Замещенные триазины как ингибиторы-биоциды при коррозии мартенситных сталей в водно-солевой среде с СРБ Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

значительно снижена. Причем введение 10 мас.% воды в растворитель, судя по экспериментальным данным, не оказывает заметного влияиия на реакцию репропор-ционирования, в то время как для 1 М изопропаноль-ны\ растворов НС1 эти добавки практически полностью устраняют неэлектрохтигческую составляющ>то механизма растворения меди.

ЛИТЕРАТУРА

1 Бероникова Г.Г.. \/ашкова Т.П.. Цыганкова Л.К и о р. Коррозия и элегтрохимичесгое повеление меди в системе НС1-пропанол-2-HjO // Вести. ТГУ Сер Естеств и техннч науги Тамбов. 1997 Т 2. Вып. 1.С 12-18

2 Цыганкова Л.Е., Бероникова Г.Г.. Зигоорович В.И.. Машкова Т.П. Анодная ионизация меди в растворах изо-CjH-OH-HjO-HCl Электрохимия 1998 Т 34 Х;8 С. S48-854

УДК 541.1.:541.138.2

ЗАМЕЩЕННЫЕ ТРИАЗИНЫ КАК ИНГИБИТОРЫ-БИОЦИДЫ ПРИ КОРРОЗИИ МАРТЕНСИТНЫХ СТАЛЕЙ В ВОДНО-СОЛЕВОЙ СРЕДЕ С СРБ

© С.М. Белоглазов, Е.М. Кондрашсва, Г.Н. Чупахнна

Калининград. Калининградский государственный университет

Значительная часть коррозионных разрушении металлических материалов во многих производственных и природных средах является результатом биологической коррозии. Среди множества микроорганизмов, участвующих в коррозионном разрушении металлических конструкции, наиболее опасными считаются сульфатредуцир\тощие бактерии (СРБ). Это обусловлено тем. что основным метаболитом жизнедеятельности СРБ является сероводород, который стимулирует коррозию стали и сильно увеличивает абсорбцию ею водорода, выделяющегося на катодных участках локальных коррозионных элементов. Например, известно. что СРБ значительно ускоряют коррозию углеродистой стали (по некоторым данным - в 20 раз). При работе с нержавеющей сталью закономерен вопрос, в какой степени она подвергается микробиологической коррозии, имея в своем химическом составе 70 - 87 % железа [1]. Поэтому целью настоящей работы является исследование влияния СРБ на коррозию нержавеющей стали, поиск веществ, угнетающих развитие микроорганизмов, среди функционально активных веществ. К ним относятся, например, вещества, используемые как ПАВ. ингибиторы коррозии, и наводороживания, биоциды.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В коррозионных исследованиях применяли образцы нержавеющей стали (13 % - Сг, 2 % - №) диаметром 21, высотой 2 мм, шлифованные шкуркой, обезжиренные венской известью и стерилизованные ртугно-кварцевой лампой ОКИ-11. Коррозионной средой служила срела Постгейта Б (г/л): ЫаС1 - 7,5; М§304 - 1,0; Ыа^БО., - 2,0; Ыа:С03 - 1,0; Ка! ЬР04 - 0,5; лактат каль-1шя - 2,0, которая обеспечивала преим\тцественное развитие СРБ вида Ое5и1рИо\-1Ьпи с1е5и1рИипсапз. Для создания анаэробных условий среду стерилизовали кипячением непосредственно перед разливом по пробиркам, инокулировали 2 мл накопительной культуры, полученной путем пересевов на электившто жидкую среду пробы из придонного ила ручья «Парковый».

Герметически закрытые пробирки с образцами помещали в термостат при 310 К. Спустя 48 часов после инокуляции накопительной кулылры в стерильную среду образцы, нарезанные из листа стали 3. заменяли на образцы из нержавеющей стали. Для ингибирования бактериальной коррозии нержавеющей стали и подавления жизнедеятельности СРБ использовали ряд замощенных триазинов. которые вводили в среду в концентрациях 1. 5. 10 мМоль/л (добавки А. В. С. Д). Активность жизнедеятельности СРБ >станавливали каждые 24 часа по изменению электродного потенциала нержавеющей стали pH коррозионной среды, измерение которых производили мультиметром ВР-11 и универсальным иономером ЭВ-74 [2], по изменению концентрации ред>цируемого СРБ сероводорода [3], определяемого методом осадительного иодометрического титрования, количеству бактерий, определяемому методом прямого счета. Наводороживание стали при коррозии из>чали путем послойного анодного растворения Образцов нержавеющей стали после их экспонирования в коррозионной среде с СРБ. Скорость коррозии вычисляли ио результатам гравиметрических измерений. Продолжительность экспозиции в среде с СРБ и орга-Ш1ческими ингибиторами составляла 168 часов, за которые происходило завершение жизненного цикла СРБ.

ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Опыты показали, что СРБ сильно влияют на электродный потенциал нержавеющей стали, сдвигая его в отрицательную сторону по сравнению с потенциалом нержавеющей стали в среде без бактерий На вторые сутки после введения органических веществ в коррози-ошгую среду с СРБ происходит сдвиг потенциала электрода из нержавеющей стали в сторону более положительных значений и тем сильнее, чем выше их концентрация в среде и эффективность как ингибиторов бактериальной коррозш. Например, сдвиг потенциала для наиболее эффективной добавки Д составляет 0,216 мВ (С = 1 мМоль/л), 0,250 мВ (С = 10 мМоль/л), для наи-

менее эффективной добавки А 0,170 мВ (С = = 1 мМоль/л), 0.218 мВ (С = 10 мМоль/л). Облагораживание электродного потенциала можно объяснить формированием пассивной пленки сульфидов, экранирующей поверхность стали от коррозионной среды. На третьи сутки экспозиции образцов в вод-но-солевой среде с СРВ электродный потенциал нержавеющей стали смещается в отрицательную сторону, что свидетельствует об ухудшении защитных свойств поверхностной пассивной пленки. Для нержавеющих статей характерна не равномерная коррозия, а локальные разрушения, питтинги, разрушения в торцах образцов. Это объясняется развитием бактерий в отдельных местах поверхности нержавеющей стали. При этом могут возникнуть гальванические пары, приводящие к местному интенсивному разрушению стали [1 ].

Изменение редокспотенциала коррозионной среды и-;,) - одного из основных факторов. регулирующих жизнь СРВ, - отражает изменение численности бактерий На четвертые сутки опыта дтя контрольной серии наблюдается максимум численности микроорганизмов (9.08* 10е клеток/мл), чему соответствует наибольшее значаще (-0.014 мВ). Затем наблюдается спад численности бактериальных клеток и незначительное смещение окислительно-восстановительного потенциала коррозионной среды в сторону более отрицательных значений На вторые сутки после введения исследуемых органических веществ в среду численность СРВ уменьшается с 9.00-10е4 клеток/мл до 8,40-10° и 7,92-10° (С = 1 мМоль/л): 7,80-10° и 7,Ы)-10" ктегок/мт (Г = 10 мМоль/л) дтя добавок А и Д соответственно, окис.иггельно-восстановхпгельный потенш1ат смещается в сторону положительных значений с -0.250 мВ до -0.037 и -0,079 (С = 1 мМоль/л); -0,1 "6 и -0.220 мВ (С = 10 мМоль/л) дтя добавок А и Д соответственно. Увеличение г.,,. вероятнее всего, можно объяснить образованием защитной пленки сульфидов на поверхности нержавеющей стати. В результате завершения жизненного пикта СРВ на пятые сутки эксперимента значения г.;, незначительно смещаются в сторону более отрицательных значений.

С размножением клеток СРВ связано изменение концентрации сероводорода. продуцируемого бактериями. Вводимые органические соединения понижают продукцию Н;5 сульфатредуцирующими бактериями и тем сильнее, чем больше ИХ КОНЦе1ПраШ1Я в коррози-

Таблица I.

Связь между скоростью коррозии и интегральным водородосодержанием образцов нержавеющей стали

Органичес- кая добавка 1 мМоль-л 10 мМоль/л

К. г м*ч мл/100г Ме К, г/м:ч Ъ* мл/ЮОг Ме

Добавка А 0.054 14.90 0.021 11.42

Добавка В 0.049 14.21 0.011 11.31

Добавка С 0.032 13,72 0.008 7,06

Добавка Д 0.042 12.91 0.005 6.99

онной среде и выше биоцидная активность. На шестые сутки испытаний конце!прация сероводорода приобретает относительно ПОСТОЯ1ШЫе значения вследствие истощения питательной среды. Наиболее эффективным биоцидным действием обладает добавка Д, которая уменьшает продукцию сероводорода СРВ на вторые сутки после введения в коррозионную среду с 6,8 до 5,0 мг/л (С = 10 мМоль/л).

Исследования распределения водорода по сечешпо мартенситиой стати, абсорбируемого в гфоиессе ее коррозии под действием СРВ, свидетельствуют о неравномерном распределении абсорбируемого водорода по сечешпо стали и преимущественном его накоплении в относительно тонком слое (6 ... 12 мкм). При введе-шш в коррозионную среду органиче-ских ингибиторов, с увеличением их К01ще1прашш количество абсорби-рованного водорода в стали уменьшается, а также понижается скорость коррозии (табл. 1).

Все исследованные замещенные триазины замедляют биогенную коррозию нержавеющей стали. Выявлено. что наилучшей ингибирующей способностью обладает добавка Д с большей молекулярной массой и разветвленным алифатическим радикалом, что способствует возрастанию величины экранируемой поверхности стали. Исследованные добавки проявляют себя не только как ингибиторы коррозии и биоцида, но и как ингибиторы наводороживания.

ЛИТЕРАТУРА

1 Утановсхий И.Б.. Розенберг .7.А.. Леоенев А.З. и ар. Микробиологическая коррозия металлов в морской воде Некоторые методы защиты. .4) Наука, 1983 123 с

2 Егоров Н.С. Практикум по микробиологии М. 1976 С 182

3 Васильев З.П. Аналитическая химия Гравиметрические и титри-метрические методы анализа М , 1989 320 с