Nature.com сайтына кергәнегез өчен рәхмәт. Сез кулланган браузер версиясе CSS өчен чикләнгән ярдәмгә ия. Иң яхшы тәҗрибә өчен без яңартылган браузерны кулланырга киңәш итәбез (яки Internet Explorer'та яраклашу режимын сүндерегез). Шул ук вакытта, ярдәмне дәвам итәр өчен, без сайтны стильләр һәм JavaScriptсыз күрсәтәчәкбез.
Микробиаль коррозия (MIC) күп тармакларда җитди проблема, чөнки ул зур икътисади югалтулар китерергә мөмкин.2707 супер дуплекс дат басмас корыч (2707 HDSS) искиткеч химик каршылык аркасында диңгез мохитендә кулланылган. Шулай да, MIC-га каршылыгы эксперименталь күрсәтелмәгән. Бу тикшеренүдә 2707 HDSS диңгез аэробикасы булган. 2216E уртада удомонас аэругиноза биофильмы, коррозия потенциалында уңай үзгәрешләр һәм коррозия ток тыгызлыгының артуы булды. Рентген фотоэлектрон спектроскопия (XPS) анализы биофильм астындагы үрнәк өслегендә Cr эчтәлегенең кимүен күрсәтте. 7 HDSS P. aeruginosa биофильмнары MIC-тан тулысынча иммунитетлы түгел.
Дуплекс дат басмас корычлар (DSS) төрле тармакларда искиткеч механик үзлекләр һәм коррозиягә каршы тору өчен киң кулланыла1,2 Шулай да, локальләштерелгән чокырлар һаман да була һәм ул бу корычның бөтенлегенә тәэсир итә34.4. . Джон һ.б.
DSS-ның коррозиягә каршы торуы альфа һәм гамма фазаларының һәм Cr, Mo һәм W тузган төбәкләрнең катнашлыгына бәйле, икенче этапка янәшә. HDSS Cr, Mo һәм N11ның югары эчтәлеген үз эченә ала, шуңа күрә ул бик яхшы коррозиягә каршы тора һәм югары бәягә ия (45-50) Каршылык Эквивалент саны (PREN), wt% wt% Wt + 3% wt. ион каршылыгы якынча 50% феррит (α) һәм 50% остенит (γ) фазаларын үз эченә алган балансланган композициягә таяна, HDSS яхшырак механик үзлекләргә һәм гадәти DSS13 белән чагыштырганда югары каршылыкка ия.Хлорид коррозия үзлекләре. Коррозиягә каршы торуның яхшыруы HDSS куллануны киңәйтә, диңгез мохите кебек коррозив хлорид мохитендә.
МИК нефть һәм газ, су коммуналь хезмәтләре кебек күп тармакларда төп проблема булып тора. МИК барлык коррозия зарарының 20% тәшкил итә15. MIC - биоэлектрохимик коррозия, ул күп мохиттә күзәтелергә мөмкин. Металл өслектә барлыкка килгән биофильмнар электрохимик шартларны үзгәртә, шуның белән коррозия процессына тәэсир итә. центнер MIC тикшеренүләре күрсәткәнчә, EET (күзәнәктән тыш электрон тапшыру) - электроэник микроорганизмнар китереп чыгарган MIC ставкасын чикләүче фактор. Чжан һәм башкалар.18 күрсәтте, электрон арадашчылар Desulfovibrio sessificans күзәнәкләре һәм 304 дат басмас корыч арасында электрон тапшыруны тизләтә, бу MIC һөҗүменә китерә. Эннинг һ.б.19 һәм Вензлаф һ.б.20 күрсәтте, коррозив сульфатны киметүче бактерияләр (SRB) биофильмнары электронны металл субстратлардан турыдан-туры үзләштерә ала, нәтиҗәдә каты коррозиягә китерә.
DSS SRB, тимер киметүче бактерияләр (IRB) һ.б. булган мохиттә MIC белән җиңел булырга мөмкин. 21 .Бу бактерияләр биофильм астында DSS өслегендә локальләштерелгән питингка китерәләр 22,23. DSSдан аермалы буларак, HDSS24 MIC начар билгеле.
Псевдомонас аэругиноза - грамм-тискәре мотивлы таяк формасындагы бактерия, ул табигатьтә киң таралган25. Псевдоном аэругинозасы шулай ук ​​диңгез мохитендә зур микробиаль төркем, MIC корычка китерә.28 һәм uanан һ.б.29 күрсәтте, Псевдомонас аэругинозасы су шартларында йомшак корыч һәм эретмәләрнең коррозия тизлеген арттырырга омтыла.
Бу эшнең төп максаты - электрохимик ысуллар, өслек аналитик техникасы һәм коррозия продуктларын анализлау ярдәмендә диңгез аэроб бактериясе Псевдомонас аэругинозасы аркасында барлыкка килгән 2707 HDSS MIC үзлекләрен тикшерү. 07 HDSS.Энергия дисперсив спектрометр (EDS) анализы коррозланган өслектә химик элементлар табу өчен ясалды. Моннан тыш, рентген фотоэлектрон спектроскопия (XPS) анализы псевдоном аэругинозасы булган диңгез мохиты тәэсирендә оксид пленасы пассивациясенең тотрыклылыгын ачыклау өчен кулланылды. Чокыр тирәнлеге конфокаль лазер сканерлау микроскопы белән үлчәнде.
1-нче таблицада 2707 HDSS-ның химик составы күрсәтелгән. 2-таблицада 2707 HDSS-ның уңыш көче 650 MPa булган искиткеч механик үзлекләре барлыгы күрсәтелә. 1-нче рәсемдә 2707 HDS эшкәртелгән эссе җылылыкның оптик микроструктурасы күрсәтелә.
2а рәсемдә ачык схема потенциалы күрсәтелә (Eocp), 2707 HDSS өчен абиотик 2216E урта һәм П аэругиноза кибетендә 14 көн 37 ° C тәүлек эчендә күрсәтелә. Бу Eocp-ның иң зур һәм мөһим үзгәреше беренче 24 сәгать эчендә булачагын күрсәтә. иотик үрнәк һәм П).Псевдомонас аэругиноза талоннары. 24 сәгатьтән соң, П аэругиноза өчен 2707 HDSS Eocp бәясе -228 мВ (SCE каршы) чагыштырмача тотрыклы булган, биологик булмаган үрнәкләр өчен тиешле бәя якынча -442 мВ (SCE каршы) .П аэругиноза булганда.
Абиотик урта һәм Псевдомонас аэругиноза кибетендә 2707 HDSS үрнәкләрен электрохимик сынау: 37 ° C:
а) Eocp экспозиция вакыты функциясе буларак, б) 14-нче көнне поляризация кәкреләре, в) Rp экспозиция вакыты функциясе һәм г) икорр экспозиция вакыты функциясе.
3 таблицада 14 көн дәвамында абиотик һәм Псевдоном аэругинозасы прививкаланган 2707 HDSS үрнәкләренең электрохимик коррозия параметрлары күрсәтелгән. Анодик һәм катодик кәкреләрнең тангенслары коррозия ток тыгызлыгы (icorr), коррозия потенциалы (ecorr).
2б рәсемдә күрсәтелгәнчә, П аэругиноза кәкресенең өске сменасы Экоррның абиотик сызык белән чагыштырганда артуына китерде. Коррозия тизлегенә пропорциональ булган икорр бәясе, Псевдомонас аэругиноза үрнәгендә 0,328 μA см-2гә кадәр артты, биологик булмаган үрнәкнең дүрт тапкыр (0.087 μA см-2).
LPR - тиз коррозия анализы өчен җимергеч булмаган электрохимик ысул. Бу шулай ук ​​MIC32 өйрәнү өчен дә кулланылган. 2c рәсем поляризация каршылыгын (Rp) экспозиция вакыты функциясе итеп күрсәтә. Rгары Rp кыйммәте коррозияне аңлата. Беренче 24 сәгать эчендә Rp 2707 HDSS максимум 1955 к2 см c шулай ук ​​күрсәтә, Rp бәясе бер көннән соң тиз кимеде, һәм киләсе 13 көн өчен чагыштырмача үзгәрмәде. Псевдоном аэругиноза үрнәгенең Rp бәясе якынча 40 кΩ см2, бу биологик булмаган үрнәкнең 450 кΩ см2 кыйммәтеннән күпкә түбән.
Icorr бәясе бердәм коррозия дәрәҗәсенә пропорциональ. Аның бәясе түбәндәге Stern-Geary тигезләмәсеннән исәпләнә ала,
Зоу һ.б.33, бу эштә В Тафель тауының типик кыйммәте 26 мВ / дек дип кабул ителде. 2d рәсеме күрсәтә: биологик булмаган 2707 үрнәге икорасы чагыштырмача тотрыклы булып кала, ә П аэругиноза үрнәге беренче 24 сәгатьтән соң бик нык үзгәрде.
EIS - коррозланган интерфейсларда электрохимик реакцияләрне характерлау өчен кулланыла торган тагын бер конструктив техника. Импеданс спектры һәм абиотик медиа һәм Псевдомонас аэругиноза эремәсе тәэсирендә үрнәкләрнең исәпләнгән сыйдырышлык кыйммәтләре, үрнәк өслегендә формалашкан пассив фильм / биофильмның Rb каршылыгы, Rct корылма күчерү каршылыгы, Cdl электр конструкторы Phase (EctECLL). алга таба эквивалент схема (EEC) моделе ярдәмендә мәгълүматны урнаштырып анализлана.
3 нче рәсемдә төрле инкубация вакытлары өчен абиотик урта һәм П аэругиноза кибетендәге 2707 HDSS үрнәкләренең типик Nyquist участоклары (a һәм b) һәм Боде участоклары күрсәтелә. igure 4 монолайерны күрсәтә (а) һәм билайер (б) нигезләнгән физик структуралар һәм аларга туры килгән EECs.CPE EEC моделенә кертелә. Аның керү һәм импеданс түбәндәгечә күрсәтелә:
Ике физик модель һәм 2707 HDSS үрнәгенең импеданс спектрына туры килү өчен эквивалент схемалар:
монда Y0 - CPE зурлыгы, j - хыялый сан яки (-1) 1/2, ω - почмак ешлыгы, ә n - CPE энергия индексы бердәмлектән кимрәк35. Корылма күчерү каршылыгы (ягъни 1 / Rct) коррозия тизлегенә туры килә. Bi см2 биологик булмаган үрнәкләр (таблица 4).
5-нче рәсемдәге CLSM рәсемнәре һәм SEM рәсемнәре 7 көннән соң 2707 HDSS үрнәге биофильмның каплануы тыгыз булуын ачык күрсәтә. Шулай да, 14 көннән соң биофильмны каплау бик сирәк һәм кайбер үле күзәнәкләр барлыкка килде. Көннәр. Биофильмның уртача калынлыгы да бу тенденцияне раслады. Ул 7 көннән 22,2 ± 0,7 ммнан 14 көннән 17,8 ± 1,0 ммга кадәр кимеде.
а) 7 көннән соң 3-D CLSM рәсеме, б) 14 көннән соң 3-D CLSM рәсеме, в) 7 көннән соң SEM рәсеме һәм г) 14 көннән соң SEM рәсеме.
EDS биофильмнардагы химик элементларны һәм коррозия продуктларын П аэругинозага 14 көн дәвамында күрсәткән үрнәкләрдә ачты. 6-нчы рәсем шуны күрсәтә: биофильмнарда һәм коррозия продуктларында C, N, O, P эчтәлеге ялан металлларга караганда күпкә югарырак, чөнки бу элементлар биофильмнар һәм аларның метаболитлары белән бәйле. металл матрица коррозия аркасында элементларны югалта.
П. Псевдоном аэругинозасы аркасында 7 көннән 0,52 мм, 14 көннән соң 0,69 мм булган, 3 үрнәкнең уртача максималь тирәнлеге нигезендә (һәр үрнәк өчен 10 максималь чокыр тирәнлеге сайланган) тиешенчә 0,42 ± 0,12 мм һәм 0,52 ± 0,15 мм (5 таблица) .Бу чокыр тирәнлеге кыйммәтләре кечкенә, ләкин мөһим.
а) Экспозиция алдыннан, б) 14 көн абиотик шартларда һәм в) 14 көн Псевдоном аэругиноза кибетендә.
8 нче рәсемдә төрле үрнәк өслекләренең XPS спектры күрсәтелгән, һәм һәр өслек өчен анализланган химик композицияләр 6-нчы таблицада күрсәтелгән. 6-нчы таблицада П аэругиноза (А һәм В үрнәкләре) биологик булмаган контроль үрнәкләренә караганда күпкә түбән иде (C һәм D үрнәкләре). 6.8 eV, Cr, Cr2O3, CrO3 һәм Cr (OH) 3 белән бәйләнештә булырга мөмкин (9а һәм б) .Биологик булмаган үрнәкләр өчен, Cr 2p үзәк дәрәҗә спектры Cr өчен ике төп биеклекне үз эченә ала (BE өчен 573.80 eV) һәм Cr2O3 (BE өчен 575.90 eV). Cr (OH) 3 (BE 586,8 eV) биофильм астында.
Ике медиадагы 2707 HDSS үрнәгенең киң XPS спектры тиешенчә 7 көн 14 көн.
а) П аэругинозага 7 көн, б) П аэругинозага 14 көн, в) абиотик уртада 7 көн, г) абиотик уртада 14 көн.
HDSS күпчелек мохиттә коррозиягә каршы торуның югары дәрәҗәсен күрсәтә. Ким һ.б.2 хәбәр иттеләр, UNS S32707 HDSS 45 дән артык PREN булган эретелгән DSS дип билгеләнде. Бу эштә 2707 HDSS үрнәгенең PREN бәясе 49 иде. Бу аның хромның югары булуы, югары молибден һәм Ni дәрәҗәләре аркасында, алар кислота һәм югары хлорид мохитендә файдалы. Бу эштәге эксперименталь мәгълүматлар шуны күрсәтә: 2707 HDSS P. aeruginosa биофильмнары MIC-тан тулысынча иммунитетлы түгел.
Электрохимик нәтиҗәләр күрсәткәнчә, П аэругиноза кибетендәге 2707 HDSS коррозия дәрәҗәсе биологик булмаган уртача белән чагыштырганда 14 көннән соң сизелерлек арткан. 2а рәсемдә Эбиокның кимүе абиотик уртада һәм П аэругиноза кибетендә беренче 24 сәгать эчендә күзәтелгән. Соңыннан, биофильм үрнәкнең өслеген каплаган, Eocp дәрәҗәсе. Eocp. Бу аерма П аэругиноза биофильм формалашуы белән бәйле дип ышанырга нигез бар. 2-нче рәсемдә, П аэругиноза булганда, 2707 HDSS икорр бәясе 0,627 μA см-2гә җитте, бу абиотик контроль белән чагыштырганда зур булган, 0.02 μA см-2). П аэругиноза күзәнәкләренең бәйләнеше һәм биофильмнар формалашуы аркасында. Шулай да, биофильм үрнәк өслеген тулысынча каплагач, импеданс кими. Саклаучы катлам башта биофильмнар һәм биофильм метаболитлары барлыкка килү аркасында һөҗүм ителә. Шуңа күрә коррозия каршылыгы локальләштерелгән. контроль П аэругиноза камырына эләккән үрнәкләрнең тиешле кыйммәтеннән күпкә югарырак иде. Моннан тыш, абиотик үрнәкләр өчен, 2707 HDSS Rct бәясе 14 көн 489 км см2гә җитте, бу П аэругиноза булганда Rct кыйммәтеннән (32 км см2) 15 тапкырга артыграк.
Бу нәтиҗәләрне 2-нче рәсемдәге поляризация кәкреләреннән дә күзәтеп була. Анодик ботаклар Псевдомонас аэругиноза биофильмының формалашуы һәм металл оксидлашу реакцияләре белән бәйле. Шул ук вакытта катодик реакция кислородның кимүе. SS.Yuan et al29 коррозия ток тыгызлыгының 70/30 Cu-Ni эритмәсе П аэругиноза биофильмы авырлыгы аркасында артканын ачыклады. Бу псевдомонас аэругиноза биофильмнары кислород кимү биокатализы аркасында булырга мөмкин. бу эштә MICка ярдәм итүче фактор булырга мөмкин.
Дикинсон һ.б.38 химик һәм электрохимик реакцияләр ставкасы үрнәк өслегендәге сессил бактерияләренең метаболик активлыгына һәм коррозия продуктларының табигатенә турыдан-туры тәэсир итергә тәкъдим итте. 5 нче рәсемдә һәм 5 нче таблицада күрсәтелгәнчә, күзәнәк саны да, биофильм калынлыгы да 14 көннән кимеде. 2707 HDSS матрицасы. Бу партия экспериментларының чикләнүе.
Бу эштә П. аэругиноза биофильмы 2707 HDSS өслегендә биофильм астындагы Cr һәм Fe җирле бетүгә ярдәм итте (6-нчы рәсем). 6-нчы таблицада D үрнәгендә Fe һәм Cr-ның кимүе C үрнәге белән чагыштырганда, эретелгән Fe һәм Cr-ның эре аэругиноза биофильмының беренче 7 көн эчендә булганын күрсәтә. 17700 ppm Cl- булуы XPS тарафыннан анализланган 7 һәм 14 көнлек абиотик үрнәкләрдә Cr-ның кимүенең төп сәбәбе иде. П аэругиноза үрнәкләре белән чагыштырганда, абиотик үрнәкләрдә Cr-ның эрүе бик аз булган, абиотик мохиттә 2707 HDSS кинотеатры булган. мс, Чен һәм Клейтон тәкъдим иткәнчә.
Бактерия үсеше аркасында, эшкәртү алдыннан һәм аннан соң уртача pH кыйммәтләре тиешенчә 7,4 һәм 8.2 иде. Шуңа күрә, П аэругиноза биофильмы астында, органик кислоталар коррозиясе күпчелек эштә чагыштырмача югары pH аркасында бу эшкә ярдәм итүче фактор булырга мөмкин түгел. П. аэругинозаның олик активлыгы һәм сынау полосалары булмаганда рНга шул ук йогынты ясавы ачыкланды.
7 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә, П аэругиноза биофильмы китергән чокырның максималь тирәнлеге 0,69 мм булган, бу абиотик уртага караганда күпкә зуррак булган .Бу югарыда тасвирланган электрохимик мәгълүматларга туры килә. 0.69 мм чокыр тирәнлеге шул ук шартларда 2205 DSS күрсәткечләре белән чагыштырганда 10,5 тапкыр кечерәк. гаҗәпләнергә тиеш түгел, чөнки 2707 HDSS югары хром эчтәлегенә ия, озак дәвамлы пассивация тәэмин итә, зарарлы икенчел явым-төшемсез балансланган фаза структурасы аркасында, П аэругинозага тотылу һәм нокталар тотылуны кыенлаштыра.
Ахырда, ПИ аэругиноза камырында 2707 HDSS өслегендә MIC питинг табылды, абиотик массакүләм мәгълүмат чаралары белән чагыштырганда. Бу эш шуны күрсәтә: 2707 HDSS 2205 DSS-тан яхшырак MIC каршылыгы бар, ләкин П аэругиноза биофильмы аркасында MIC-га тулысынча иммунитет юк.
2707 HDSS өчен талон Шеньяндагы (Төньяк-Көнчыгыш Университеты) металлургия мәктәбе белән тәэмин ителә. 2707 HDSS элементының составы 1 таблицада күрсәтелгән, ул NEU материалларын анализлау һәм сынау бүлеге тарафыннан анализланган. Барлык үрнәкләр дә 1 сәг. иконик карбид кәгазе һәм алга таба 0,05 мм Al2O3 порошок асылмасы белән бизәлгән. Яклары һәм асты инерт буяу белән сакланган. Кипкәннән соң, үрнәкләр стериль деонизацияләнгән су белән юылганнар һәм 0,5 сәг. 75% (v / v) этанол белән стерилизацияләнгәннәр.
Диңгез псевдоном аэругинозасы MCCC 1A00099 штаммы Сямэн диңгез культурасы коллекция үзәгеннән (MCCC) сатып алынган. Псевдоном аэругинозасы аэробик яктан 37 ° C температурада 250 мл флассаларда һәм 500 мл электрохимик пыяла күзәнәкләр кулланып, диңгез 2216E сыеклык (ingиндао Өмет Биотехнология Co., Ltd.) . 400X зурлыкта җиңел микроскоп астында гемоцитометр кулланып тоник күзәнәкләр. Планктоник Псевдоном аэругинозасының күзәнәк концентрациясе прививкадан соң ук якынча 106 күзәнәк / мл иде.
Электрохимик сынаулар уртача 500 мл күләмле классик өч электродлы пыяла күзәнәктә үткәрелде. Платина таблицасы һәм туендырылган каломель электроды (SCE) тоз күперләре белән тутырылган Луггин капиллярлары аша реакторга тоташтырылды, счетчик һәм белешмә электрод булып хезмәт иттеләр. Электрохимик үлчәүләргә өндәп, үрнәкләр 2216E уртага урнаштырылды һәм су мунчасында даими инкубация температурасында (37 ° C) сакланды. OCP, LPR, EIS һәм потенциаль динамик поляризация мәгълүматлары Автолаб потенциостаты ярдәмендә үлчәнде (600TM сылтама, Гамри Инструменты, Inc., АКШ). Екп 5 мВ кулланылган көчәнешне кулланып, 0.01 - 10,000 Гц ешлыктагы син дулкыны. Потенциаль сөртү алдыннан, электродлар тотрыклы ирекле коррозиянең потенциаль кыйммәтенә ирешкәнче ачык схема режимында булганнар.
Металлографик анализ өчен үрнәкләр механик рәвештә 2000 грит SiC кәгазе белән чистартылды, аннары оптик күзәтү өчен 0,05 мм Al2O3 порошок асылмасы белән бизәлде. Металлографик анализ оптик микроскоп ярдәмендә башкарылды. Specрнәкләр 10 вт% калий гидроксид эремәсе 43 белән эшләнде.
Инкубациядән соң, үрнәкләр фосфат-буферланган тозлы (ПБС) эремәсе (pH 7,4 ± 0,2) белән 3 тапкыр юылды, аннары 2,5% (v / v) глютаральдегид белән 10 сәгать дәвамында биофильмнарны төзәттеләр. Соңрак ул дәрәҗә сериясе белән дегидратланды (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% һәм 100% v / v). SEM күзәтү өчен үткәрүчәнлек тәэмин итү өчен фильм. SEM рәсемнәре һәр үрнәк өслегендә иң сессель П аэругиноза күзәнәкләре булган тапларга тупланган. Химик элементларны табу өчен EDS анализы ясагыз. Зейс Конфокаль Лазер Сканерлау Микроскопы (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Германия) чокыр тирәнлеген үлчәү өчен. Тест кисәге коррозия продуктларын һәм биофильмны чыгару өчен T4334.4-2000.
Рентген фотоэлектрон спектроскопиясе (XPS, ESCALAB250 өслек анализы системасы, Термо ВГ, АКШ) анализы монохроматик рентген чыганагы ярдәмендә башкарылды (1500 eV энергиядә алюминий Kα сызыгы һәм 150 Ватт көче) стандарт шартларда –1350 eV югары резолюция спектры.
Инкубацияләнгән үрнәкләр алынды һәм 15 s45 өчен ПБС (pH 7.4 ± 0,2) белән әкрен генә чайкады. Samрнәкләрдә биофильмнарның бактерия яшәешен күзәтү өчен, биофильмнар LIVE / DEAD BacLight бактерия яшәеш комплекты ярдәмендә буялган (инвитор, Евгений, OR, АКШ). Сез. 3-D сканерлау режимында үлчәнәләр.
Бу мәкаләне ничек китерергә: Ли, Х. һ.б. 2707 супер дуплекс дат басмас корычның микробиаль коррозиясе.6, 20190;doi: 10.1038 / srep20190 (2016).
Занотто, Ф., Грасси, В., Балбо, А., Монтикелли, С. & Зуччи, Ф.
Ким, СТ, Янг, Ш, Ли, ИС & Парк, YS Эссе җылылык белән эшкәртү һәм азотның газны саклаудагы эффекты, супер дуплекс тотрыксыз корыч эретеп ябыштыручы коррозиягә каршы тору.coros.science.53, 1939–1947 (2011).
Ши, X., Авчи, Р., Гейзер, М. & Левандовски, З.
Луо, Х., Донг, CF, Li, XG & Сяо, К.
Кечкенә, BJ, Lee, JS & Ray, RI Диңгез биофильмнарының коррозиягә тәэсире: кыскача күзәтү. Электрохим.Journal.54, 2-7 (2008).