Ингибирование замещенными сульфамидами коррозии алюминиевого сплава Д16 в присутствии сульфатредуцирующих бактерий Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

Оценка защитной эффективности исследуемых масляных композиций проводилась по отношению к углеродистой стали СтЗ в 3%-ом растворе хлорида натрия при комнатной температуре. Пленка масляной композиции наносилась на образцы стали при 50° С. Образцы выдерживались при этой температуре до прекращения скапывания масла, после чего оставлялись на сутки на воздухе и лишь затем помещались в коррозионную среду на 14 суток. Перед покрытием масляной пленкой образцы зачищались наждачной бумагой, обезжиривались ацетоном и взвешивались на аналитических весах. После коррозионных испытаний они тщательно очищались от продуктов коррозии и масляной пленки, вновь обезжиривались ацетоном и взвешивались. Скорость коррозии рассчитывалась по потерям массы.

Увеличение концентрации добавки продуктов I и П в масле способствует повышению защитного действия масляной композиции, которое приближается к 70 % при 10 %-ой добавке и толщине пленок 5-9 микрон.

Аналогичным образом исследовалась защитная эффективность 50 %-ых эмульсий, полученных на основе рассматриваемых масляных композиций.

Как показали коррозионные исследования в 3 %-ом растворе хлорида натрия, эмульсионные пленки на металле способствуют лучшей защите от коррозии, чем масляные композиции. Защитное действие в этом случае достигает 90 %. Следует отметить, что продукт П более эффективен как ингибитор коррозии по сравнению с I.

Защитная эффективность эмульсионного слоя, образовавшегося в результате расслоения первоначальной эмульсии, оказалась выше по сравнению с первичны ми эмульсиями для продукта I и ниже - для продукта П на 5 - 7 %.

Исследование защитной эффективности масляных композиций, безводных и поглотивших равный объем воды с образованием эмульсии, по отношению к стали СтЗ было проведено также в термовлагокамере в течение 33 - 35 суток (8 часов температура 40° С, в осталь-

ное время суток происходит ее снижение до комнатной при 100 %-ой влажности). В этих условиях защитное действие масляных пленок достигает 75 - 78 %, эмульсионных - 85 - 88 %.

Защитная эффективность масляных и эмульсионных покрытий была оценена также электрохимически на основе изучения анодных и катодных поляризационных кривых (ПК) на стали СтЗ в 3 %-ом растворе хлорида натрия. Поляризационные кривые были сняты на образцах стали, покрытых масляными и эмульсионными пленками, а также после смыва масляного покрытия ламинарным потоком дистиллированной воды, направленным тангенциально рабочей поверхности электрода и имитирующим действие атмосферных осадков.

Поляризационные кривые имеют вид, соответствующий активному растворению металла. Ток коррозии, рассчитанный путем экстраполяции линейных участков ПК на потенциал коррозии, в пределах ошибки эксперимента совпадает со скоростью коррозии, определенной гравиметрически. Пленки из индивидуального ТМ на поверхности электрода смещают потенциал коррозии стали на 70 мВ в положительную сторону. Пленки из композиций ТМ с продуктами I и П как безводные, так и эмульгированные, еще в большей степени облагораживают потенциал коррозии стали, значительно затормаживая анодную реакцию и облегчая катодную.

Смыв покрытия с поверхности металла дистиллированной водой не снимает торможения анодной реакции, что свидетельствует о хорошей адгезии масляных пленок к стальной поверхности.

Таким образом, композиции имидозолинов, полученных на основе дистиллированных талловых кислот и полиэтиленполиамина, с трансформатным маслом обладают достаточно высокой противокоррозионной эффективностью по отношению к стали СтЗ в условиях атмосферной коррозии при удовлетворительной адгезии пленок к поверхности.

УДК 541.1:541.138.2

ИНГИБИРОВАНИЕ ЗАМЕЩЕННЫМИ СУЛЬФАМИДАМИ КОРРОЗИИ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА Д16 В ПРИСУТСТВИИ СУЛЬФАТРЕДУЦИРУЮЩИХ БАКТЕРИЙ

© С.М. Белоглазое, Л.В. Малашенко

Калининград. Калининградский государственный университет

Наибольшая доля коррозионных разрушений металлических материалов во многих производственных и природных средах приходится на микробиологическую коррозию [1]. По мнению авторов [2], на долю биокоррозии в отдельных случаях приходится 80 % всех коррозионных разрушений. Самым распространенным видом биокоррозии является микробиологическая коррозия.

Микробиологическая коррозия имеет место при контакте металла с природными водами (морскими, пресными) в системах водоснабжения, при добыче и транспортировке нефти и газа. Материалы и изделия из них находятся в определенных связях с окружающей средой, и их стойкость к воздействию микроорганизмов определяется, в первую очередь, ее загрязнением и природой составляющих компонентов [3].

Особенно опасны сульфатредуцирующие бактерии (СРБ), основной метаболит которых - сероводород, стимулирует коррозию металлических материалов [4].

Наиболее эффективным и перспективным способом борьбы с коррозией металла под воздействием СРБ является использование ингибиторов с биоцидной активностью [5,6].

Целью настоящего сообщения является: 1) изучение влияния СРБ на процессы коррозии, 2) выявление биоцидного действия органических соединений класса сульфамидов, 3) установление зависимости числа микробных клеток в среде, скорости коррозии от концентрации ингибиторов в коррозионной среде.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

В работе изучали некоторые аспекты жизнедеятельности СРБ. В качестве накопительной культуры, выделенной из природного источника, была выбрана ассоциация микроорганизмов, в которой условиями выращивания на жидкой элективной среде обеспечивался приоритет бактериям рода Desulphovibrio. СРБ были культивированы в виде чистой культуры на питательной среде Роз^ше В (в г/л: ИаС1 7,5; М§Б04 1,0; N3^04 2,0; Ыа2С03 1,0; ЫаН2Р04 0,5; лактат Са 2,0). В коррозионных исследованиях применяли образцы из алюминиевого сплава Д16. За развитием коррозионных процессов наблюдали при помощи гравиметрического, потенциометрического и потенциостатического методов. Подсчитывали количество бактериальных клеток на микроскопе Б иола N1 в камере. Величины pH и редокс-потенциала (£/,) сред измеряли потенциометрически. Определите концентрации биогенного сероводорода в среде производили методом осадительного иодометри-ческого титрования по калибровочному графику.

Спустя сутки после введения описываемых веществ наблюдали снижение абсолютной величины водородного показателя (pH) среды в сторону слабокислых значений по сравнешпо с контрольной серией в присутствии добавок 1-4. 7, а при наличии добавок 5 и 6 в коррозионной среде имеет место резкое увеличение pH в сторону щелочных значений. Как видно из таблицы 1, с увеличением концентрации органических веществ сдвиг pH становится больше в щелочную область.

После введения в среду исследуемых органических веществ производили первое измерение численности СРБ и, как видно из таблицы 2, во всех пробах (исключение добавка 4) число бактериальных клеток, в основном, резко уменьшалось на 3 - 4 сутки после инокуляции среды СРБ.

Таблица 1.

Изменение водородного показателя (pH) среда Постгеета «Б» в соответствии с увеличением концентрации веществ при экспозиции 72 ч

Таблица 2.

Изменение числа микробных клеток в соответствии с увеличением концентрации веществ при экспозиции 72 ч

Соединение Водородный показатель среды при концентрациях веществ. мМоль/л

1.0 2.0 5.0 10.0 15.0

1 6.71 7.53 7.60 7.69 7.83

2 7.52 7.54 7.65 7.72 7.84

3 7,38 7.44 7.60 7.74 7.88

4 5.74 5,75 5.88 5.97 6.08

5 8.45 8.66 8.73 8.78 8.91

6 8,70 8.76 8.80 8.88 9.00

7 7.75 7.83 7,95 8.06 8.16

Соединение

Количество микробных клеток, ед-107/ мл, при концентрациях веществ. мМоль/л

1.0 2,0 5,0 10,0 15,0

1 60 55 50 44 38

2 48 44 37 32 26

3 33 29 25 21 17

4 72 68 64 60 58

5 18 15 10 6 5

6 27 24 18 13 7

7 33 30 25 20 14

Таблица 3.

Скорость коррозии алюминиевого сплава (К) и степень ее защиты (2Г) при концентрациях органических добавок 15 мМоль/л

Соединение К', (г/м^сутУЮ“* Z,%

3 21.22 86.89

5 16,44 89.84

6 19.76 87.79

7 29.83 81,58

1 36.54 77.43

2 27.18 83.21

4 75,75 53.25

Развитие культуры в среде происходит через максимум, наблюдающийся на 2 - 3 сутки экспозиции. Из полученных данных видно, что эффективными био-цидными свойствами обладают соединения 5 - 7, с увеличением концентрации эти свойства усиливались.

При рассмотрении зависимости скорости коррозии алюминиевого сплава от концентрации вводимых в коррозионную среду органических веществ следует, что скорость коррозии уменьшается с увеличением концентрации веществ.

Из соотношения фА',го и фкор следует, что поверхность алюминиевого сплава имеет отрицательный заряд, поэтому следует ожидать адсорбции на ней органических катионных ПАВ. Как видно из таблицы 3, наиболее эффективными ингибиторами коррозии оказались добавки 5 > 6 > 3, самые слабые ИК - добавки 1 < 4.

При обобщении экспериментальных данных заметно, что в присутствии органических соединений, показывающих себя как соединения с лучшими ингибиторными и биоцидными свойствами, скорость коррозии снижается до двух раз по сравнению с контрольной серией.

ЛИТЕРАТУРА

1. А Höpen к ЕЛ.. Котова И.А. Литотрофные бактерии и микробиологическая коррозия. Киев Наукова Думка, 1977

2. Аббасов В М.. Мамеоов И. А., Абдулаев Е.Ш. Защита стали от сероводородной коррозии с применением бактерицидов // ЖЗМ. Т. 31. Вып. 2. С. 206-208.

3. Каневская И.К Биологические повреждения промышленных материалов. Л.: Наука, 1984 231с.

4. Герасименко A.A. Защита машин от биоповреждений. М.: Машиностроение. 1984. С. 25-28.

5. Белоглазое С.М, Конашкова Л.П. Коррозия и защита металлов: Сб. науч тр. / Калининград, 1978 №4 С. 61-69.

6. Белоглазое CJW.. Постникова Т.Б. И ФХММ. 1986. Т. 22. №6.