Описано особливості корозії стали Ст3 з Cd-покриттям в присутності міцеліальних грибів. Показана біоцидний і ингибирующая роль ряду NИ O-містять органічних сполук в процесі міцеліальної корозії і наводороживания стали і покриття

Анотація наукової статті з хімічних наук, автор наукової роботи - Мяміна Марія Олексіївна, Грібанькова Анжела Олексіївна


This article focuses on the features of corrosion in Cd-coated st.3 steel in the presence of mycelium minces. The authors show the biocide and inhibitory role of certain Nand Ocontaining organic compounds in the process of mycelium corrosion and hydrogen absorption of Cd-coated steel


Область наук:
  • хімічні науки
  • Рік видавництва: 2011
    Журнал: Вісник Балтійського федерального університету ім. І. Канта. Серія: Природні і медичні науки
    Наукова стаття на тему 'Корозія і наводороживание низьковуглецевої сталі з кадмієвих покриттям в присутності мікроміцетів'

    Текст наукової роботи на тему «Корозія і наводороживание низьковуглецевої сталі з кадмієвих покриттям в присутності мікроміцетів»

    ?УДК 620.193.83

    М. А. Мяміна, А. А. Грібанькова

    Корозія І наводороживания низьковуглецевої сталі З кадмієві ПОКРИТТЯМ У ПРИСУТНОСТІ мікроміцетів

    Описано особливості корозії стали СТЗ з Cd-покриттям в присутності міцеліальних грибів. Показана біоцидний і ингибирующая роль ряду N- і O-містять органічних сполук в процесі міцеліальної корозії і наводороживания стали і покриття.

    This article focuses on the features of corrosion in Cd-coated st.3 steel in the presence of mycelium minces.

    The authors show the biocide and inhibitory role of certain N- and O- containing organic compounds in the process of mycelium corrosion and hydrogen absorption of Cd-coated steel.

    Ключові слова: корозія сталі, міцеліальньге гриби, біоцидний дію, органічні сполуки, Cd-покриття, Aspergillus niger, Phialofora fastigiata, Penicillium charlesii, Penicillium chrysogenum.

    Key words: Corrosion of steel, mycelium minces, biocide action, organic compounds, Cd-coating, Aspergillus niger, Phialofora fastigiata, Penicillium charlesii, Penicillium chrysogenum.

    Одним з факторів, що викликають корозію металів і сплавів в атмосфері, при контакті з водою і грунтом, є життєдіяльність мікроорганізмів [1]. Найбільших збитків завдають мікроскопічні гриби, інтенсивно розвиваються на металах і виділяють агресивні продукти життєдіяльності, які призводять до зміни механічних, хімічних і електрохімічних характеристик уражених металів [2]. Зокрема, в результаті життєдіяльності мікроорганізмів пасивна плівка руйнується і поверхню металу активується. Все це сприяє протіканню електрохімічних реакцій, прискоренню анодного процесу іонізації заліза та зростанню швидкості корозії стали [3 - 7].

    Найбільш перспективне для боротьби з корозією металу в присутності міцеліальних грибів застосування органічних інгібіторів, що володіють також біоцидною активністю на дейтероміцети - активні руйнівники металевих матеріалів [8 - 10]. У даній роботі наводяться результати дослідження ефективності ингибирующего корозію дії п'яти N- і O-містять органічні сполуки на процес електрохімічної корозії Cd-покриття в водно-сольовий середовищі, що містить міцеліальні гриби, і на наводороживание основи і покриття.

    Методика експерименту

    У корозійних дослідженнях застосовували сталеві зразки з Cd-покриттям з включеними в нього ОС в процесі формування електроосадка в сульфатному електроліті кадмирования при щільності струму 1,0; 2,0 і 3,0 А / дм2. ОС вводили в електроліт в концентрації 1,0; 2,0 і 5,0 ммоль / л. Кадмій облягали на пластинки 40 х 40 х 1,5 мм зі сталі Ст3.

    Мікроскопічні гриби Aspergillus niger, Phialofora fastigiata, Penicillium charlesii і Penicillium chrysogenum вирощували на агарізірованной середовищі Чапека (в г / л: NaNO2 - 2,0; MgSО4 - 0,5; FeSO4 - 0,01; KCl - 0,5; NaH2PO4 - 1,0; агар-агар - 20,0; сахароза - 20,0). Зразки з кадмієвих покриттям поміщали в чашки Петрі на середу Чапека і інокулював за допомогою бактеріальної петлі спорами микрогрибов. Посів грибів проводили методом штрихів і ліній [11]. Експозиція становила 21 діб. Зростання микрогрибов визначали візуально по бальної шкалою, що характеризує ступінь обростання матеріалів міцелієм грибів (ГОСТ СРСР 9.0489.053-75). Швидкість корозії визначали гравіметрично.

    Отримані результати та їх обговорення

    Досліджуючи корозію стали Ст3 в присутності микрогрибов, виявили, що вже на 3-ю добу експозиції на поверхні зразків з'являлися продукти корозії в результаті виділених клітинами мікроміцетів в корозійну середу органічних кислот. Зразки піддавалися значного руйнування, особливо в присутності Aspergillus niger і Penicillium chrysogenum. Швидкість корозії в контрольних зразках становить відповідно 2,6 і 2,1 г / м2 • добу, проростання суперечка відповідає 5 балам; на 90 і 95% площі пластин з кадмієвих покриттям були присутні продукти корозії. Мікроміцети Penicillium charlesii і Phialofora fastigiata менш сильно прискорювали процес корозії, яка склала 1,76 і 1,54 г / м2 • добу, зростання грибів - 4 бали,

    Вісник Російського державного університету ім. І. Канта. 2011. Вип. 1. С. 103-107.

    а площа ураження - 70 і 65% відповідно. З введенням добавок площа і швидкість корозії зменшувалися в порівнянні з контролем.

    Кращим біоцидним дією на Aspergillus niger володіє ОС 5 при концентрації 5,0 ммоль / л і Дк = 1 А / дм2. При цьому встановили, що при послідовному збільшенні концентрації добавки з 1,0; 2,0 і 5,0 ммоль / л швидкість корозії К зменшується таким чином: 1,2; 0,91; 0,77 г / м2 • добу; захисний ефект Z зростає: 54; 65 і 70%. Зростання грибів відповідав 2; 1; 0 балів, площа поверхні зразків, яка потрапила під корозії, - 65; 50; 35% відповідно. Слабкіше інших досліджуваних виявилося ОС 1, яке зменшувало швидкість корозії в присутності Aspergillus niger всього до 1,87 г / м2 • добу при Z = 28% при його вмісті в електроліті кадмирования С = 5 ммоль / л і щільності струму осадження кадмію 3 А / дм2.

    На Penicillium chrysogenum саме згубну дію зробило ОС 5. При концентраціях 1,0; 2,0 і 5,0 ммоль / л і щільності струму осадження кадмію 1 А / дм2 отримані наступні значення швидкості корозії К: 1,52; 1,44; 1,32 г / м2 • добу при Z: 28; 31 і 37%, зростання грибів характеризується як 2; 1; 0 балів відповідно.

    Це ж ОС стало кращим біоцидом і інгібітором для мікроміцетів Penicillium charlesii і Phialofora fastigiata. Найслабшим біоцидним дією на всі чотири види міцеліальних грибів володіє ОС 1.

    Всі досліджені ОС зменшують наводороживание кадмірованной стали в процесі мікологічної корозії, причому ОС 5, введене в електроліт кадмирования в концентрації 5 ммоль / л (при формуванні осаду при Дк = 1 А / дм2), проявляє найкраще ингибирующее наводороживание дію, значно знижуючи максимум на концентраційному профілі водню. На малюнку 1 представлені такі профілі, отримані в результаті пошарового розчинення сталі з кадмієвих покриттям, що містить ОС 5, при максимальній досліджуваній концентрації 5 ммоль / л і обложеним при Дк = 1 А / дм2, після корозії під дією чотирьох дейтеромицетов. Як і в разі корозії в присутності СРБ, підтверджено вкрай нерівномірний розподіл водню по глибині кадмірованних зразків. Водень концентрується в шарі покриття 10-15 мкм, що відповідає його змісту в металі покриття, і на глибині 30-40 мкм в шарі металу основи.

    Мал. 1. Концентраційні профілі водню після міцеліальної корозії сталі з кадмієвих покриттям (Дк = 1 А / дм2), обложеним в присутності органічної добавки 5 (С = 5 ммоль / л)

    При змісті ОС 5 5 ммоль / л в електроліті кадмирования і щільності струму його осадження 1 А / дм2 пікове вміст водню в шарі покриття склало 10 мл / 100 г після корозії зразків в присутності Phialofora fastigiata; 18 мл / 100 г після корозії в присутності Penicillium charlesii; збільшилася до 21 мл / 100 г після корозії в середовищі з Penicillium chrysogenum і до 25 мл / 100 г в середовищі, що містить Aspergillus niger. Зміст водню в сталевій основі було 21, 35, 44 і 53 мл / 100 г відповідно.

    Дослідження характеру наводороживания кадмірованной стали в контрольній серії дослідів показало сильне переважання водню в сталевій основі (10 - 30 мл / 100 г) над його кількістю в кадмиевом покритті, як і при СРБ-ініційованої корозії [12]. Можна відзначити кілька більшу (в 1,25 рази) водородосодержаніе зразків, корродировать в присутності дейтеромицетов, в порівнянні з корозією в присутності СРБ. При зменшенні концентрації досліджених ОС, що вводяться в електроліт кадмирования, і збільшенні щільності струму осадження

    кадмію наводороживание покритих зразків збільшується як в середовищах, що містять мікроміцети, так і в присутності СРБ. Збільшення Дк при електроосадженні кадмію з електролітів, що містять всі досліджені ОС, призводить до зростання водородосодержанія, особливо сильно проявляющемуся у металу основи (рис. 2).

    52 48 44 40 36 ь 32

    0

    ® 28

    1 24 & 20

    16 12 8 4

    25

    45

    65

    d, мкм

    Мал. 2. Розподіл водню по глибині кадмірованних зразків з органічної добавкою 5 (С = 5мМоль / л), введеної в електроліт кадмирования, після корозії в присутності РИа1о / ота fastigiata

    висновки

    1. Встановлено значне зниження швидкості корозії кадмірованной стали з включеними в покриття ОС в присутності РвтсШшш сНатШвеі, РетоШіш сhrysogenum, А8рег ^ 1ш niger і РМаЩота fastigiata.

    2. Отримано водневі концентраційні профілі в Сд-покритті і сталевій основі після корозії кадмірованной стали в водно-сольовий середовищі в присутності чотирьох видів міцеліальних грибів.

    3. Встановлено, що по агресивності на корозію і наводороживание стали з Сд-покриттям мікроміцети розташовуються в ряд: Aspeтgilus nigeт > РвтсШшш cНтysogenuш > РвтсШшш сНатШвеі > РИаЩота fastigiata.

    Список літератури

    1. Iverson W. P. Biological corrosion // Adv. Corros. Sci. And Technol. 1972. Vol. 2. P. 1 - 42.

    2. Канівська І. Г. Біологічна пошкодження промислових матеріалів. Л., 1984.

    3. Гоник А. А. Корозія нафтопромислового обладнання та заходи її попередження. М., 1976.

    4. Герасименко А. А. Захист машин від біопошкоджень. М., 1984.

    5. Iyer R. N., Pickering H. W., Takeuchi I., Zamanzadeh H. Hydrogen Sulfide Effect on Hydrogen Entry into Iron // A Mechanistic Study. Corrosion. 1990. Vol. 46 (6). P. 460 - 467.

    6. Захист від корозії, старіння і біопошкоджень машин, обладнання та споруд: довідник / ред. А. А. Герасименко. Т. 1. М., 1983.

    7. Лебедєва Г. Д. Обростання в прісних водах // Биоповреждения матеріалів і виробів. М., 1971. С. 5 - 75.

    8. Коваль Е. З., Сидоренко Л. П. Мікродеструктори промислових матеріалів. Київ, 1989.

    9. Єрмілова І. А., Канівська І. Г., Семенюк В. І. Вплив інгібіторів корозії на мікробіологічну стійкість металевих виробів народного споживання і їх упаковку / / Мікроорганізми і нижчі рослини - руйнівники матеріалів і виробів. М., 1979. С. 133 - 135.

    10. Кочкін Д. А. елементорганічних мономери і полімери як засобу захисту від біопошкоджень: олово-, свинець-, Мишьякорганічеськие з'єднання. Хімія і застосування / / Біологічні пошкодження будівельних і промислових матеріалів. Київ, 1978. С. 26 - 31.

    11. Белоглазов С. М. наводороживания стали при електрохімічних процесах. Л., 1975.

    12. Белоглазов С. М., Мяміна М. А., Мяміна А. А. Мікробіологічна корозія стали Ст3 з кадмієвих покриттям, з електроліту з органічними добавками // Практика протикорозійного захисту. 2008. № 2 (48) С. 38-41.

    про авторів

    Марія Олексіївна Мяміна - канд. хім. наук, доц., Російський державний університет ім. І. Канта, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Анжела Олексіївна Грібанькова - канд. хім. наук, доц., Російський державний університет ім. І. Канта, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Authors

    Dr. Mariya Myamina, Associate Professor, Department of Chemistry, IKSUR,, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Dr. Anzhela Gribankova, Associate Professor, head of the Department of Chemistry, IKSUR, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.


    Ключові слова: Корозія СТАЛИ / МІЦЕЛІАЛЬНИE ГРИБИ / біоцидний ДІЮ / Органічні сполуки / CD-ПОКРИТТЯ / ASPERGILLUS NIGER / PHIALOFORA FASTIGIATA / PENICILLIUM CHARLESII / CORROSION OF STEEL / MYCELIUM MINCES / BIOCIDE ACTION / ORGANIC COMPOUNDS / CD-COATING / PENICILLIUM CHRYSOGENUM

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити