2.5電化學(xué)試驗(yàn)

2.5.1極化曲線

由圖8可見：在浸泡初期，試樣在含SRB的API-RP38培養(yǎng)基中的自腐蝕電位(Ecorr)高于在不含SRB溶液中的，隨著浸泡時(shí)間的延長，在含SRB的API-RP38培養(yǎng)基中，試樣的Ecorr開始下降，腐蝕電流密度(Jcorr)有所增加。而在無SRB條件下，隨著浸泡時(shí)間的延長，試樣的Ecorr正移，Jcorr減小。用外推法對(duì)曲線進(jìn)行擬合，結(jié)果見表2。

在含SRB溶液中，浸泡初期，SRB大量吸附在試樣表面，生物膜的存在一定程度上阻礙了腐蝕的進(jìn)一步發(fā)展，使自腐蝕電位相對(duì)于滅菌條件下的有所增加；隨著浸泡時(shí)間的延長,自腐蝕電位開始負(fù)移，腐蝕電流密度開始變大。這是因?yàn)椋菏紫入S著浸泡時(shí)間的增加SRB的繁殖改變了溶液中離子成分，生成的硫化物導(dǎo)電性增加，自腐蝕電位降低，這使得管材在SRB環(huán)境中更容易發(fā)生腐蝕，其次SRB腐蝕生成的FeS與鐵基體接觸時(shí)還能對(duì)陰極析氫產(chǎn)生催化作用而形成腐蝕電偶加速腐蝕。在滅菌條件下，隨著浸泡時(shí)間的延長，H2S使試樣產(chǎn)生均勻的腐蝕產(chǎn)物膜，由于產(chǎn)物膜的保護(hù)，試樣的自腐蝕電位正移，腐蝕電流密度減小，試樣得到保護(hù)。

2.5.2電化學(xué)阻抗譜(EIS)

由圖9可見：在有無SRB的API-RP38培養(yǎng)基中，試樣的EIS均呈現(xiàn)單容抗弧特征。浸泡時(shí)間不同,容抗弧的半徑有差異，即Rp的大小不同。采用ZSimpWin數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)曲線進(jìn)行擬合，結(jié)果見表3。根據(jù)YU等的研究，對(duì)碳鋼的SRB腐蝕而言，生物膜和產(chǎn)物層的貢獻(xiàn)是不能分離的，因此采用如圖10所示等效電路Rs{Qf[Rf(QdlRct)]}對(duì)阻抗譜等效電路進(jìn)行擬合。

圖10中，Rs為溶液電阻，Rf是試樣表面電荷轉(zhuǎn)移電阻，Qdl是雙電層電容。Qf和Qdl為常相位角元件，分別有兩個(gè)參數(shù)：電容導(dǎo)納Y和無量綱指數(shù)n。在本文中分別標(biāo)記為Yf，Ydl，nf和ndl。

由表3可見：在浸泡初期，由于SRB的吸附，含SRB溶液中Rf、Rct相對(duì)于滅菌溶液中的有所增加;隨著浸泡時(shí)間的延長，含SRB溶液中，Rf，Rct都有所降低。這表明隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，SRB產(chǎn)生的硫化物增多，腐蝕產(chǎn)物膜的導(dǎo)電率增加，腐蝕產(chǎn)物膜阻抗Rf降低。同時(shí)，SRB代謝產(chǎn)物與金屬間的直接電子轉(zhuǎn)移，使Rct減小促進(jìn)腐蝕加速過程。在不含SRB溶液中，隨著浸泡時(shí)間的延長，H2S腐蝕使試樣產(chǎn)生均勻的腐蝕產(chǎn)物膜，由于產(chǎn)物膜的保護(hù)作用，Rf、Rct有所增加，腐蝕減弱，這一試驗(yàn)結(jié)果與極化曲線的測量結(jié)果一致。

表3電化學(xué)阻抗譜擬合結(jié)果

圖10電化學(xué)阻抗擬合等效電路圖

3結(jié)論

(1)從油田污水中提取的菌種為硫酸鹽還原菌，菌種在自配的API-RP38培養(yǎng)基中可以生長，細(xì)菌選擇合適的位置團(tuán)簇在試樣表面。

(2)含SRB溶液中，試樣發(fā)生了嚴(yán)重的點(diǎn)蝕，進(jìn)一步的研究表明,一旦SRB吸附在試樣表面，可以在高含H2S及高礦化度條下生存，造成試樣發(fā)生嚴(yán)重的局部腐蝕，且使腐蝕加速。

(3)極化曲線結(jié)果表明：SRB存在條件下，隨著浸泡時(shí)間的延長，試樣自腐蝕電位負(fù)移，腐蝕電流密度增大；滅菌條件下隨著浸泡時(shí)間的延長，試樣的自腐蝕電位變正，腐蝕電流密度減小。

(4)EIS結(jié)果表明：含SRB溶液中，隨著浸泡時(shí)間的延長，Rf、Rct下降，腐蝕加速;不含SRB溶液中，隨著浸泡時(shí)間的延長，H2S腐蝕產(chǎn)生的均勻腐蝕產(chǎn)物膜使Rf、Rct變大，腐蝕減弱。