Микробиологично индуцирана корозия (MIC): Откриване и контрол

Микробиологично индуцирана корозия (МИК): Откриване и контрол е локализирана загуба на метал, предизвикана или ускорена от метаболитната активност на микроорганизми, живеещи в биофилми и отлагания по металната повърхност. Бактериите не атакуват директно метала. Те променят локалната химия под слузестия слой или туберкулата, създавайки условия на ниско рН, диференциално аериране и реактивни сяросъдържащи видове, които предизвикват бързо, дълбоко пробиване (pitting), непропорционално спрямо корозивността на обемната течност.

Защо микроорганизмите ускоряват корозията

Биофилмът е структурирана общност от клетки, задържана в матрица от извънклетъчно полимерно вещество. След като се установи, той изолира метала от масовата вода, създава кислородни концентрационни клетки и акумулира агресивни йони. Сулфатредуциращите бактерии (SRB) процъфтяват в анаеробната зона под филма, редуцират сулфата до сулфид и образуват корозивни железни сулфидни филми. Аеробните железо- и манганокисляващи организми изграждат порести туберкули, които защитават анаеробни джобове под тях. Резултатът е дълбоко под-отложно пиґтване, със същата геометрия като класическата питинг корозия, но поддържано биологично.

Къде МИК процъфтява

МИК изисква вода, хранителни вещества и стагниращи или с ниска скорост условия. Високорискови активи включват:

• Системи за охлаждаща вода, особено мъртви участъци и колектори с ниска скорост на потока.
• Тръбопроводи за противопожарна вода и deluge линии, които остават пълни и застояли за дълги периоди.
• Дъна на резервоари за съхранение с утаена вода, шлам и отлагания.
• Погребани и потопени тръбопроводи, както и долната страна на подовете на резервоарите.
• Вода от хидростатични изпитвания, оставена в система след въвеждане в експлоатация.
• Оклудирани (затворени) геометрии, където се събират отлагания, припокриващи се с корозия в цепнатини под гарнитури, отлагания и пръстени за подсилване при заварки.

Заваръчните шевове и зоните повлияни от топлина често са начални места, защото тяхната микроструктура и грапавост на повърхността благоприятстват прикрепването на биофилми.

Организми, механизми и контрол

Различни микробни групи предизвикват МИК по различни пътища, а контролът следва механизма. Таблицата по-долу обобщава основните участници.

Разпознаване на МИК в полеви условия

МИК има характерен подпис, а не единен недвусмислен тест. Търсете комбинация от признаци:

• Отделни ями и кухини под туберкули, слуз или шлам, често с чист метал между тях.
• На въглеродна стомана — черен железен сулфиден корозионен продукт, който мирише на сероводород и при контакт с разредена киселина ефервесцира, отделяйки този газ.
• Червенокафяви туберкули с твърда окислена кора и мека, киселинна, тъмна сърцевина.
• На неръждаема стомана — питинг и подрязващи кухини, концентрирани на или до заваръчните шевове.
• Чашковидни или ивичести стени на ямите, разкрити след почистване на отлаганията.

Потвърждението комбинира анализ на отлаганията и морфологията на ямите, културелни или ATP тестове за жизнени организми и молекулярни методи като qPCR за количествено определяне на SRB и други групи. Нито един индикатор сам по себе си не е доказателство; диагнозата се изгражда от водната химия, анализ на отлаганията, биологията и металургията взети заедно.

Програми за мониторинг

Ефективното управление на МИК е дисциплина на мониторинга, а не еднократна инспекция. Полезни инструменти включват купони за биофилм и страничен поток за корозионни купони, ATP и броене на прикрепени клетки взети от повърхности, а не от обемната вода, qPCR панели и периодични бооскопски или ултразвукови обследвания на дебелината в мъртви участъци и ниски точки. Налагането на тенденции върху тези резултати превръща разпръснатите показания в сигнал за ранно предупреждение преди възникване на теч.

Контрол и превенция

Контролът атакува условията, от които биофилмът се нуждае:

• Поддържайте поток. Поддържайте адекватна скорост, обикновено около или над приблизително 1 m/s в охлаждащата вода, и проектирайте без мъртви участъци, където могат да се утаяват отлагания.
• Поддържайте чистота. Механично почистване, почистване с „пиг“ и редовно отстраняване на шлама премахват отлаганията, които приютяват анаеробите.
• Дозирайте биоциди. Редувайте окисляващи биоциди като хлор или бром с неокисляващи биоциди и добавяйте дисперсанти, за да достигне биоцидът до клетките вътре в матрицата.
• Управлявайте престоя. Източвайте и сушете след хидростатично изпитване, или третирайте и консервирайте застоялата вода; никога не оставяйте нетретирана вода в система.
• Защитете повърхностите. Покритията и, за погребани или потопени активи, катодната защита намаляват изложената стомана, достъпна за колонизация.

Тъй като МИК се движи от условията, превенцията е далеч по-евтина от ремонта. CMMS като Fabrico позволява на екипите да планират изтегляне на купони, проверки на дозиране на биоциди и обследвания на дебелината като повтарящи се работни нареждания и да следят показанията спрямо историята на актива, така че повишаването на броя SRB да задейства действие, а не повреда. Резервирайте демо на Fabrico, за да видите как мониторингът на корозията се вписва в план за поддръжка.

Често задавани въпроси

МИК е отделен механизъм на корозия или просто ускорен питинг?

МИК не е отделен електрохимичен механизъм. Микроорганизмите създават и поддържат локалните условия — ниско рН, сулфиди и кислородни клетки — които предизвикват питинг и корозия в цепнатини. Самата корозия е конвенционална; биологията я поддържа и я локализира.

Кои метали са засегнати?

Въглеродните и нисколегированите стомани са най-често засегнати, но аустенитните неръждаеми стомани страдат от питинг по заваръчни шевове под въздействието на манган- и желязоокисляващи организми, а медните сплави също могат да бъдат нападнати. Практически всяка конструкционна сплав в застояла, отложена вода е изложена на риск.

Могат ли само биоцидите да спрат МИК?

Не надеждно. Биоцидите трудно проникват в установен биофилм или достигат клетки, защитени под туберкули. Ефективният контрол комбинира дозиране на биоциди с механично почистване, дисперсанти и адекватен поток, така че филмът да бъде премахнат и да не може да се възстанови.

Как се потвърждава МИК, а не се предполага?

Потвърждението изисква множество доказателства: морфология на ямите, анализ на отлаганията и корозионните продукти, тестове за жизнеспособни организми чрез култура, ATP или qPCR, и водна химия. Диагнозата почива на цялостната картина, тъй като няма единен тест, който да доказва МИК сам по себе си.