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Jul 19, 2023

2707 Hyper の微生物の影響による腐食

Scientific Reports volume 6、記事番号: 20190 (2016) この記事を引用する 6601 アクセス数 108 引用 6 Altmetric Metrics の詳細 微生物影響腐食 (MIC) は、世界の深刻な問題です。

Scientific Reports volume 6、記事番号: 20190 (2016) この記事を引用

6601 アクセス

108 件の引用

6 オルトメトリック

メトリクスの詳細

微生物影響による腐食 (MIC) は、多大な経済的損失を引き起こすため、多くの業界で深刻な問題となっています。 2707 ハイパー二相ステンレス鋼 (2707 HDSS) は、化学的腐食に対する優れた耐性により、海洋環境で使用されてきました。 しかし、MIC に対する耐性は実験的に証明されていません。 この研究では、海洋好気性微生物である緑膿菌によって引き起こされる 2707 HDSS の MIC 挙動を調査しました。 電気化学分析により、2216E 培地中の緑膿菌バイオフィルムの存在下での腐食電位の正の変化と腐食電流密度の増加が実証されました。 X 線光電子分光法 (XPS) 分析の結果、バイオフィルムの下のクーポン表面の Cr 含有量が減少していることが示されました。 ピット画像分析により、緑膿菌バイオフィルムが 14 日間のインキュベーションで最大のピット深さ 0.69 μm を引き起こしたことが示されました。 これは非常に小さいですが、2707 HDSS が緑膿菌バイオフィルムによる MIC に対して完全に免疫を持っていないことを示しました。

二相ステンレス鋼 (DSS) は、優れた機械的特性と耐食性の望ましい組み合わせにより、さまざまな産業で広く使用されています1、2。 ただし、局所的な孔食が依然として発生する可能性があり、この種の鋼の完全性に影響を与えます3、4。 DSS は微生物影響による腐食 (MIC) の影響を受けません 5,6。 DSS の応用範囲は非常に広いにもかかわらず、DSS の耐食性が長期使用には不十分な環境が依然として存在します。 これは、より高い耐食性を備えたより高価な材料が必要であることを意味します。 Jeon et al.7 は、超二相ステンレス鋼 (SDSS) であっても耐食性にはある程度の限界があることを発見しました。 したがって、一部の用途では、より高い耐食性を備えたハイパー二相ステンレス鋼 (HDSS) が必要とされています。 これが、高度に合金化された HDSS の開発につながりました。

DSS の耐食性は、α 相と γ 相の比率と、二次相に隣接する Cr、Mo、W の欠乏領域によって決まります 8、9、10。 HDSS には高レベルの Cr、Mo、N11 が含まれているため、優れた耐食性と、重量% Cr + 3.3 (重量% Mo から計算される PREN) の高い値 (45 ～ 50) が得られます。 + 0.5 wt.% W) + 16 wt.% N12。 その優れた耐食特性は、約 50% のフェライト (α) 相と 50% のオーステナイト (γ) 相を含むバランスの取れた組成に依存しており、従来の DSS13 と比較して HDSS の機械的特性が向上し、塩化物に対する耐食性が向上します。 耐食性の向上により、海洋環境などのより攻撃的な塩化物環境での HDSS の使用が拡張されます。

MIC は、石油やガス、水道事業などの多くの業界で大きな問題となっています14。 MIC はすべての腐食損傷の 20% を占めます15。 MIC は、多くの環境で観察される生物電気化学的腐食です16。 金属表面に形成されたバイオフィルムは電気化学的条件を変化させ、腐食プロセスに影響を与えます。 MIC 腐食はバイオフィルムによって引き起こされることは広く受け入れられています 14。 電磁微生物は生存のための維持エネルギーを得るために金属を腐食します17。 最新の MIC 研究では、EET (細胞外電子伝達) が起電力性微生物によって引き起こされる MIC の律速因子であることが示唆されました。 Zhang et al.18 は、電子メディエーターが固着性 Desulfovibrio vulgaris 細胞と 304 ステンレス鋼の間の電子伝達を加速し、より深刻な MIC 攻撃を引き起こすことを実証しました。 Enning ら 19 および Venzlaff ら 20 は、腐食性硫酸塩還元細菌 (SRB) バイオフィルムが金属マトリックスから電子を直接取り込み、深刻な孔食を引き起こす可能性があることを示しました。