл элементтер биоқабықшалармен және олардың метаболиттерімен байланысты.Микробтарға хром мен темірдің аз ғана мөлшері қажет.Биопленкадағы және сынамалардың бетіндегі коррозия өнімдеріндегі Cr және Fe жоғары деңгейлері металл матрицасы коррозияға байланысты элементтерді жоғалтқанын көрсетеді.
14 күннен кейін 2216Е ортада P. aeruginosa бар және онсыз шұңқырлар байқалды.Инкубациялау алдында үлгілердің беті тегіс және ақаусыз болды (7а-сурет).Биопленка мен коррозия өнімдерін инкубациялау және жоюдан кейін үлгілер бетіндегі ең терең шұңқырлар CLSM көмегімен зерттелді, 7б және в-суретте көрсетілген.Биологиялық емес бақылау құралдарының бетінде айқын шұңқырлар табылған жоқ (ең жоғары шұңқыр тереңдігі 0,02 мкм).P. aeruginosa тудырған максималды карьер тереңдігі 7 күнде 0,52 мкм және 14 күнде 0,69 мкм болды, бұл 3 үлгіден алынған орташа максималды тереңдікке негізделген (әр үлгі үшін 10 максималды карьер тереңдігі таңдалды).Сәйкесінше 0,42 ± 0,12 мкм және 0,52 ± 0,15 мкм жетістіктер (5-кесте).Бұл тесік тереңдігінің мәндері шағын, бірақ маңызды.
(а) әсер ету алдында, (b) абиотикалық ортада 14 күн және (c) Pseudomonas aeruginosa сорпасында 14 күн.
Суретте.8-кестеде әртүрлі үлгі беттерінің XPS спектрлері көрсетілген және әрбір бет үшін талданған химиялық құрам 6-кестеде жинақталған. 6-кестеде P. aeruginosa (А және В үлгілері) қатысуымен Fe және Cr атомдық пайыздары биологиялық емес бақылауларға қарағанда әлдеқайда төмен болды.(C және D үлгілері).P. aeruginosa үлгісі үшін Cr 2p ядросы деңгейіндегі спектрлік қисық Cr, Cr2O3, CrO-ға жатқызылуы мүмкін 574,4, 576,6, 578,3 және 586,8 эВ байланыс энергиялары (BE) бар төрт шыңдық құрамдастарға орнатылды.және сәйкесінше Cr(OH)3 (9а және б-сурет).Биологиялық емес үлгілер үшін негізгі Cr 2p деңгейінің спектрінде Cr (BE үшін 573,80 эВ) және Cr2O3 (BE үшін 575,90 эВ) үшін екі негізгі шыңы бар.9c және d, тиісінше.Абиотикалық үлгілер мен P. aeruginosa үлгілерінің арасындағы ең таңғаларлық айырмашылық биопленка астында Cr6+ және Cr(OH)3 (BE 586,8 эВ) жоғары салыстырмалы үлесі болды.
Екі ортадағы 2707 HDSS үлгісінің бетінің кең XPS спектрлері сәйкесінше 7 және 14 күнді құрайды.
(а) P. aeruginosa 7 күн, (б) P. aeruginosa 14 күн, (в) абиотикалық ортада 7 күн және (г) абиотикалық ортада 14 күн.
HDSS көптеген орталарда коррозияға төзімділіктің жоғары деңгейін көрсетеді.Kim et al.2 HDSS UNS S32707 PREN мәні 45-тен жоғары жоғары легирленген DSS ретінде анықталғанын хабарлады. Бұл жұмыстағы 2707 HDSS үлгісінің PREN мәні 49 болды. Бұл жоғары хром мазмұнына және қышқыл ортада пайдалы молибден мен никельдің көп болуына байланысты.және хлорид мөлшері жоғары орталар.Сонымен қатар, жақсы теңдестірілген композиция және ақаусыз микроқұрылым құрылымның тұрақтылығы мен коррозияға төзімділігі үшін пайдалы.Дегенмен, оның тамаша химиялық төзімділігіне қарамастан, осы жұмыстағы тәжірибелік деректер 2707 HDSS P. aeruginosa биофильмінің MIC-ге толықтай иммунитеті жоқ екенін көрсетеді.
Электрохимиялық нәтижелер P. aeruginosa сорпасында 2707 HDSS коррозиясының жылдамдығы биологиялық емес ортамен салыстырғанда 14 күннен кейін айтарлықтай жоғарылағанын көрсетті.2а суретінде абиотикалық ортада да, P. aeruginosa сорпасында да алғашқы 24 сағат ішінде Eocp төмендеуі байқалды.Осыдан кейін биопленка үлгінің бетін толығымен жауып, Eocp салыстырмалы түрде тұрақты болады36.Дегенмен, биологиялық Eocp деңгейі биологиялық емес Eocp деңгейінен әлдеқайда жоғары болды.Бұл айырмашылық P.aeruginosa биоқабықшаларының түзілуімен байланысты деуге негіз бар.Суретте.2d, P. aeruginosa болған кезде, icorr 2707 HDSS мәні 0,627 мкА см-2 жетті, бұл абиотикалық бақылаудан (0,063 мкА см-2) жоғары шама реті, бұл EIS өлшенген Rct мәніне сәйкес болды.Алғашқы бірнеше күнде P. aeruginosa сорпасында импеданс мәндері P. aeruginosa жасушаларының бекінуі мен биоқабықшалардың пайда болуына байланысты өсті.Алайда, биопленка үлгінің бетін толығымен жауып тұрғанда, кедергі төмендейді.Қорғаныс қабаты, ең алдымен, биофильмдер мен биофильм метаболиттерінің пайда болуына байланысты шабуылға ұшырайды.Демек, уақыт өте келе коррозияға төзімділік төмендеді және P. aeruginosa бекінуі локализацияланған коррозияға себеп болды.Абиотикалық ортадағы тенденциялар әртүрлі болды.Биологиялық емес бақылаудың коррозияға төзімділігі P. aeruginosa сорпасына ұшыраған үлгілердің сәйкес мәнінен әлдеқайда жоғары болды.Сонымен қатар, абиотикалық қосылулар үшін Rct 2707 HDSS мәні 14-ші күні 489 кОм см2 жетті, бұл P. aeruginosa болған кезде Rct мәнінен (32 кОм см2) 15 есе жоғары.Осылайша, 2707 HDSS стерильді ортада тамаша коррозияға төзімділікке ие, бірақ P. aeruginosa биофильмдерінен MIC әсеріне төзімді емес.
Бұл нәтижелерді суреттегі поляризация қисықтарынан да байқауға болады.2b.Анодтық тармақталу Pseudomonas aeruginosa биоқабықшасының түзілуімен және металдардың тотығу реакцияларымен байланысты болды.Бұл жағдайда катодтық реакция оттегінің азаюы болып табылады.P. aeruginosa болуы абиотикалық бақылауға қарағанда тоттану тоғының тығыздығын айтарлықтай арттырды.Бұл P. aeruginosa биофильмінің 2707 HDSS локализацияланған коррозиясын күшейтетінін көрсетеді.Yuan et al.29 Cu-Ni 70/30 қорытпасының коррозия ток тығыздығы P. aeruginosa биофильмінің әсерінен артқанын анықтады.Бұл Pseudomonas aeruginosa биоқабықшалары арқылы оттегінің азаюының биокатализіне байланысты болуы мүмкін.Бұл бақылау осы жұмыстағы MIC 2707 HDSS-ті де түсіндіре алады.Сондай-ақ аэробты биофильмдер астында оттегі аз болуы мүмкін.Сондықтан металл бетін оттегімен қайта пассивациялаудан бас тарту осы жұмыста MIC-ке ықпал ететін фактор болуы мүмкін.
Дикинсон және т.б.38 химиялық және электрохимиялық реакциялардың жылдамдығына үлгі бетіндегі отырықшы бактериялардың метаболикалық белсенділігі және коррозия өнімдерінің табиғаты тікелей әсер етуі мүмкін деп ұсынды.5-суретте және 5-кестеде көрсетілгендей, 14 күннен кейін жасушалардың саны мен биофильмнің қалыңдығы төмендеді.Мұны 14 күннен кейін 2707 HDSS бетіндегі отырықшы жасушалардың көпшілігі 2216E ортасындағы қоректік заттардың азаюынан немесе 2707 HDSS матрицасынан улы металл иондарының бөлінуінен өлгенімен қисынды түрде түсіндіруге болады.Бұл топтамалық эксперименттердің шектелуі.
Бұл жұмыста P. aeruginosa биофильмі 2707 HDSS бетіндегі биофильмнің астындағы Cr және Fe-нің жергілікті азаюына ықпал етті (6-сурет).6-кесте C үлгісімен салыстырғанда D үлгісіндегі Fe және Cr азайғанын көрсетеді, бұл P. aeruginosa биофильмінен туындаған еріген Fe және Cr алғашқы 7 күнде сақталғанын көрсетеді.2216E ортасы теңіз ортасын модельдеу үшін пайдаланылады.Оның құрамында 17700 ppm Cl- бар, бұл оның табиғи теңіз суындағы мөлшерімен салыстыруға болады.17700 ppm Cl- болуы XPS арқылы талданған 7 және 14 күндік абиотикалық үлгілерде Cr төмендеуінің негізгі себебі болды.P. aeruginosa үлгілерімен салыстырғанда абиотикалық жағдайда 2707 HDSS хлорға күшті төзімділігіне байланысты абиотикалық үлгілердегі Cr еруі әлдеқайда аз болды.Суретте.9 пассивтендіру қабықшасында Cr6+ бар екенін көрсетеді.Ол Чен мен Клейтон ұсынғандай P. aeruginosa биофильмдері арқылы болат беттерінен хромды жоюға қатысуы мүмкін.
Бактериялардың көбеюіне байланысты өсіруге дейінгі және кейінгі ортаның рН мәндері сәйкесінше 7,4 және 8,2 болды.Осылайша, P. aeruginosa биоқабықшасынан төмен, органикалық қышқыл коррозиясының бұл жұмысқа ықпал етуі екіталай, бұл көлемді ортадағы салыстырмалы түрде жоғары рН.Биологиялық емес бақылау ортасының рН мәні 14 күндік сынақ кезеңінде айтарлықтай өзгерген жоқ (бастапқы 7,4-тен соңғы 7,5-ке дейін).Тұқымдық ортада инкубациядан кейін рН жоғарылауы P. aeruginosa метаболикалық белсенділігіне байланысты болды және сынақ жолақтары болмаған кезде рН-ға бірдей әсер ететіні анықталды.
7-суретте көрсетілгендей, P. aeruginosa биоқабықшасы тудырған карьердің максималды тереңдігі 0,69 мкм болды, бұл абиотикалық ортадан (0,02 мкм) әлдеқайда көп.Бұл жоғарыда сипатталған электрохимиялық деректерге сәйкес келеді.0,69 мкм карьер тереңдігі бірдей шарттарда 2205 DSS үшін хабарланған 9,5 мкм мәннен он есе аз.Бұл деректер 2707 HDSS 2205 DSS қарағанда MIC-ке жақсы қарсылық көрсететінін көрсетеді.Бұл таңқаларлық емес, өйткені 2707 HDSS ұзақ пассивацияны қамтамасыз ететін жоғары Cr деңгейлеріне ие, P. aeruginosa пассивациясын қиындатады және зиянды қайталама жауын-шашынсыз теңдестірілген фазалық құрылымы арқасында шұңқыр пайда болады.
Қорытындылай келе, абиотикалық ортадағы елеусіз шұңқырлармен салыстырғанда P. aeruginosa сорпасында 2707 HDSS бетінде MIC шұңқырлары табылды.Бұл жұмыс 2707 HDSS 2205 DSS қарағанда MIC төзімділігі жақсы екенін көрсетеді, бірақ ол P. aeruginosa биофильміне байланысты MIC-ке толықтай иммунитеті жоқ.Бұл нәтижелер теңіз ортасы үшін қолайлы тот баспайтын болаттарды және өмір сүру ұзақтығын таңдауға көмектеседі.
Солтүстік-шығыс университетінің (NEU) Шэньян қаласындағы (Қытай) металлургия мектебі ұсынған 2707 HDSS үшін купон.2707 HDSS элементтік құрамы NEU материалдарын талдау және сынау бөлімі талдаған 1-кестеде көрсетілген.Барлық үлгілер 1 сағат бойы 1180°C температурада қатты ерітінді үшін өңделді.Коррозияға сынау алдында үстіңгі ашық беті 1 см2 болатын тиын тәрізді 2707 HDSS кремний карбидті тегістеу қағазымен 2000 гритке дейін жылтыратылды, содан кейін 0,05 мкм Al2O3 ұнтақ суспензиясымен жылтыратылды.Бүйірлері мен түбі инертті бояумен қорғалған.Кептіруден кейін үлгілер стерильді деионизацияланған сумен жуылды және 75% (көлем/көлем) этанолмен 0,5 сағат бойы зарарсыздандырылды.Содан кейін олар ультракүлгін (УК) сәуле астында 0,5 сағат бойы пайдалану алдында кептірілді.
Marine Pseudomonas aeruginosa штамы MCCC 1A00099 Қытайдың Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC) орталығынан сатып алынды.Pseudomonas aeruginosa аэробты жағдайда 37°C температурада 250 мл колбаларда және 500 мл шыны электрохимиялық ұяшықтарда Marine 2216E сұйық ортасын пайдаланып өсірілді (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Циндао, Қытай).Ортада (г/л): 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, SrCl2, Na, 0,08, SrB0302, Na30302, SrB0302. , 0016 6NH26NH3, 3,0016 NH3 5,0 пептон, 1,0 ашытқы сығындысы және 0,1 темір цитраты.Егу алдында 20 минут бойы 121°C автоклавта.400 есе үлкейту кезінде жарық микроскопында гемоцитометрмен отырықшы және планктондық жасушаларды санаңыз.Планктонды Pseudomonas aeruginosa бастапқы концентрациясы егуден кейін бірден шамамен 106 жасуша/мл болды.
Электрохимиялық сынақтар орташа көлемі 500 мл классикалық үш электродты шыны ұяшықта жүргізілді.Платина парағы және қаныққан каломель электроды (SAE) реакторға тұз көпірлерімен толтырылған Луггин капиллярлары арқылы қосылды, олар сәйкесінше қарсы және эталон электродтары ретінде қызмет етті.Жұмыс электродтарын жасау үшін әрбір үлгіге резеңкеленген мыс сым бекітіліп, эпоксидті шайырмен жабылған, бір жағында жұмыс электрод үшін шамамен 1 см2 қорғалмаған аймақ қалдырылған.Электрохимиялық өлшеулер кезінде үлгілер 2216E ортасына салынып, су моншасында тұрақты инкубациялық температурада (37°C) ұсталды.OCP, LPR, EIS және әлеуетті динамикалық поляризация деректері Autolab потенциостатының көмегімен өлшенді (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., АҚШ).LPR сынақтары Eocp көмегімен -5 пен 5 мВ диапазонында 0,125 мВ с-1 сканерлеу жылдамдығымен және 1 Гц сынама алу жиілігімен жазылды.EIS 0,01-ден 10 000 Гц-ке дейінгі жиілік диапазонында синус толқынымен Eocp тұрақты күйінде 5 мВ қолданылатын кернеуді пайдалана отырып орындалды.Потенциалды сыпыру алдында электродтар бос коррозия потенциалының тұрақты мәніне жеткенше жұмыссыз режимде болды.Содан кейін поляризация қисықтары 0,166 мВ/с сканерлеу жылдамдығында Eocp функциясы ретінде -0,2-ден 1,5 В-қа дейін өлшенді.Әрбір сынақ P. aeruginosa бар және онсыз 3 рет қайталанды.
Металлографиялық талдауға арналған үлгілер дымқыл 2000 грит SiC қағазымен механикалық жылтыратылды, содан кейін оптикалық бақылау үшін 0,05 мкм Al2O3 ұнтағы суспензиясымен одан әрі жылтыратылды.Оптикалық микроскоптың көмегімен металлографиялық талдау жасалды.Үлгілер калий гидроксидінің 43 массасының 10% ерітіндісімен өңделді.
Инкубациядан кейін үлгілер фосфатты буферленген тұзды ерітіндімен (PBS) (рН 7,4 ± 0,2) 3 рет жуылды, содан кейін биофильмдерді бекіту үшін 2,5% (көлем/көлем) глутаральдегидпен 10 сағат бойы бекітілді.Содан кейін ауада кептіру алдында топтастырылған этанолмен (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% және 100% көлем) сусыздандырылды.Соңында, SEM бақылауының өткізгіштігін қамтамасыз ету үшін үлгінің бетіне алтын пленка қойылады.SEM кескіндері әрбір үлгінің бетінде ең отырықшы P. aeruginosa жасушалары бар дақтарға бағытталған.Химиялық элементтерді табу үшін ЭСҚ талдауын орындаңыз.Шұңқырдың тереңдігін өлшеу үшін Zeiss конфокальды лазерлік сканерлеу микроскопы (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Германия) пайдаланылды.Биопленканың астындағы коррозиялық шұңқырларды байқау үшін сынақ үлгісі алдымен Қытай ұлттық стандартына (CNS) GB/T4334.4-2000 сәйкес сынама сынамасының бетінен коррозия өнімдері мен биопленканы кетіру үшін тазартылды.
Рентгендік фотоэлектрондық спектроскопия (XPS, ESCALAB250 беттік талдау жүйесі, Thermo VG, АҚШ) талдау монохроматикалық рентген көзі (энергиясы 1500 эВ және қуаты 150 Вт алюминий Kα сызығы) арқылы 0 байланыс энергиясының кең диапазонында –1350 эВ стандартты жағдайында жүргізілді.Ажыратымдылығы жоғары спектрлер 50 эВ тарату энергиясын және 0,2 эВ қадамды пайдаланып жазылды.
Инкубацияланған үлгілер алынып тасталды және 15 с45 бойы PBS (рН 7,4 ± 0,2) көмегімен ақырын жуылды.Үлгілердегі биоқабықшалардың бактериялық өміршеңдігін байқау үшін биофильмдер LIVE/DEAD BacLight бактериалды өміршеңдік жинағы (Invitrogen, Eugene, OR, АҚШ) арқылы боялған.Жинақта екі флуоресцентті бояғыш бар: SYTO-9 жасыл флуоресцентті бояу және пропидий йодид (PI) қызыл флуоресцентті бояу.CLSM-де флуоресцентті жасыл және қызыл нүктелер сәйкесінше тірі және өлі жасушаларды білдіреді.Бояу үшін 3 мкл SYTO-9 және 3 мкл PI ерітіндісі бар 1 мл қоспаны қараңғы жерде бөлме температурасында (23°C) 20 минут бойы инкубациялады.Содан кейін боялған үлгілер Nikon CLSM аппаратының (C2 Plus, Nikon, Жапония) көмегімен екі толқын ұзындығында (тірі жасушалар үшін 488 нм және өлі жасушалар үшін 559 нм) зерттелді.Биопленканың қалыңдығы 3D сканерлеу режимінде өлшенді.
Бұл мақаланы қалай келтіруге болады: Li, H. et al.Pseudomonas aeruginosa теңіз биофильмінен жасалған 2707 супер дуплексті баспайтын болаттан жасалған микробтық коррозия.ғылым.6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Тиосульфаттың қатысуымен хлорид ерітінділеріндегі LDX 2101 дуплексті тот баспайтын болаттан жасалған кернеулі коррозияға қарсы крекинг. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Тиосульфаттың қатысуымен хлорид ерітінділеріндегі LDX 2101 дуплексті тот баспайтын болаттан жасалған кернеулі коррозияға қарсы крекинг. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Коррозионное растрескивание под напряжением дуплексной нержавеющей стали LDX 2101 в растворах хлоридов в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Тиосульфаттың қатысуымен хлорид ерітінділеріндегі LDX 2101 дуплексті баспайтын болаттан жасалған кернеулі коррозиялық крекинг. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101裂。 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 双相тот баспайтын болат在福代sulfate分下下南性性生于中图僅。 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Коррозионное растрескивание под напряжением дуплексной нержавеющей стали LDX 2101 в растворе хлорид в присутственных тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Тиосульфаттың қатысуымен хлорид ерітіндісінде LDX 2101 дуплексті баспайтын болаттан жасалған кернеулі коррозиялық крекинг.coros Science 80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Гипер дуплексті тот баспайтын болаттан жасалған дәнекерлеудің шұңқырлы коррозияға төзімділігіне қорғаныс газындағы ерітіндінің термиялық өңдеуінің және азоттың әсері. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Гипер дуплексті тот баспайтын болаттан жасалған дәнекерлеудің шұңқырлы коррозияға төзімділігіне қорғаныс газындағы ерітіндінің термиялық өңдеуінің және азоттың әсері.Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS және Park, YS Гипердуплексті тот баспайтын болаттан жасалған дәнекерлеудің шұңқырлы коррозияға төзімділігіне қорғаныс газындағы ерітіндінің термиялық өңдеуі мен азотының әсері. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS. Ким, С.Т., Джанг, SH, Ли, IS & Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS және Park, YS Ерітінді термиялық өңдеудің және қорғайтын газдағы азоттың супер дуплексті тот баспайтын болаттан жасалған дәнекерлеудің шұңқырлы коррозияға төзімділігіне әсері.koros.ғылым.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. 316L тот баспайтын болаттан жасалған микробтық және электрохимиялық индукцияланған шұңқырлардың химиясындағы салыстырмалы зерттеу. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. 316L тот баспайтын болаттан жасалған микробтық және электрохимиялық индукцияланған шұңқырлардың химиясындағы салыстырмалы зерттеу.Ши, X., Avchi, R., Geyser, M. және Lewandowski, Z. 316L баспайтын болаттан микробиологиялық және электрохимиялық шұңқырларды салыстырмалы химиялық зерттеу. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. 微生物和电化学诱导的316L 不锈钢点蚀的化学比较砂砂 Ши, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, З.Ши, X., Avchi, R., Geyser, M. және Lewandowski, Z. 316L баспайтын болаттан микробиологиялық және электрохимиялық индукцияланған шұңқырларды салыстырмалы химиялық зерттеу.koros.ғылым.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 дуплексті тот баспайтын болаттың хлорид қатысуымен әртүрлі рН бар сілтілі ерітінділердегі электрохимиялық әрекеті. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 дуплексті тот баспайтын болаттың хлорид қатысуымен әртүрлі рН бар сілтілі ерітінділердегі электрохимиялық әрекеті.Luo H., Dong KF, Lee HG және Xiao K. Хлоридтің қатысуымен әртүрлі рН бар сілтілі ерітінділердегі дуплексті тот баспайтын болаттан жасалған 2205 электрохимиялық әрекеті. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 双相不锈钢在氯化物存在下不同pH 碱性溶液中的甀唀匂 Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 双相тот баспайтын болаттың сілтілі ерітіндідегі әртүрлі рН кезінде хлоридтің қатысуымен электрохимиялық әрекеті.Luo H., Dong KF, Lee HG және Xiao K. Хлоридтің қатысуымен әртүрлі рН бар сілтілі ерітінділердегі дуплексті тот баспайтын болаттан жасалған 2205 электрохимиялық әрекеті.Электрохимиялық.Журнал.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Теңіз биофильмдерінің коррозияға әсері: қысқаша шолу. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Теңіз биофильмдерінің коррозияға әсері: қысқаша шолу.Little, BJ, Lee, JS және Ray, RI теңіз биофильмдерінің коррозияға әсері: қысқаша шолу. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI 海洋生物膜对腐蚀的影响:简明综述。 Little, BJ, Lee, JS & Ray, RILittle, BJ, Lee, JS және Ray, RI теңіз биофильмдерінің коррозияға әсері: қысқаша шолу.Электрохимиялық.Журнал.54, 2-7 (2008).