Nature.com saytına daxil olduğunuz üçün təşəkkür edirik.İstifadə etdiyiniz brauzer versiyasında məhdud CSS dəstəyi var.Ən yaxşı təcrübə üçün sizə yenilənmiş brauzerdən istifadə etməyi tövsiyə edirik (və ya Internet Explorer-də Uyğunluq rejimini söndürün).Bu arada, davamlı dəstəyi təmin etmək üçün biz saytı üslub və JavaScript olmadan təqdim edəcəyik.
Mikrob korroziyası (MİK) bir çox sənaye sahələrində ciddi problemdir, çünki bu, böyük iqtisadi itkilərə səbəb ola bilər.Super dupleks paslanmayan polad 2707 (2707 HDSS) əla kimyəvi müqavimətinə görə dəniz mühitində istifadə olunur.Bununla belə, onun MİK-ə qarşı müqaviməti eksperimental olaraq nümayiş etdirilməmişdir.Bu tədqiqat dəniz aerob bakteriyası Pseudomonas aeruginosa tərəfindən törədilən MIC 2707 HDSS davranışını araşdırdı.Elektrokimyəvi analizlər göstərdi ki, 2216E mühitində Pseudomonas aeruginosa biofilminin iştirakı ilə korroziya potensialında müsbət dəyişiklik və korroziya cərəyanının sıxlığının artması baş verir.Rentgen fotoelektron spektroskopiyasının (XPS) təhlili biofilmin altındakı nümunənin səthində Cr tərkibində azalma göstərdi.Çuxurların vizual təhlili göstərdi ki, P. aeruginosa biofilmi 14 gün inkubasiya zamanı maksimum 0,69 µm çuxur dərinliyi əmələ gətirir.Bu kiçik olsa da, 2707 HDSS-nin P. aeruginosa biofilmlərinin MİK-ə qarşı tam immun olmadığını göstərir.
Dupleks paslanmayan poladlar (DSS) əla mexaniki xassələrin və korroziyaya davamlılığın mükəmməl birləşməsinə görə müxtəlif sənaye sahələrində geniş istifadə olunur1,2.Bununla belə, lokallaşdırılmış çuxurlaşma hələ də baş verir və bu poladın bütövlüyünə təsir göstərir3,4.DSS mikrob korroziyasına davamlı deyil (MIC)5,6.DSS üçün geniş tətbiq sahəsinə baxmayaraq, DSS-nin korroziyaya davamlılığının uzunmüddətli istifadə üçün kifayət etmədiyi mühitlər hələ də mövcuddur.Bu o deməkdir ki, daha yüksək korroziyaya davamlı olan daha bahalı materiallar tələb olunur.Jeon və digərləri7 aşkar etdilər ki, hətta super dupleks paslanmayan poladların (SDSS) korroziyaya davamlılıq baxımından bəzi məhdudiyyətləri var.Buna görə də, bəzi hallarda daha yüksək korroziyaya davamlılığa malik super dupleks paslanmayan poladlar (HDSS) tələb olunur.Bu, yüksək alaşımlı HDSS-nin inkişafına səbəb oldu.
Korroziyaya davamlılıq DSS alfa və qamma fazalarının nisbətindən asılıdır və ikinci fazaya bitişik Cr, Mo və W bölgələrində 8, 9, 10-da tükənir.HDSS yüksək miqdarda Cr, Mo və N11 ehtiva edir, buna görə də əla korroziyaya davamlıdır və ağırlıq% Cr + 3,3 (wt.% Mo +) ilə müəyyən edilən ekvivalent pitting müqavimət nömrəsinin (PREN) yüksək dəyərinə (45-50) malikdir. 0.5 wt .%W) + 16% wt.N12.Onun mükəmməl korroziyaya davamlılığı təxminən 50% ferritik (α) və 50% austenitik (γ) fazaları ehtiva edən balanslaşdırılmış tərkibdən asılıdır.HDSS daha yaxşı mexaniki xüsusiyyətlərə və xlorid korroziyasına daha yüksək müqavimətə malikdir.Təkmilləşdirilmiş korroziya müqaviməti HDSS-nin dəniz mühitləri kimi daha aqressiv xlorid mühitlərində istifadəsini genişləndirir.
MİK-lər neft-qaz və su sənayesi kimi bir çox sənaye sahələrində əsas problemdir14.MİK bütün korroziya zərərlərinin 20%-ni təşkil edir15.MİK bir çox mühitdə müşahidə oluna bilən bioelektrokimyəvi korroziyadır.Metal səthlərdə əmələ gələn biofilmlər elektrokimyəvi şəraiti dəyişir və bununla da korroziya prosesinə təsir göstərir.MİK korroziyasının biofilmlərdən qaynaqlandığı geniş yayılmışdır.Elektrogen mikroorqanizmlər yaşamaq üçün lazım olan enerjini əldə etmək üçün metalları yeyirlər17.Son MİK tədqiqatları göstərdi ki, EET (hüceyrədənkənar elektron ötürülməsi) elektrogen mikroorqanizmlərin yaratdığı MİK-də sürəti məhdudlaşdıran amildir.Zhang və başqaları.18 göstərdi ki, elektron vasitəçilər Desulfovibrio sessificans hüceyrələri ilə 304 paslanmayan polad arasında elektronların ötürülməsini sürətləndirir və nəticədə daha şiddətli MİK hücumu baş verir.Anning və başqaları.19 və Wenzlaff et al.20 göstərdi ki, korroziyalı sulfat reduksiya edən bakteriyaların (SRB) biofilmləri metal substratlardan elektronları birbaşa udmaq qabiliyyətinə malikdir və nəticədə ciddi çuxurlar yaranır.
DSS-nin tərkibində SRB, dəmiri azaldan bakteriyalar (IRB) və s. olan mühitlərdə MİK-ə həssas olduğu məlumdur. 21 .Bu bakteriyalar biofilmlər altında DSS səthində lokallaşdırılmış çuxurlara səbəb olur22,23.DSS-dən fərqli olaraq, HDSS24 MIC yaxşı tanınmır.
Pseudomonas aeruginosa təbiətdə geniş yayılmış qram-mənfi, hərəkətli, çubuqşəkilli bakteriyadır25.Pseudomonas aeruginosa da dəniz mühitində MİK konsentrasiyalarının artmasına səbəb olan əsas mikrob qrupudur.Pseudomonas korroziya prosesində fəal iştirak edir və biofilmin formalaşması zamanı qabaqcıl kolonizator kimi tanınır.Mahat və başqaları.28 və Yuan et al.29 göstərdi ki, Pseudomonas aeruginosa su mühitində yumşaq polad və ərintilərin korroziya sürətini artırmağa meyllidir.
Bu işin əsas məqsədi elektrokimyəvi üsullar, səth analizi üsulları və korroziya məhsullarının analizindən istifadə etməklə dəniz aerob bakteriyası Pseudomonas aeruginosa tərəfindən törədilən MIC 2707 HDSS-nin xüsusiyyətlərini araşdırmaq idi.MIC 2707 HDSS davranışını öyrənmək üçün açıq dövrə potensialı (OCP), xətti polarizasiya müqaviməti (LPR), elektrokimyəvi impedans spektroskopiyası (EIS) və potensial dinamik qütbləşmə daxil olmaqla elektrokimyəvi tədqiqatlar aparılmışdır.Korroziyaya uğramış səthdə kimyəvi elementləri aşkar etmək üçün enerji dispersiyalı spektrometrik analiz (EDS) aparılmışdır.Bundan əlavə, Pseudomonas aeruginosa olan dəniz mühitinin təsiri altında oksid filminin passivləşməsinin sabitliyini müəyyən etmək üçün rentgen fotoelektron spektroskopiyasından (XPS) istifadə edilmişdir.Çuxurların dərinliyi konfokal lazer skan edən mikroskop (CLSM) ilə ölçüldü.
Cədvəl 1-də 2707 HDSS-nin kimyəvi tərkibi göstərilir.Cədvəl 2-də göstərilir ki, 2707 HDSS 650 MPa-a çatma gücü ilə əla mexaniki xüsusiyyətlərə malikdir.Əncirdə.Şəkil 1 2707 HDSS ilə istiliklə işlənmiş məhlulun optik mikrostrukturunu göstərir.Təxminən 50% austenit və 50% ferrit fazaları olan mikrostrukturda ikincili fazaları olmayan austenit və ferrit fazalarının uzanmış zolaqları görünür.
Əncirdə.Şəkil 2a 37°C-də 14 gün ərzində 2216E abiotik mühitdə və P. aeruginosa bulyonunda 2707 HDSS üçün məruz qalma müddətinə qarşı açıq dövrə potensialını (Eocp) göstərir.Bu göstərir ki, Eocp-də ən böyük və ən əhəmiyyətli dəyişiklik ilk 24 saat ərzində baş verir.Hər iki halda Eocp dəyərləri təxminən 16 saat ərzində -145 mV (SCE ilə müqayisədə) zirvəyə çatdı və sonra kəskin şəkildə azalaraq abiotik nümunə üçün -477 mV (SCE ilə müqayisədə) və -236 mV (SCE ilə müqayisədə) çatdı.və müvafiq olaraq P Pseudomonas aeruginosa kuponları).24 saatdan sonra P. aeruginosa üçün Eocp 2707 HDSS dəyəri -228 mV (SCE ilə müqayisədə) nisbətən sabit idi, qeyri-bioloji nümunələr üçün müvafiq dəyər isə təxminən -442 mV (SCE ilə müqayisədə) olmuşdur.P. aeruginosa varlığında Eocp olduqca aşağı idi.
37 °C temperaturda abiotik mühitdə və Pseudomonas aeruginosa bulyonunda 2707 HDSS nümunəsinin elektrokimyəvi tədqiqi:
(a) Ekspozisiya vaxtının funksiyası kimi Eocp, (b) 14-cü gündə qütbləşmə əyriləri, (c) Ekspozisiya vaxtının funksiyası kimi Rp və (d) ekspozisiya müddətinin funksiyası kimi korr.
Cədvəl 3-də 14 gün ərzində abiotik və Pseudomonas aeruginosa aşılanmış mühitə məruz qalmış 2707 HDSS nümunəsinin elektrokimyəvi korroziya parametrləri göstərilir.Standart metodlara uyğun olaraq korroziya cərəyanının sıxlığı (icorr), korroziya potensialı (Ecorr) və Tafel yamacını (βα və βc) verən kəsişmələri əldə etmək üçün anod və katod əyrilərinin tangensləri ekstrapolyasiya edilmişdir30,31.
Şəkildə göstərildiyi kimi.2b, P. aeruginosa əyrisində yuxarı sürüşmə abiotik əyri ilə müqayisədə Ecorr-un artması ilə nəticələndi.Korroziya dərəcəsinə mütənasib olan icorr dəyəri Pseudomonas aeruginosa nümunəsində 0,328 µA sm-2-ə qədər artmışdır ki, bu da qeyri-bioloji nümunədən (0,087 µA sm-2) dörd dəfə çoxdur.
LPR sürətli korroziya analizi üçün klassik dağıdıcı olmayan elektrokimyəvi üsuldur.O, həmçinin MIC32-ni öyrənmək üçün istifadə edilmişdir.Əncirdə.2c ekspozisiya müddətindən asılı olaraq polarizasiya müqavimətini (Rp) göstərir.Daha yüksək Rp dəyəri daha az korroziya deməkdir.İlk 24 saat ərzində Rp 2707 HDSS abiotik nümunələr üçün 1955 kΩ sm2 və Pseudomonas aeruginosa nümunələri üçün 1429 kΩ sm2-ə çatdı.Şəkil 2c də göstərir ki, Rp dəyəri bir gündən sonra sürətlə azalıb və sonrakı 13 gün ərzində nisbətən dəyişməz qalıb.Pseudomonas aeruginosa nümunəsinin Rp dəyəri təxminən 40 kΩ sm2 təşkil edir ki, bu da bioloji olmayan nümunənin 450 kΩ sm2 dəyərindən xeyli aşağıdır.
icorr dəyəri vahid korroziya sürətinə mütənasibdir.Onun dəyəri aşağıdakı Stern-Giri tənliyindən hesablana bilər:
Zoe və başqalarının fikrincə.33, bu işdə Tafel yamacının B tipik qiyməti 26 mV/dek qəbul edilmişdir.Şəkil 2d göstərir ki, qeyri-bioloji nümunə 2707-nin korrusu nisbətən sabit qalıb, P. aeruginosa nümunəsi isə ilk 24 saatdan sonra çox dəyişib.P. aeruginosa nümunələrinin iccorr dəyərləri qeyri-bioloji nəzarətlərdən daha yüksəkdir.Bu tendensiya polarizasiya müqavimətinin nəticələrinə uyğundur.
EIS, korroziyaya uğramış səthlərdə elektrokimyəvi reaksiyaları xarakterizə etmək üçün istifadə olunan başqa bir qeyri-dağıdıcı üsuldur.Abiotik mühitə və Pseudomonas aeruginosa məhluluna məruz qalan nümunələrin empedans spektrləri və hesablanmış tutum qiymətləri, nümunə səthində əmələ gələn passiv film/biofilm müqaviməti Rb, yük ötürmə müqaviməti Rct, elektrik ikiqatlı tutum Cdl (EDL) və sabit QCPE Faza elementi parametrləri (CPE).Bu parametrlər ekvivalent dövrə (EEC) modelindən istifadə edərək məlumatları uyğunlaşdırmaqla əlavə təhlil edildi.
Əncirdə.3-də abiotik mühitdə 2707 HDSS nümunəsi və müxtəlif inkubasiya müddətləri üçün P. aeruginosa bulyonu üçün tipik Nyquist planları (a və b) və Bode planları (a' və b') göstərilir.Pseudomonas aeruginosa varlığında Nyquist halqasının diametri azalır.Bode planı (Şəkil 3b') ümumi empedansın artımını göstərir.Faza maksimumlarından relaksasiya vaxtı sabiti haqqında məlumat əldə etmək olar.Əncirdə.Şəkil 4 bir qat (a) və ikiqat (b) və müvafiq EEC-lərə əsaslanan fiziki strukturları göstərir.CPE AET modelinə daxil edilmişdir.Onun qəbulu və empedansı aşağıdakı kimi ifadə edilir:
2707 HDSS nümunəsinin empedans spektrini uyğunlaşdırmaq üçün iki fiziki model və müvafiq ekvivalent sxemlər:
burada Y0 KPI dəyəri, j xəyali ədəd və ya (-1)1/2, ω bucaq tezliyi, n KPI güc indeksi birdən35-dən azdır.Yük ötürmə müqavimətinin inversiyası (yəni 1/Rct) korroziya dərəcəsinə uyğundur.Rct nə qədər kiçik olsa, korroziya dərəcəsi bir o qədər yüksək olar27.14 günlük inkubasiyadan sonra Pseudomonas aeruginosa nümunələri Rct 32 kΩ sm2-ə çatdı ki, bu da qeyri-bioloji nümunələrin 489 kΩ sm2-dən çox azdır (Cədvəl 4).
Şəkil 5-dəki CLSM şəkilləri və SEM şəkilləri 7 gündən sonra HDSS 2707 nümunəsinin səthindəki biofilm örtüyünün sıx olduğunu aydın şəkildə göstərir.Lakin 14 gündən sonra biofilm örtüyü zəif idi və bəzi ölü hüceyrələr meydana çıxdı.Cədvəl 5-də 7 və 14 gün ərzində P. aeruginosa ilə təmasdan sonra 2707 HDSS nümunəsində biofilmin qalınlığı göstərilir.Maksimum biofilmin qalınlığı 7 gündən sonra 23,4 µm-dən 14 gün sonra 18,9 µm-ə dəyişdi.Orta biofilmin qalınlığı da bu tendensiyanı təsdiqləyir.7 gündən sonra 22,2 ± 0,7 μm-dən 14 gündən sonra 17,8 ± 1,0 μm-ə qədər azaldı.
(a) 7 gündə 3-D CLSM şəkli, (b) 14 gündə 3-D CLSM şəkli, (c) 7 gündə SEM görüntüsü və (d) 14 gündə SEM görüntüsü.
EMF 14 gün ərzində P.aeruginosa ilə məruz qalmış nümunələrdə biofilmlərdə və korroziya məhsullarında kimyəvi elementlər aşkar edib.Əncirdə.Şəkil 6, biofilmlərdə və korroziya məhsullarında C, N, O və P-nin tərkibinin təmiz metallara nisbətən əhəmiyyətli dərəcədə yüksək olduğunu göstərir, çünki bu elementlər biofilmlər və onların metabolitləri ilə əlaqələndirilir.Mikrobların yalnız az miqdarda xrom və dəmirə ehtiyacı var.Nümunələrin səthində biofilmdə və korroziya məhsullarında yüksək Cr və Fe səviyyələri metal matrisin korroziya nəticəsində elementlərini itirdiyini göstərir.
14 gündən sonra 2216E mühitində P.aeruginosa olan və olmayan çuxurlar müşahidə edilmişdir.İnkubasiyadan əvvəl nümunələrin səthi hamar və qüsursuz idi (Şəkil 7a).İnkubasiyadan və biofilm və korroziya məhsullarının çıxarılmasından sonra nümunələrin səthindəki ən dərin çuxurlar Şəkil 7b və c-də göstərildiyi kimi CLSM istifadə edərək tədqiq edilmişdir.Qeyri-bioloji nəzarət vasitələrinin səthində heç bir aşkar çuxur aşkar edilməmişdir (maksimum çuxur dərinliyi 0,02 µm).P. aeruginosa tərəfindən törədilən maksimum çuxur dərinliyi 3 nümunədən (hər nümunə üçün maksimum 10 çuxur dərinliyi seçilib) orta maksimum çuxur dərinliyi əsasında 7 gündə 0,52 µm və 14 gündə 0,69 µm olmuşdur.Müvafiq olaraq 0,42 ± 0,12 µm və 0,52 ± 0,15 µm nailiyyətlər (Cədvəl 5).Bu çuxur dərinliyi dəyərləri kiçik, lakin vacibdir.
(a) məruz qalmadan əvvəl, (b) abiotik mühitdə 14 gün və (c) Pseudomonas aeruginosa bulyonunda 14 gün.
Əncirdə.Cədvəl 8 müxtəlif nümunə səthlərinin XPS spektrlərini göstərir və hər bir səth üçün təhlil edilən kimyəvi tərkib Cədvəl 6-da ümumiləşdirilmişdir. Cədvəl 6-da P. aeruginosa (A və B nümunələri) varlığında Fe və Cr atom faizləri verilmişdir. qeyri-bioloji nəzarətdən xeyli aşağıdır.(C və D nümunələri).P. aeruginosa nümunəsi üçün Cr 2p nüvəsi səviyyəsində spektral əyri Cr, Cr2O3, CrO-ya aid edilə bilən 574.4, 576.6, 578.3 və 586.8 eV bağlama enerjiləri (BE) olan dörd pik komponentə uyğunlaşdırılmışdır. .və müvafiq olaraq Cr(OH)3 (şəkil 9a və b).Qeyri-bioloji nümunələr üçün əsas Cr 2p səviyyəsinin spektri Şek.lərdə Cr (BE üçün 573,80 eV) və Cr2O3 (BE üçün 575,90 eV) üçün iki əsas zirvədən ibarətdir.müvafiq olaraq 9c və d.Abiotik nümunələrlə P. aeruginosa nümunələri arasında ən parlaq fərq biofilmin altında Cr6+ və Cr(OH)3-ün (BE 586,8 eV) daha yüksək nisbi nisbətinin olması idi.
İki mühitdə 2707 HDSS nümunəsinin səthinin geniş XPS spektrləri müvafiq olaraq 7 və 14 gündür.
(a) P. aeruginosa ilə 7 gün, (b) P. aeruginosa ilə 14 gün, (c) abiotik mühitdə 7 gün və (d) abiotik mühitdə 14 gün.
HDSS əksər mühitlərdə yüksək səviyyədə korroziyaya davamlılıq nümayiş etdirir.Kim və digərləri 2 bildirdilər ki, HDSS UNS S32707 PREN-i 45-dən çox olan yüksək alaşımlı DSS kimi müəyyən edilib. Bu işdə 2707 HDSS nümunəsinin PREN dəyəri 49 olub. Bu, yüksək xrom və yüksək tərkibli xrom ilə əlaqədardır. asidik mühitlərdə faydalı olan molibden və nikel.və yüksək xlorid tərkibli mühitlər.Bundan əlavə, yaxşı balanslaşdırılmış kompozisiya və qüsursuz mikro quruluş struktur sabitliyi və korroziyaya davamlılıq üçün faydalıdır.Bununla belə, əla kimyəvi müqavimətinə baxmayaraq, bu işdəki eksperimental məlumatlar 2707 HDSS-nin P. aeruginosa biofilm MİK-lərinə qarşı tam immun olmadığını göstərir.
Elektrokimyəvi nəticələr göstərdi ki, P. aeruginosa bulyonunda 2707 HDSS-nin korroziya dərəcəsi 14 gündən sonra qeyri-bioloji mühitlə müqayisədə xeyli artıb.Şəkil 2a-da ilk 24 saat ərzində həm abiotik mühitdə, həm də P.aeruginosa bulyonunda Eocp-nin azalması müşahidə edilmişdir.Bundan sonra biofilm nümunənin səthini tamamilə örtür və Eocp nisbətən sabit olur36.Bununla belə, bioloji Eocp səviyyəsi qeyri-bioloji Eocp səviyyəsindən xeyli yüksək idi.Bu fərqin P. aeruginosa biofilmlərinin əmələ gəlməsi ilə bağlı olduğuna inanmaq üçün əsaslar var.Əncirdə.2d, P. aeruginosa varlığında, icorr 2707 HDSS dəyəri 0,627 μA sm-2-ə çatdı ki, bu da abiotik nəzarətdən (0,063 μA sm-2) yüksək miqyasda bir sıradır, bu da ölçülən Rct dəyərinə uyğun idi. EIS tərəfindən.İlk bir neçə gün ərzində P. aeruginosa bulyonunda empedans dəyərləri P. aeruginosa hüceyrələrinin birləşməsi və biofilmlərin əmələ gəlməsi səbəbindən artdı.Bununla belə, biofilm nümunənin səthini tamamilə əhatə etdikdə, empedans azalır.Qoruyucu təbəqə ilk növbədə biofilmlərin və biofilm metabolitlərinin əmələ gəlməsi səbəbindən hücuma məruz qalır.Nəticədə, zaman keçdikcə korroziyaya davamlılıq azaldı və P. aeruginosa-nın yapışması lokallaşdırılmış korroziyaya səbəb oldu.Abiotik mühitlərdə meyllər fərqli idi.Qeyri-bioloji nəzarətin korroziyaya davamlılığı P.aeruginosa bulyonuna məruz qalmış nümunələrin müvafiq qiymətindən xeyli yüksək olmuşdur.Bundan əlavə, abiotik birləşmələr üçün Rct 2707 HDSS dəyəri 14-cü gündə 489 kΩ sm2-ə çatdı ki, bu da P. aeruginosa varlığında Rct dəyərindən (32 kΩ sm2) 15 dəfə yüksəkdir.Beləliklə, 2707 HDSS steril mühitdə əla korroziyaya davamlıdır, lakin P. aeruginosa biofilmlərindən MİK-lərə davamlı deyil.
Bu nəticələr Şəkillərdəki qütbləşmə əyrilərindən də müşahidə edilə bilər.2b.Anodik budaqlanma Pseudomonas aeruginosa biofilm əmələ gəlməsi və metal oksidləşmə reaksiyaları ilə əlaqələndirilmişdir.Bu vəziyyətdə katodik reaksiya oksigenin azalmasıdır.P. aeruginosa-nın olması korroziya cərəyanının sıxlığını əhəmiyyətli dərəcədə artırdı, abiotik nəzarətdən daha yüksək miqyasda.Bu onu göstərir ki, P. aeruginosa biofilmi 2707 HDSS-nin lokallaşdırılmış korroziyasını gücləndirir.Yuan et al.29 Cu-Ni 70/30 ərintisinin korroziya cərəyanının sıxlığının P. aeruginosa biofilminin təsiri altında artdığını müəyyən etdi.Bu, Pseudomonas aeruginosa biofilmləri tərəfindən oksigen reduksiyasının biokatalizinə görə ola bilər.Bu müşahidə bu işdə MIC 2707 HDSS-ni də izah edə bilər.Aerob biofilmlərin altında daha az oksigen də ola bilər.Buna görə də, metal səthini oksigenlə yenidən passivləşdirməkdən imtina bu işdə MİK-ə kömək edən bir amil ola bilər.
Dickinson və başqaları.38, kimyəvi və elektrokimyəvi reaksiyaların sürətinə nümunə səthində oturaq bakteriyaların metabolik aktivliyindən və korroziya məhsullarının təbiətindən birbaşa təsir göstərə biləcəyini təklif etdi.Şəkil 5 və Cədvəl 5-də göstərildiyi kimi, hüceyrələrin sayı və biofilmin qalınlığı 14 gündən sonra azalıb.Bunu əsaslı şəkildə izah etmək olar ki, 14 gündən sonra 2707 HDSS-nin səthindəki oturaq hüceyrələrin əksəriyyəti 2216E mühitində qida maddələrinin tükənməsi və ya 2707 HDSS matrisindən zəhərli metal ionlarının buraxılması səbəbindən öldü.Bu, toplu sınaqların məhdudlaşdırılmasıdır.
Bu işdə, bir P. aeruginosa biofilm 2707 HDSS (Şəkil. 6) səthində biofilm altında Cr və Fe yerli tükənməsi töhfə.Cədvəl 6-da C nümunəsi ilə müqayisədə D nümunəsində Fe və Cr-nin azalması göstərilir ki, bu da P. aeruginosa biofilminin yaratdığı həll olunmuş Fe və Cr-nin ilk 7 gün ərzində qaldığını göstərir.2216E mühiti dəniz mühitini simulyasiya etmək üçün istifadə olunur.Tərkibində 17700 ppm Cl- var ki, bu da təbii dəniz suyundakı tərkibi ilə müqayisə edilə bilər.XPS ilə analiz edilən 7 və 14 günlük abiotik nümunələrdə Cr-nin azalmasının əsas səbəbi 17700 ppm Cl- varlığı olmuşdur.P. aeruginosa nümunələri ilə müqayisədə, abiotik şəraitdə 2707 HDSS-nin xlora qarşı güclü müqavimətinə görə abiotik nümunələrdə Cr-nin həlli xeyli az olmuşdur.Əncirdə.9 passivləşdirici filmdə Cr6+ varlığını göstərir.Chen və Clayton tərəfindən təklif edildiyi kimi, P. aeruginosa biofilmləri ilə polad səthlərdən xromun çıxarılmasında iştirak edə bilər.
Bakteriyaların böyüməsi ilə əlaqədar olaraq, becərmədən əvvəl və sonra mühitin pH dəyərləri müvafiq olaraq 7,4 və 8,2 olmuşdur.Beləliklə, P. aeruginosa biofilminin altında üzvi turşu korroziyasının kütləvi mühitdə nisbətən yüksək pH olması səbəbindən bu işə kömək etmək ehtimalı azdır.Qeyri-bioloji nəzarət mühitinin pH-ı 14 günlük sınaq müddəti ərzində əhəmiyyətli dərəcədə dəyişməyib (ilkin 7,4-dən son 7,5-ə qədər).İnkubasiyadan sonra peyvənd mühitində pH-ın artması P.aeruginosa-nın metabolik aktivliyi ilə əlaqəli idi və test zolaqları olmadıqda pH-a eyni təsir göstərdiyi müəyyən edilmişdir.
Şəkil 7-də göstərildiyi kimi, P. aeruginosa biofilminin yaratdığı çuxurun maksimal dərinliyi 0,69 µm olmuşdur ki, bu da abiotik mühitinkindən (0,02 µm) çox böyükdür.Bu, yuxarıda təsvir edilən elektrokimyəvi məlumatlara uyğundur.Çuxurun dərinliyi 0,69 µm eyni şəraitdə 2205 DSS üçün bildirilən 9,5 µm dəyərdən on dəfədən çox kiçikdir.Bu məlumatlar göstərir ki, 2707 HDSS 2205 DSS ilə müqayisədə MİK-lərə daha yaxşı müqavimət göstərir.Bu təəccüblü olmamalıdır, çünki 2707 HDSS daha uzun passivasiyanı təmin edən daha yüksək Cr səviyyələrinə malikdir, P. aeruginosa-nın passivləşdirilməsi daha çətin olur və zərərli ikincil yağıntılar olmadan balanslaşdırılmış faza quruluşuna görə çuxurun yaranmasına səbəb olur.
Yekun olaraq, abiotik mühitdə əhəmiyyətsiz çuxurlarla müqayisədə P. aeruginosa bulyonunda 2707 HDSS-nin səthində MİK çuxurları aşkar edilmişdir.Bu iş göstərir ki, 2707 HDSS MİK-ə 2205 DSS-dən daha yaxşı müqavimət göstərir, lakin P. aeruginosa biofilminə görə MİK-ə qarşı tam immun deyil.Bu nəticələr dəniz mühiti üçün uyğun paslanmayan poladların və gözlənilən ömür müddətinin seçilməsinə kömək edir.
Şimal-Şərqi Universitetinin (NEU) Çinin Shenyang şəhərindəki Metallurgiya Məktəbi tərəfindən təmin edilən 2707 HDSS üçün kupon.2707 HDSS-nin elementar tərkibi NEU Materialların Təhlili və Sınaq Departamenti tərəfindən təhlil edilən Cədvəl 1-də göstərilmişdir.Bütün nümunələr 1 saat ərzində 1180°C-də bərk məhlul üçün işlənmişdir.Korroziya sınağından əvvəl, üstü açıq səth sahəsi 1 sm2 olan sikkə formalı 2707 HDSS silisium karbid zımpara ilə 2000 qumla cilalanmış və sonra 0,05 µm Al2O3 toz məhlulu ilə cilalanmışdır.Yanlar və alt hissə inert boya ilə qorunur.Quruduqdan sonra nümunələr steril deionlaşdırılmış su ilə yuyulur və 75% (v/v) etanol ilə 0,5 saat sterilizasiya edilir.Daha sonra istifadə etməzdən əvvəl 0,5 saat ultrabənövşəyi (UV) işığında havada qurudular.
Dəniz Pseudomonas aeruginosa ştammı MCCC 1A00099 Çinin Xiamen Dəniz Mədəniyyəti Kolleksiya Mərkəzindən (MCCC) alınıb.Pseudomonas aeruginosa aerob şəraitdə 37°C-də 250 ml kolbalarda və 500 ml şüşə elektrokimyəvi hüceyrələrdə Marine 2216E maye mühitindən (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Çin) istifadə edərək yetişdirilmişdir.Tərkibində (q/l): 19,45 NaCl, 5,98 MgCl2, 3,24 Na2SO4, 1,8 CaCl2, 0,55 KCl, 0,16 Na2CO3, 0,08 KBr, 0,034 SrCl2, 0,08, SrB0302, Na3002, SrB03, 0016 6NH26NH3, 3.0016 NH3 5.0 pepton, 1.0 maya ekstraktı və 0,1 dəmir sitrat.Peyvənddən əvvəl 20 dəqiqə 121°C-də avtoklavda saxlayın.400x böyütmə ilə işıq mikroskopu altında hemositometr ilə oturaq və planktonik hüceyrələri sayın.Peyvənddən dərhal sonra planktonik Pseudomonas aeruginosa-nın ilkin konsentrasiyası təxminən 106 hüceyrə/ml təşkil etmişdir.
Elektrokimyəvi sınaqlar orta həcmi 500 ml olan klassik üç elektrodlu şüşə hüceyrədə aparılmışdır.Platin təbəqə və doymuş kalomel elektrodu (SAE) müvafiq olaraq əks və istinad elektrodları kimi xidmət edən duz körpüləri ilə doldurulmuş Luggin kapilyarları vasitəsilə reaktora birləşdirildi.İşçi elektrodların istehsalı üçün hər bir nümunəyə rezinləşdirilmiş mis məftil yapışdırılmış və epoksi qatran ilə örtülmüş, bir tərəfdən işçi elektrod üçün təxminən 1 sm2 qorunmayan sahə qalmışdır.Elektrokimyəvi ölçmələr zamanı nümunələr 2216E mühitinə yerləşdirilib və su hamamında sabit inkubasiya temperaturunda (37°C) saxlanılıb.OCP, LPR, EIS və potensial dinamik qütbləşmə məlumatları Autolab potensiostatı (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., ABŞ) istifadə edərək ölçüldü.LPR testləri Eocp ilə -5 ilə 5 mV diapazonunda 0,125 mV s-1 tarama sürətində və 1 Hz nümunə götürmə sürətində qeydə alınıb.EIS sabit vəziyyətdə Eocp-də 5 mV tətbiq olunan gərginlikdən istifadə etməklə 0,01 ilə 10,000 Hz tezlik diapazonunda sinus dalğası ilə həyata keçirilmişdir.Potensial süpürmədən əvvəl elektrodlar sərbəst korroziya potensialının sabit dəyərinə çatana qədər boş rejimdə idi.Qütbləşmə əyriləri daha sonra 0,166 mV/s tarama sürətində Eocp funksiyası olaraq -0,2 ilə 1,5 V arasında ölçüldü.Hər bir test P. aeruginosa ilə və olmadan 3 dəfə təkrarlandı.
Metaloqrafik analiz üçün nümunələr yaş 2000 qumlu SiC kağızı ilə mexaniki olaraq cilalanmış və daha sonra optik müşahidə üçün 0,05 µm Al2O3 toz asqısı ilə cilalanmışdır.Metalloqrafik analiz optik mikroskopla aparılmışdır.Nümunələr kalium hidroksid 43-ün 10 %-lik məhlulu ilə işlənmişdir.
İnkubasiyadan sonra nümunələr 3 dəfə fosfat tamponlu salin (PBS) (pH 7,4 ± 0,2) ilə yuyuldu və sonra biofilmləri fiksasiya etmək üçün 2,5% (h/v) qlutaraldehidlə 10 saat fiksasiya olundu.Sonra havada qurudulmazdan əvvəl qatlanmış etanol (həcmi 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% və 100%) ilə susuzlaşdırıldı.Nəhayət, SEM müşahidəsi üçün keçiriciliyi təmin etmək üçün nümunənin səthinə qızıl film qoyulur.SEM şəkilləri hər bir nümunənin səthində ən oturaq P. aeruginosa hüceyrələri olan ləkələrə yönəldilmişdir.Kimyəvi elementləri tapmaq üçün EDS analizini aparın.Çuxurun dərinliyini ölçmək üçün Zeiss konfokal lazer skan edən mikroskopu (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Almaniya) istifadə edilmişdir.Biofilmin altındakı korroziya çuxurlarını müşahidə etmək üçün sınaq nümunəsi əvvəlcə Çin Milli Standartına (CNS) GB/T4334.4-2000-ə uyğun olaraq test nümunəsinin səthindən korroziya məhsulları və biofilmi təmizləmək üçün təmizləndi.
Rentgen fotoelektron spektroskopiyası (XPS, ESCALAB250 səth analiz sistemi, Thermo VG, ABŞ) təhlili monoxromatik rentgen mənbəyindən (1500 eV enerji və 150 ​​Vt gücə malik Alüminium Ka xətti) geniş diapazonda aparılmışdır. -1350 eV standart şəraitdə bağlama enerjiləri 0.50 eV-lik bir ötürmə enerjisi və 0,2 eV addımdan istifadə edərək yüksək ayırdetmə spektrləri qeydə alınıb.
İnkubasiya edilmiş nümunələr çıxarıldı və 15 s45 müddətində PBS (pH 7,4 ± 0,2) ilə yumşaq bir şəkildə yuyuldu.Nümunələr üzərində biofilmlərin bakteriya canlılığını müşahidə etmək üçün biofilmlər LIVE/DEAD BacLight Bakterial Canlılıq Kitindən (Invitrogen, Eugene, OR, ABŞ) istifadə edərək boyanmışdır.Kitdə iki flüoresan boya var: SYTO-9 yaşıl floresan boya və propidium yodid (PI) qırmızı flüoresan boya.CLSM-də flüoresan yaşıl və qırmızı nöqtələr müvafiq olaraq canlı və ölü hüceyrələri təmsil edir.Boyanma üçün 3 µl SYTO-9 və 3 µl PI məhlulu olan 1 ml qarışıq qaranlıqda otaq temperaturunda (23°C) 20 dəqiqə inkubasiya edilmişdir.Bundan sonra, ləkələnmiş nümunələr Nikon CLSM aparatı (C2 Plus, Nikon, Yaponiya) istifadə edərək iki dalğa uzunluğunda (canlı hüceyrələr üçün 488 nm və ölü hüceyrələr üçün 559 nm) tədqiq edilmişdir.Biofilmin qalınlığı 3D tarama rejimində ölçüldü.
Bu məqaləyə necə istinad etmək olar: Li, H. et al.Pseudomonas aeruginosa dəniz biofilmi ilə 2707 super dupleks paslanmayan poladdan mikrob korroziyası.elm.6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Tiosulfatın iştirakı ilə xlorid məhlullarında LDX 2101 dupleks paslanmayan poladdan stres korroziya krekinqi. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Tiosulfatın iştirakı ilə xlorid məhlullarında LDX 2101 dupleks paslanmayan poladdan stres korroziya krekinqi. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Korrozionnoe rastrreskivanie pod napryajeniem duplexnoy nerjaveyuschey LDX 2101-də LDX 2101-də rütubətli xloridovların qəbulu. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Tiosulfatın iştirakı ilə xlorid məhlullarında dupleks paslanmayan poladdan LDX 2101-in stres korroziya krekinqi. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 。 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 双相paslanmayan polad在福代sulfat分下下南性性生于中图僅僅 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Korrozionnoe rastreskivanie pod napryajeniem duplexnoy nerjaveyuschey LDX 2101-də rastvore xlorida və yapışqan tiosulfata. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Tiosulfat iştirakı ilə xlorid həllində dupleks paslanmayan polad LDX 2101-in stres korroziya krekinqi.coros Science 80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Məhlulun istilik müalicəsinin və qoruyucu qazda azotun hiper dupleks paslanmayan polad qaynaqların korroziyaya qarşı müqavimətinə təsiri. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Məhlulun istilik müalicəsinin və qoruyucu qazda azotun hiper dupleks paslanmayan polad qaynaqların korroziyaya qarşı müqavimətinə təsiri.Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS və Park, YS Bərk məhlulun istilik müalicəsinin və qoruyucu qazda azotun hiperdupleks paslanmayan polad qaynaqların korroziyaya davamlılığına təsiri. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS və Park, YS Super duplex paslanmayan polad qaynaqların korroziyaya davamlılığına qoruyucu qazda məhlulun istilik müalicəsinin və azotun təsiri.koros.elm.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. 316L paslanmayan poladdan mikrobial və elektrokimyəvi səbəb olan çuxurların kimyasında müqayisəli tədqiqat. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. 316L paslanmayan poladdan mikrobial və elektrokimyəvi səbəb olan çuxurların kimyasında müqayisəli tədqiqat.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. və Lewandowski, Z. 316L paslanmayan poladdan mikrobioloji və elektrokimyəvi çuxurların müqayisəli kimyəvi tədqiqi. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. 微生物和电化学诱导的316L 不锈钢点蚀的化学比较砂砂 Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. və Lewandowski, Z. 316L paslanmayan poladda mikrobioloji və elektrokimyəvi səbəb olan çuxurların müqayisəli kimyəvi tədqiqi.koros.elm.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Xloridin iştirakı ilə müxtəlif pH ilə qələvi məhlullarda 2205 dupleks paslanmayan poladdan elektrokimyəvi davranış. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Xloridin iştirakı ilə müxtəlif pH ilə qələvi məhlullarda 2205 dupleks paslanmayan poladdan elektrokimyəvi davranış.Luo H., Dong KF, Lee HG və Xiao K. Xloridin iştirakı ilə müxtəlif pH ilə qələvi məhlullarda dupleks paslanmayan polad 2205-in elektrokimyəvi davranışı. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 双相不锈钢在氯化物存在下不同pH 碱性溶液中的甀唀唵 Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 Qələvi məhlulda müxtəlif pH-da xloridin iştirakı ilə 双相paslanmayan poladın elektrokimyəvi davranışı.Luo H., Dong KF, Lee HG və Xiao K. Xloridin iştirakı ilə müxtəlif pH ilə qələvi məhlullarda dupleks paslanmayan polad 2205-in elektrokimyəvi davranışı.Elektrokimya.Jurnal.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Dəniz biofilmlərinin korroziyaya təsiri: Qısa bir baxış. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Dəniz biofilmlərinin korroziyaya təsiri: Qısa bir baxış.Little, BJ, Lee, JS və Ray, RI Dəniz Biofilmlərinin Korroziyaya Təsiri: Qısa İcmal. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI 海洋生物膜对腐蚀的影响:简明综述。 Little, BJ, Lee, JS & Ray, RILittle, BJ, Lee, JS və Ray, RI Dəniz Biofilmlərinin Korroziyaya Təsiri: Qısa İcmal.Elektrokimya.Jurnal.54, 2-7 (2008).