阴离子和硫酸盐还原菌作用下管线钢腐蚀行为的研究进展

吴明¹，郭紫薇¹，谢飞¹，王丹¹，王义闯²，郭大成³，姜锦涛³

1. 辽宁石油化工大学石油天然气工程学院2. 中国石油东北销售分公司3. 中石油辽河油田油气集输公司

摘 要：近年来,在油气输送过程中,管线泄漏事故屡次发生,这不仅会威胁管线的安全运行,而且会造成环境的污染和巨大的经济损失。腐蚀是造成管线泄漏事故的主要原因。管线钢被广泛地铺设于土壤或海底等环境中,而这些环境通常具有十分复杂的腐蚀特性,如腐蚀性阴离子、微生物、温度、溶解氧、pH值等多种因素都会对管线钢的腐蚀造成影响。因此,在这些因素的共同作用下,管线钢的腐蚀问题不可避免。其中阴离子和硫酸盐还原菌（Sulfate-reducing bacteria,SRB）是造成管线钢腐蚀最主要的因素。在管线钢服役环境中,可能存在Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、NO₃^-、S^2-等腐蚀性阴离子,其中Cl^-与SO₄^2-最为普遍,相关研究较为充分。有关Cl^-对管线钢腐蚀影响规律的研究结果较统一,即随着Cl^-浓度的升高,管线钢的腐蚀速率加快。而有关SO₂-4对管线钢腐蚀的影响规律,目前的观点尚不统一。此外,研究者们在SRB对管线钢腐蚀行为影响方面也做了大量的研究工作。部分研究结果表明,SRB的新陈代谢会加速管线钢腐蚀,还有研究认为SRB会在管线钢表面生成生物膜保护金属,减缓管线钢腐蚀的发生。如今,研究者们意识到管线钢腐蚀的影响因素是多种环境因素共同作用的结果,不能取决于单一环境因素。因此,阴离子与SRB的协同作用对管线钢腐蚀行为的影响成为了目前学术界的研究焦点。研究发现,当阴离子与SRB共同存在时,阴离子会改变SRB的活性,进而影响管线钢的腐蚀行为。目前研究主要集中于Cl^-与SRB共存时,Cl^-浓度反映介质中的盐度,盐类可以通过改变微生物水中的渗透压,影响细菌物质运输,从而改变微生物活性。当腐蚀介质中Cl^-含量较高时,SRB的生长繁殖会被抑制,大部分SRB细胞脱水死亡,不会发生明显的微生物腐蚀,但在Cl^-含量不高且适宜SRB生长的环境中,SRB会与Cl^-共同作用,导致金属发生明显的微生物腐蚀。本文分别综述了阴离子与SRB对管线钢腐蚀行为的影响,总结了SRB与阴离子的协同作用对管线钢腐蚀行为影响的研究现状,提出了当前研究的缺陷与不足并对未来的研究进行了展望。

关键词：管线钢;阴离子;硫酸盐还原菌(SRB);协同作用;