土壤中剥离涂层下管道钢的硫酸盐还原菌腐蚀规律

在模拟土壤、土壤模拟溶液及现场土壤中，建立管道钢表面剥离涂层的模拟试验装置，利用微电极、电化学、微生物、表面分析等测试技术，研究在不同的剥离涂层缝隙间距及孔隙大小条件下，有无阴极保护时，剥离涂层内所发生的电化学、化学反应、介质扩散、溶解氧传输和pH值等变化对硫酸盐还原菌活性及管道钢的微生物腐蚀的影响；介质中硫酸盐还原菌腐蚀形成的代谢产物硫化物对缝隙内电位及电流分布的影响，以及土壤成分、电阻率、干湿交替、温度等环境因素变化对剥离涂层下管道钢的硫酸盐还原菌腐蚀的影响规律，建立剥离涂层下管道钢表面附着微生物腐蚀产物硫化物时阴极保护的数学模型。为地下管线剥离涂层下存在微生物腐蚀时制定有效的控制技术提供科学依据。

在土壤模拟溶液中，建立了管道钢表面剥离涂层的模拟试验装置，利用微电极、电化学、微生物、表面分析等测试技术，在不同的剥离涂层缝隙间距及孔隙大小条件下，有无阴极保护时，研究了剥离涂层内所发生的电化学、化学反应、介质扩散和pH值等变化对硫酸盐还原菌活性及管道钢的微生物腐蚀的影响；介质中硫酸盐还原菌腐蚀形成的代谢产物硫化物对缝隙内电位及电流分布的影响规律。    . 通过对三种制备钨/氧化钨pH电极方法进行比较，确定采用钨丝通过电化学方法制备钨/氧化钨pH微电极，该电极具有较好的线性关系及良好的稳定性。采用银和铂丝分别制备了Cl离子微电极和氧化还原电位（Eh）微电极，微电极能够对剥离涂层下缝隙内溶液pH值、Cl离子浓度和Eh进行测量。分别对剥离涂层下缝隙内局部电位和电流分布、微环境变化及管道钢腐蚀三方面进行研究。探讨了SRB对剥离涂层下缝隙内管道钢腐蚀及微环境变化的影响。结果表明，外加电位的负移有利于阴极电流渗入到缝隙深处，但当外加电位为-1.076V时，缝隙内管道钢极化电位发生正移。SRB能够增强外加阴极电位对缝隙深处的作用。SRB的存在降低了溶液中SO42-浓度，且增大了溶液的电导率。. 缝口附近存在明显的电位梯度变化，且随着极化时间的延长，缝隙内电位梯度逐渐减小；随着外加电位的负移，外加电位对缝隙深处的影响逐渐增强；阴极保护电流主要集中在缝口附近，渗入到缝隙深处的电流很小。随着外加电位的负移，缝口附近电流迅速增大，而缝隙深处电流变化并不明显。有菌条件下所需的阴极电流要远远大于无菌条件，有菌条件下所需阴极电流是无菌条件的2.67倍。当外加电位正于-1.076V时，对溶液中SRB生长影响较小，而当外加电位为-1.076V时，则抑制了溶液中SRB生长,剥离涂层下缝隙内溶液中SRB菌量明显高于本体溶液中，相差近2个数量级。无论有菌还是无菌条件下，缝隙内溶液中Cl离子浓度逐渐增大，Eh均呈降低的趋势。外加阴极电位导致缝隙内溶液发生碱化，且随外加阴极电位增大，碱化程度增强。在外加阴极电位情况下，在极化前期SRB对管道钢起缓蚀作用，而极化后期则起加速作用，阴极保护不能抑制剥离涂层下管道钢的点蚀。