胥聰敏，楊東平，張靈芝，史立強，李輝輝

(西安石油大學 材料科學與工程學院 材料加工工程重點實驗室，西安 710065)

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SRB對X100鋼在鷹潭土壤模擬溶液中腐蝕行為的影響

胥聰敏，楊東平，張靈芝，史立強，李輝輝

(西安石油大學 材料科學與工程學院 材料加工工程重點實驗室，西安 710065)

采用失重法、線性極化曲線和阻抗譜電化學技術，結合掃描電子顯微鏡和能譜分析儀研究了X100鋼在有/無SRB的鷹潭土壤模擬溶液中的腐蝕行為。結果表明：X100鋼在無菌與有菌時的腐蝕速率隨時間延長均為：減小→增大→減小， 腐蝕速率有菌時小于無菌，SRB的存在減緩了X100鋼的腐蝕；腐蝕速率的控制主要由腐蝕產(chǎn)物膜的均勻性與致密性決定，無菌介質中，腐蝕產(chǎn)物膜不致密、不均勻，保護性較差，在有菌介質中，鋼表面形成致密均勻的結合膜，致密的膜對傳質有一定的阻礙作用，從而減輕了X100鋼的腐蝕；無菌時腐蝕產(chǎn)物主要為Fe2O3，F(xiàn)e3O4，α-FeO(OH)，有菌時腐蝕產(chǎn)物為Fe3O4，F(xiàn)eS。

鷹潭土壤；X100鋼；SRB；腐蝕行為

微生物腐蝕(Microbiologically Influenced Corrosion,MIC)是指微生物生命活動直接或間接地促進了腐蝕過程所引起的金屬破壞作用，在土壤、機械、油田、海水和電力等各個領域的設備中都有發(fā)現(xiàn)[1-3]，每年在工業(yè)中由微生物腐蝕造成的經(jīng)濟損失約為300～500億美元[4-6]。在石油工業(yè)中，引起地下管線腐蝕的重要原因之一就是微生物腐蝕，而根據(jù)大量的樣品分析表明，剝離涂層下管線鋼的微生物腐蝕多與硫酸鹽還原菌(SRB)有關[7-9]，SRB新陳代謝產(chǎn)生具有強腐蝕性、毒性和再活化性的硫化物，能夠導致嚴重的腐蝕問題[10]，同時新陳代謝形成生物膜，其主要成分包括水、鐵硫化合物以及胞外高聚物(EPS)[11,12]，EPS是生物膜黏附在各種物質上的媒介，同時促進細菌獲得營養(yǎng)物質維持其生長代謝[13]。微生物膜的完整均勻程度能夠改變金屬的表面性能，進而促進或抑制腐蝕敏感性[14,15]。目前對于X70，X80鋼在酸性、近中性土壤模擬溶液及土壤浸出液中的微生物腐蝕的研究工作比較多，如劉彤等[16]研究表明，在含SRB的介質中，鋼表面形成對傳質有一定阻礙作用的致密的生物膜，減輕X70鋼的腐蝕。吳堂清等[17]的研究表明，在酸性土壤浸出液中SRB形成的微生物膜在前期對X80鋼腐蝕起到抑制作用，后期微生物代謝產(chǎn)物促進管線鋼的腐蝕。

迄今為止，關于硫酸鹽還原菌腐蝕的報道大多是關于海洋、工業(yè)循環(huán)冷卻水、油田等環(huán)境[18-21]，而對于一些特殊的土壤環(huán)境中，硫酸鹽還原菌對腐蝕影響的研究較少。我國高腐蝕性土壤特征明顯，東南地區(qū)以鷹潭土壤為酸性土壤的典型代表，其土壤導電率低、pH值低(3～6)、氧含量低，此外土壤中的含水量和CO2含量較高[22-24]。X100鋼作為超前儲備用鋼，具有更高強度、耐壓和低經(jīng)濟成本等優(yōu)點，研究主要關注土壤物理和化學因素對金屬腐蝕的影響，但對于酸性土壤中微生物腐蝕特征研究卻沒有。本工作擬對X100鋼在鷹潭土壤中微生物腐蝕進行電化學、表面分析技術表征，詳細地研究了鷹潭土壤中硫酸鹽還原菌對X100鋼腐蝕行為的影響，具有重要的研究意義。

1 實驗材料與方法

1.1 試樣制備

實驗材料為X100管線鋼，其化學成分(質量分數(shù)/%)為C 0.04,Si 0.20,Mn 1.50,P 0.011,S 0.003,Mo 0.02,Fe余量，室溫力學性能為：抗拉強度850MPa，屈服強度為752MPa，屈強比為0.89，伸長率為24%。試樣直接取自直縫焊管，通過線切割加工成50mm×25mm×2mm的片狀和11mm×11mm×3mm的正方形試樣。正方形試樣用于電化學測量，片狀試樣用于失重實驗和腐蝕形貌觀察。

1.2 實驗溶液

選取我國典型的東南酸性土壤——鷹潭土壤環(huán)境為模擬研究介質，根據(jù)鷹潭土壤的主要理化數(shù)據(jù)配制的模擬溶液成分為：CaCl2:0.222g/L,NaCl:0.936g/L,Na2SO4:0.284g/L,MgSO4·7H2O:0.394g/L,KNO3:0.596g/L,NaHCO3:0.302g/L，溶液pH值為4。實驗溶液均用分析純CaCl2，NaCl，Na2SO4，MgSO4·7H2O，KNO3，NaHCO3及去離子水配得。

實驗所用硫酸鹽還原菌菌種是通過富集培養(yǎng)的方式從某煉油廠的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中分離出來的。使用修正的 Postgate'C培養(yǎng)基對水樣中SRB 進行富集培養(yǎng)，培養(yǎng)基成分為：0.5g/L KH2PO4，2.0g/L Mg2SO4，0.1g/L CaCl2，0.5g/L Na2SO4，1.0g/L NH4Cl，3.5g/L乳酸鈉，1.0g/L酵母膏。用1mol/L NaOH調節(jié)pH值為7.2±0.2。實驗前將培養(yǎng)后的SRB菌種在30℃恒溫箱中進行活化。接菌時將50mL細菌培養(yǎng)液接種到950mL的土壤模擬溶液中。

1.3 電化學測量

電化學采用EG&G公司的PARSTAT 2273電化學測試系統(tǒng)，實驗采用三電極體系，工作電極為X100鋼,參比電極為飽和甘汞電極(SCE),石墨為輔助電極，對腐蝕了不同時間的X100鋼進行極化曲線的測量，動電位極化曲線的掃描速率為1mV/s，依據(jù)Tafel曲線外推法比較自腐蝕電流密度icorr，觀察期變化規(guī)律；交流阻抗譜測試所用頻率范圍為5mHz～100kHz，激勵信號為10mV的正弦波，測量結果用Zsimpwin數(shù)據(jù)處理軟件進行曲線擬合和處理。

1.4 腐蝕形貌觀察與失重實驗

X100鋼試樣腐蝕到一定時間后取出，對無菌溶液中的試樣進行如下處理：用乙醇脫水，干燥；對含SRB溶液中的試樣進行如下處理：將附著有生物膜的試片先在4%(質量分數(shù))戊二醛溶液(用無菌水配制)中固定15min，然后分別用25%，50%，75%和100%的乙醇溶液進行逐級脫水15min，干燥。用JSM-6390A掃描電鏡觀察表面形貌，并進行腐蝕產(chǎn)物的電子能譜(EDS)分析。用毛刷將試樣表面堅實的腐蝕產(chǎn)物刮去，但要注意避免損傷試樣金屬基體，然后用除銹液(500mL鹽酸+500mL去離子水+3.5g六次甲基四胺)進行徹底除銹，用無水酒精清洗吹干后放置在干燥器中充分干燥，用電子分析天平稱量，計算損失的質量及腐蝕速率。

2 實驗結果與討論

2.1 腐蝕速率的測定

圖1為X100鋼在鷹潭土壤模擬溶液中浸泡不同時間后的平均腐蝕速率。由圖1可知，X100鋼在鷹潭土壤模擬溶液中浸泡35，60d后無菌和有菌的平均腐蝕速率分別為：0.2149，0.1453mm·a-1和0.1201，0.1137mm·a-1，根據(jù)NACE RP-0775-91標準可知，無菌情況下屬于嚴重腐蝕，有菌情況下屬于中度腐蝕。無菌與有菌時從35d到60d平均腐蝕速率均減小。同時發(fā)現(xiàn)，X100管線鋼在無菌溶液中的平均腐蝕速率要大于有菌溶液中的平均腐蝕速率，說明SRB的存在抑制了腐蝕。

圖1 X100鋼在鷹潭土壤模擬溶液中浸泡不同時間后的平均腐蝕速率Fig.1 Average corrosion rates for X100 steel in simulated solution of Yingtan soil after different exposure time

2.2 電化學分析

圖2(a)，(b)為X100鋼在無菌和有菌的鷹潭土壤模擬溶液中浸泡不同時間后的動電位極化曲線圖。表1為X100鋼在無菌和有菌的鷹潭土壤模擬溶液中不同浸泡時間下的極化曲線擬合結果。從圖2可以看出，在無菌與有菌下都不存在鈍化區(qū)，說明在整個實驗過程中，X100鋼在無菌與有菌的鷹潭土壤模擬溶液中一直處于活化狀態(tài)，沒有鈍態(tài)出現(xiàn)。從表1可看出，自腐蝕電位Ecorr在無菌情況下是先減小后增大，有菌時一直減小，說明X100鋼的腐蝕傾向在無菌溶液中為隨時間延長先增大后減小，在有菌溶液中時為一直增大，但兩者的腐蝕傾向總體都是在增加。自腐蝕電流密度icorr在無菌和有菌溶液中均為先迅速減小后緩慢增大再緩慢減小，由Farady第二定律可知，腐蝕電流密度與腐蝕速率之間成正比，這說明X100鋼的腐蝕速率在無菌與有菌溶液中隨時間延長的變化趨勢均為：迅速減小→緩慢增大→緩慢減小，但兩者整體趨勢都是腐蝕速率趨于減小。同時對比無菌溶液與有菌溶液的自腐蝕電流密度發(fā)現(xiàn)，無菌溶液的自腐蝕電流密度均大于有菌溶液，即X100管線鋼在無菌溶液中的腐蝕速率高于在有菌溶液，這說明SRB代謝活動所產(chǎn)生的生物膜影響了X100管線鋼電極表面的腐蝕過程，生物膜的存在對腐蝕有一定的抑制作用。

圖2 X100鋼在鷹潭土壤模擬溶液中浸泡不同時間后的極化曲線 (a)無菌;(b)有菌Fig.2 Polarization curves for X100 steel in simulated solution of Yingtan soil after different exposure time (a)without SRB;(b)with SRB

Exposuretime/dWithoutSRBWithSRBicorr/(μA·cm-2)Ecorr/mVicorr/(μA·cm-2)Ecorr/mV583．23-656．64337．20-679．2331714．39-756．04210．16-688．3313523．19-677．27516．90-718．7956020．11-658．91914．16-762．913

為進一步監(jiān)測腐蝕過程中不同腐蝕時間后各式樣表面腐蝕產(chǎn)物的變化情況，進行了交流阻抗測試。圖3為X100管線鋼在鷹潭土壤模擬溶液中的電化學阻抗圖譜。實驗結果采用圖4所示不同的等效電路進行擬合，采用Zsimpwin軟件進行數(shù)據(jù)擬合得到的各等效電路參數(shù)如表2和表3所示。其中，Rs為模擬溶液電阻，Qdl代表雙電層電容的常相位元件，Rt為電荷轉移電阻，Qf為腐蝕產(chǎn)物膜或生物膜電容，Rf為腐蝕產(chǎn)物膜或生物膜電阻，nf表示電容指數(shù)，ndl表示雙電層電容指數(shù),L為電感。從圖3的Nyquist圖可以看出，測出的曲線偏離半圓的軌跡，存在“彌散效應”，彌散效應反映出了電極界面雙電層偏離理想電容的性質，即把電極界面雙電層簡單地等效成一個純電容是不準確的[25]，本研究均采用常相位元件Q代替電容元件。

如圖3所示，在無菌環(huán)境中阻抗譜表現(xiàn)為一個時間常數(shù)，表明X100鋼電極的腐蝕行為主要由電極表面電極反應過程決定，隨時間變化阻抗半徑先增大后減小再增大，表明管線鋼的腐蝕速率先減小后增大再減小，17d和60d時等效電路如圖4(a)所示。在5d和35d時，電極表現(xiàn)出感抗，等效電路如圖4(c)所示。有菌環(huán)境中，在浸泡初期(5d)X100鋼的阻抗譜只有一個時間常數(shù)，表現(xiàn)為一個高頻容抗弧的頻譜特征，等效電路如圖4(a)所示。中后期(17，35，60d)表現(xiàn)為兩個時間常數(shù)，表現(xiàn)為一個高頻容抗弧和一個中低頻容抗弧的雙容抗弧特征，表明X100鋼表面附著有微生物膜，腐蝕在微生物膜和鋼表面同時發(fā)生，等效電路如圖4(b)所示。阻抗半徑也先增大后減小再增大，說明管線鋼的腐蝕速率先減小后增大再減小。

圖3 X100管線鋼在鷹潭土壤模擬溶液中浸泡不同時間后的電化學阻抗圖譜 1-Nyquist圖；2-頻率相位角圖(a)無菌；(b)有菌Fig.3 EIS of X100 steel in simulated solution of Yingtan soil after different exposure time 1-Nyquist plots;2-frequency and phase angle plots (a)without SRB;(b)with SRB

Time/dRs/(Ω·cm2)Qdl/(F·cm-2)ndlRt/(Ω·cm2)L/(H·cm2)517．020．00090970．883272．4112301713．710．0053930．6365681．7-3518．050．0014130．8783237．9313506013．920．0019620．8166397．3-

表3 X100管線鋼在含SRB的鷹潭土壤模擬溶液中浸泡不同天數(shù)后的EIS擬合結果

表2為無菌時阻抗數(shù)據(jù)擬合結果，可以看出溶液電阻Rs在13～18Ω·cm2范圍內變化，變化很小，表明腐蝕過程基本穩(wěn)定。Rs是Rt的10～25倍，因此Rt的變化是判斷腐蝕快慢的主要因素。不同階段Rt值分別為272.4，681.7，237.9，397.3Ω·cm2，Rt變化趨勢為增大→減小→增大。Rt越大，腐蝕速率越小，因此X100鋼的腐蝕速率隨時間的變化趨勢為：減小→增大→減小，這與試樣表面生成的腐蝕產(chǎn)物膜的完整性和致密性有關。

表3為有菌時阻抗數(shù)據(jù)擬合結果，可以看出Rs在15～19Ω·cm2范圍內變化，變化很小，表明腐蝕過程基本穩(wěn)定。不同階段Rt值分別為508.2，1674.0，464.5，939.9Ω·cm2，Rt變化趨勢為增大→減小→增大。因此X100鋼在有菌溶液中的腐蝕速率隨時間延長的變化趨勢為：減小→增大→減小，這與試樣表面的腐蝕產(chǎn)物膜、微生物膜的完整性和致密性有關。

從表2，3可以看出，有菌溶液中的Rt值要大于無菌溶液中的Rt值，因此X100管線鋼在無菌溶液中的腐蝕速率高于在有菌溶液中，這說明SRB代謝活動所產(chǎn)生的生物膜影響了X100管線鋼電極表面的腐蝕過程，生物膜的存在對鋼的侵蝕具有保護作用。以上分析與極化曲線的分析結果是一致的。

2.3 腐蝕形貌觀察及腐蝕機理分析

圖5，6為X100管線鋼在鷹潭土壤模擬溶液中浸泡不同時間的SEM形貌。無菌環(huán)境中從圖5(a)～(d)可以看出，5d時布滿了較為致密的竹葉狀腐蝕產(chǎn)物，表面還有少許團簇狀腐蝕產(chǎn)物。17d時腐蝕產(chǎn)物變得更為致密，外層團簇狀腐蝕產(chǎn)物增多。35d時腐蝕產(chǎn)物分層明顯，內層腐蝕產(chǎn)物更為致密，但存在裂紋，外層腐蝕產(chǎn)物繼續(xù)增多且形狀多為片狀，片狀腐蝕產(chǎn)物表面存在顆粒狀腐蝕產(chǎn)物。60d時外層腐蝕產(chǎn)物部分已脫落，裸露出內層致密但存在裂紋的腐蝕產(chǎn)物?？梢钥闯?，腐蝕產(chǎn)物的致密性與完整性的變化與腐蝕速率的變化基本相對應。

圖5 X100管線鋼在鷹潭無菌土壤模擬溶液中浸泡不同時間的SEM形貌 (a)5d;(b)17d;(c)35d;(d)60dFig.5 SEM morphologies of X100 steel in simulated solution of Yingtan soil without SRB after different days exposure (a)5d;(b)17d;(c)35d;(d)60d

圖6 X100管線鋼在鷹潭有菌土壤模擬溶液中浸泡不同時間的SEM形貌 (a)5d;(b)17d;(c)35d;(d)60dFig.6 SEM morphologies of X100 steel in simulated solution of Yingtan soil with SRB after different days exposure (a)5d;(b)17d;(c)35d;(d)60d

有菌環(huán)境中從圖6(a)～(d)可以看出，5d時表面形成了一層致密的微生物膜，17d時微生物膜上夾雜有團簇狀的腐蝕產(chǎn)物，可看成是致密性更好的一種結合膜，35d時曝露出帶有裂紋的內層腐蝕產(chǎn)物，局部位置還存在結瘤狀腐蝕產(chǎn)物，60d時內層腐蝕產(chǎn)物表面布滿大量條狀和片狀腐蝕產(chǎn)物，相比35d時更致密?？梢钥闯觯g產(chǎn)物的致密性與完整性的變化與腐蝕速率的變化也基本相對應。

腐蝕速率的控制主要由腐蝕產(chǎn)物膜的均勻、致密性決定，在有菌時腐蝕產(chǎn)物膜是微生物代謝產(chǎn)生的一系列物質組成的微生物膜與腐蝕產(chǎn)物一起結合成的結合膜，其相比無菌時生成的腐蝕產(chǎn)物膜更致密，能夠更好地抑制腐蝕，因此無菌時的腐蝕速率要大于有菌時的腐蝕速率，SRB抑制了X100鋼的腐蝕。

圖7，8為60d時的腐蝕產(chǎn)物EDS和XRD分析圖，通過對X100鋼在鷹潭土壤模擬溶液中腐蝕60d所得腐蝕產(chǎn)物進行能譜分析知，無菌時腐蝕產(chǎn)物中含有較高質量分數(shù)的O(21.84%)和Fe(78.16%)，通過XRD分析知該腐蝕產(chǎn)物主要為Fe2O3，F(xiàn)e3O4，α-FeO(OH)；含SRB時腐蝕產(chǎn)物中含有較多的O，S ，F(xiàn)e和Cr元素，其中S的含量遠高于管線鋼中的硫含量，且通過XRD分析可知，該腐蝕產(chǎn)物主要為Fe3O4，F(xiàn)eS。

圖7 X100鋼在鷹潭土壤模擬溶液中浸泡60d后的EDS分析 (a)無菌；(b)有菌Fig.7 EDS analysis of X100 steel in simulated solution of Yingtan soil after 60 days exposure (a)without SRB;(b)with SRB

圖8 X100鋼在鷹潭土壤模擬溶液中浸泡60d后的XRD分析 (a)無菌；(b)有菌Fig.8 XRD analysis of X100 steel in simulated solution of Yingtan soil after 60 days exposure (a)without SRB;(b)with SRB

3 結論

(1)腐蝕速率的控制主要由腐蝕產(chǎn)物膜的均勻性與致密性決定，無菌介質中，X100鋼表面生成的腐蝕產(chǎn)物膜不致密、不均勻，保護性較差，在有菌介質中，鋼表面形成致密均勻的結合膜，致密的膜對傳質有一定的阻礙作用，腐蝕速率有菌時小于無菌，SRB的存在減緩了X100鋼的腐蝕；無菌時腐蝕產(chǎn)物主要為Fe2O3，F(xiàn)e3O4，α-FeO(OH)，有菌時腐蝕產(chǎn)物為Fe3O4，F(xiàn)eS。

(2)X100鋼在無菌與有菌時的腐蝕速率隨時間延長的變化趨勢均為：減小→增大→減小，這與試樣表面的腐蝕產(chǎn)物膜、微生物膜的完整性和致密性有關；腐蝕傾向在無菌溶液中為隨時間延長先增大后減小，有菌時為一直增大。

[1] PETER A V.Understanding microbially influenced corrosion as biofilm-mediated changes in surface chemistry[J].Current Opinion in Biotechnology,1999, 10(3): 369-372.

[2] 段東霞,劉光洲,王軍,等.殺菌劑對混合型腐蝕微生物的殺滅效果研究[J].腐蝕與防護,2006,27(2):63-65.

DUAN Dong-xia,LIU Guang-zhou,WANG Jun,et al.The effect of biocides on mix cultured MIC bacteria[J].Corrosion & Protection, 2006,27(2):63-65.

[3] YUAN S J,PEHKONEN S O.AFM study of microbial colonization and its deleterious effect on 304 stainless steel by pseudomonas NCIMB 2021 and desulfovibrio desulfuricans in simulated seawater [J].Corrosion Science,2009,51(6):1372-1385.

[4] WALSH D,POPE D,DANFORD M.The effect of microstructure on biologically influenced corrosion[J]. JOM,1993,45(9):22-30.

[5] 趙莉.冷卻水中微生物腐蝕及其控制研究[D].上海:上海電力學院,2011.

ZHAO Li.Research microbial corrosion and its control in cooling water[D].Shanghai:Shanghai University of Electric Power,2011.

[6] 凌云,陳志剛.材料的微生物腐蝕研究與進展[J].江蘇理工大學學報,2000,21(1):53-56.

LING Yun,CHEN Zhi-gang.Research and progress of microbial corrosion of materials[J].Journal of Jiangsu University of Science and Technology, 2000, 21(1):53-56.

[7] HECTOR A V,LIZ K H.Microbiologically influenced corrosion:looking to the future[J]. International Microbiology,2005,8(3):169-180.

[8] 許立銘,董澤華,羅逸,等.硫酸鹽還原菌對碳鋼腐蝕的影響研究[J].華中理工大學學報,1996,24(4):78-81.

XU Li-ming,DONG Ze-hua,LUO Yi,et al.The influence of sulfate reducing bacteria on the corrosion of carbon steel[J].Huazhong University of Technology, 1996,24(4):78-81.

[9] 武素茹,段繼周,趙曉棟,等.碳鋼在富集硫酸鹽還原菌海水中的腐蝕行為研究[J].腐蝕科學與防護技術,2007,19(4):247-250.

WU Su-ru,DUAN Ji-zhou,ZHAO Xiao-dong,et al. Corrrosion of carbon steel in sulfate-reducing bacteria enriched seawaters[J]. Corrosion Science and Protection Technology,2007,19(4):247-250.

[10] WAN Y,ZHANG D,LIU H Q,et al.Influence of sulphate-reducing bacteria on environmental parameters and marine corrosion behavior of Q235 steel in aerobic conditions[J].Electrochim Acta,2010,55(5):1528-1534.

[11] SOUAD B,MOHAMED A L,SAMIR H.Effect of biofilm on naval steel corrosion in natural seawater[J].J Solid State Electrochem, 2011,15(3):525-537.

[12] 劉宏芳,劉濤,鄭碧娟,等.EPS活性對13Cr鋼鈍化膜點蝕敏感性的影響[J].華中科技大學學報,2009,37(7):122-125.

LIU Hong-fang,LIU Tao,ZHENG Bi-juan,et al.Influence of EPS’s activity on 13Cr stainless steel’s pitting sensitivity[J].Huazhong University of Science and Technology,2009,37(7):122-125.

[13] BEECH I B,ZINKEVITCH V,TAPPER R,et al.Study of the interaction of sulphate-reducing bacteria exopolymers with iron using X-ray photoelectron spectroscopy and time-of-flight secondary ionization mass spectrometry[J].J Microbiol Methods,1999,36(1/2):3-10.

[14] 樊友軍, 皮振邦, 華萍,等. 微生物腐蝕的作用機制與研究方法現(xiàn)狀[J].材料保護,2001,34(5):28-30.

FAN You-jun,PI Zhen-bang,HUA Ping,et al.Microbial corrosion and its research methods[J].Materials Protect,2001,34(5):28-30.

[15] 梅鵬,劉濤,吳堂清,等.紅壤浸出液中X100管線鋼微生物腐蝕特征[J].全面腐蝕控制,2013,27(6):23-25.

MEI Peng,LIU Tao,WU Tang-qing,et al.Character of microbio-logically induced corrosion of X100 pipeline steel in red soil extract solution[J].Total Corrosion Control,2013,27(6):23-25.

[16] 劉彤,張艷飛,陳旭,等.SRB對X70鋼在土壤模擬溶液中腐蝕行為的影響[J].中國腐蝕與防護學報,2014,34(2):112-118.

LIU Tong,ZHANG Yan-fei,CHEN Xu,et al.Effect of SRB on corrosion behavior of X70 steel in a simulated soil solution[J].Journal of Chinese Society for Corrosion and Protection,2014,34(2):112-118.

[17] 吳堂清,丁萬成,曾德春,等.酸性土壤浸出液中X80鋼微生物腐蝕研究:(I)電化學分析[J].中國腐蝕與防護學報,2014,34(4):346-352.

WU Tang-qing,DING Wan-cheng,ZENG De-chun,et al.Microbiolol-gically induced corrosion of X80 steel pipeline steel in an acid soil solution:(I)electrochemical analysis[J].Journal of Chinese Society for Corrosion and Protection, 2014,34(4):346-352.

[18] FLORIAN M,BRENDA L.A technical review of electrochemical techniques applied to microbiologically influenced corrosion[J].Corrosion Science,1991,32(3): 247-272.

[19] SUN C,XU F J,WANG H,et al.Effect of sulfate reducing bacteria on corrosion of stainless steel 1Cr18Ni9Ti in soils containing chlorideions[J].Materials Chemistry and Physics,2011,126(1-2):330-336.

[20] SUN Cheng,XU Jin,WANG Fu-hui.Interaction of sulfate-reducing bacteria and carbon steel Q235 in biofilm[J].Industrial & Engineering Chemistry Research,2011, 50(22): 12791-12806.

[21] 趙曉棟,吳鵬,姜江,等.硫酸鹽還原菌對海泥中Q235鋼腐蝕界面的影響[J].材料研究學報,2007,21(3):230-234.

ZHAO Xiao-dong,WU Peng,JIANG Jiang,et al.Study of effect of sulfate-reducing bacteria on corrosion interface between Q235 steel and sea mud[J].Chinese Journal of Materials Research,2007,21 (3):230-234.

[22] 陳永強,俞勁炎. 不同利用方式下紅壤內在性質的演[J]. 土壤通報,2004,35(2): 149-151.

CHEN Yong-qiang,YU Jin-yan.The evolution of red soil under different ways of using inner nature[J].Chinese Journal of Soil Science, 2004,35(2): 149-151.

[23] 梅華生,王長朋,張帷,等.電化學充氫對X80管線鋼在鷹潭土壤模擬溶液中應力腐蝕行為的影響[J].中國腐蝕與防護學報,2013,33(5):388-394.

MEI Hua-sheng,WANG Chang-peng,ZHANG Wei,et al.Effect of hydrogen charging on stress corrosion cracking of X80 pipeling steel in simulated Yingtan soil solution[J].Journal of Chinese Society for Corrosion and Protection, 2013,33(5):388-394.

[24] 劉智勇,王長朋,杜翠薇,等.外加電位對X80管線鋼在鷹潭土壤模擬溶液中應力腐蝕行為的影響[J].金屬學報,2011,47(11):1434-1439.

LIU Zhi-yong,WANG Chang-peng,DU Cui-wei,et al.Effect of applied potentials on stress corrosion cracking of X80 pipeline steel in simulated Yingtan soil solution[J].Acta Metallurgica Sinica, 2011,47(11):1434-1439.

[25] 曹楚南,張鑒清.電化學阻抗譜導論[M].北京:科學出版社,2002.

CAO Chu-nan,ZHANG Jian-qing.Introduction of Electrochemical Impedance Spectroscopy [M]. Beijing:Science Press, 2002.

Effect of SRB on Corrosion Behavior of X100 Steel in Simulated Solution of Yingtan Soil

XU Cong-min,YANG Dong-ping,ZHANG Ling-zhi,SHI Li-qiang,LI Hui-hui

(Key Laboratory of Materials Processing Engineering, School of Materials Science and Engineering, Xi’an Shiyou University, Xi’an 710065,China)

The corrosion behavior of X100 steel was studied in simulated solution of Yingtan soil with and without sulfate-reducing bacteria (SRB) by means of mass-loss measurement, linear polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) techniques,combined with scanning electron microscopy(SEM) and spectroscopy analyzer(EDS). The results show that the corrosion rate with and without SRB with time is:decrease→increase→decrease，the corrosion rate with SRB is less than without SRB,SRB inhibit the corrosion of X100 steel;Corrosion rate is controlled by uniformity and compactness of corrosion product films, Corrosion product film is loose,uneven and less protective in the solution without SRB.In the solution with SRB,however, a compact and homogeneous bonding film is formed on the steel surface, which could suppress the mass transfer so that to mitigate the steel corrosion.Corrosion products are Fe2O3,Fe3O4and α-FeO(OH) in the solution without SRB,while corrosion products are Fe3O4and FeS in the solution with SRB.

Yingtan soil; X100 steel;SRB;corrosion behavior

10.11868/j.issn.1001-4381.2015.06.012

TG172.7

A

1001-4381(2015)06-0071-08

陜西省教育廳專項科研計劃項目(2013JK0895) ；陜西省重點學科專項資金資助項目(ys37020203)

2014-09-10;

2015-03-19

胥聰敏(1977—)，女，博士，副教授，主要從事材料腐蝕及防護方面的研究，聯(lián)系地址：陜西省西安市雁塔區(qū)電子二路18號西安石油大學材料科學與工程學院(710065)，E-mail:cmxu@xsyu.edu.cn