管线钢微生物腐蚀机理与防护技术

随着海洋环境中日益增多的各种设备，如水下管道、船体和漂浮的近海生产设施，以及埋地油气管道、石化设施和核装备等均会受到微生物腐蚀的影响，且随着设备老化，微生物腐蚀所造成的经济支出将不断增加。在过去的25年里，针对现场案例以及不同条件下实验或现场测试的微生物腐蚀相关文献已达2000多篇，因此基于工业环境中所面临的问题，微生物腐蚀研究不断发展。本书首先介绍了微生物腐蚀的认识和发展、行为与机理以及研究方法，重点讲述了在石油石化领域影响微生物腐蚀的两类细菌硫酸盐还原菌和硝酸盐还原菌的研究进展；随后详细分析了两类细菌对石油管材腐蚀及应力腐蚀的行为和规律影响，同时也考虑了土壤环境、涂层剥离、阴极电位等因素，以最大程度贴合管材实际工况；最后从杀菌剂、涂层和抗菌材料的角度探究了微生物腐蚀防护的方法和机理。

刘波，男，汉族，陕西绥德人，1990年12月生，西安石油大学材料与工程学院讲师，北京科技大学博士学位，2013-2023年先后参与“甬沪宁”石油管线腐蚀调查、全国及东南亚土壤环境材料腐蚀调查分析、川藏线材料环境腐蚀调查等工作，期间在中国石化江苏石油分公司工作两年。近年来，在国内外学术期刊共发表学术论文10余篇，曾荣获第十六届青年腐蚀与防护科技“优秀论文奖”、“肖纪美-安科奖学金”等多项等荣誉和奖励。

目录 第1章微生物腐蚀概述（1） 11微生物腐蚀概念（1） 12微生物腐蚀认识与发展（2） 13微生物腐蚀行为与机理（4） 131生物膜的形成与影响（4） 132微生物腐蚀机理（5） 14微生物腐蚀研究方法（11） 141传统微生物腐蚀研究方法（11） 142新型微生物腐蚀研究方法（13） 15微生物腐蚀研究展望（17） 第2章管线钢硫酸盐还原菌腐蚀规律研究（19） 21引言（19） 22研究方法（20） 221实验介质与材料（20） 222电化学实验（21） 223浸泡实验（22） 23研究结果（22） 231细菌生长特性分析（22） 232腐蚀形貌分析（24） 233腐蚀电化学分析（29） 24分析与讨论（32） 241硫酸盐还原菌腐蚀机制（32） 242硫酸盐还原菌在剥离涂层下腐蚀规律（35） 25小结（36） 第3章管线钢硝酸盐还原菌腐蚀规律研究（37） 31引言（37） 32研究方法（38） 321实验介质与材料（38） 322电化学实验（39） 33研究结果（40） 331细菌生长特性分析（40） 332腐蚀形貌分析（41） 333电化学行为（45） 334腐蚀产物分析（50） 34分析与讨论（51） 341硝酸盐还原菌代谢产物腐蚀影响（51） 342硝酸盐还原菌电子传递腐蚀影响（53） 35小结（55） 第4章管线钢硫酸盐还原菌应力腐蚀规律研究（56） 41引言（56） 42研究方法（57） 421实验材料（57） 422实验装置（59） 43研究结果（60） 431弹性静载作用下细菌生长特性（60） 432弹性静载作用下电化学分析（62） 433弹性静载作用下腐蚀产物分析（68） 44分析与讨论（72） 441剥离涂层下力学-微生物电化学效应（72） 442弹性载荷对硫酸盐还原菌腐蚀影响（73） 45小结（75） 第5章管线钢硝酸盐还原菌应力腐蚀规律研究（76） 51引言（76） 52研究方法（77） 521实验介质与材料（77） 522应力腐蚀试验（77） 53研究结果（79） 531腐蚀形貌分析（79） 532电化学行为（80） 533应力腐蚀开裂敏感性分析（84） 534氢渗透分析（86） 54分析与讨论（88） 541硝酸盐还原菌对管线钢表面的影响（88） 542硝酸盐还原菌对应力腐蚀开裂的影响（91） 55小结（92） 第6章管线钢热影响区微生物应力腐蚀规律研究（93） 61引言（93） 62研究方法（94） 621实验材料（94） 622微观表面测试（95） 63研究结果（95） 631微观结构分析（95） 632显微硬度分析（97） 633电化学行为（98） 634表面形貌与成分（101） 635慢拉伸分析（103） 64分析与讨论（107） 641细菌对不同组织初始附着的影响（107） 642细菌对不同应变初始分布的影响（109） 65小结（113） 第7章管线钢微生物应力腐蚀动态机理研究（114） 71引言（114） 72实验方法（115） 721材料与传感器（115） 722随机森林模型（116） 73实验结果（118） 731腐蚀数据监测结果（118） 732基于随机森林模型分析腐蚀影响因素（121） 74分析与讨论（123） 741应力作用对电化学的影响（124） 742细菌的还原作用对电化学的影响（125） 743细菌和应力协同作用对电化学的影响（126） 744细菌和应力协同作用下的腐蚀开裂机理（127） 75小结（129） 第8章典型杀菌剂对管线钢微生物腐蚀防治研究（130） 81引言（130） 82研究方法（131） 821药敏试验（131） 822生长曲线特性分析（131） 83试验结果与讨论（132） 831药敏测试分析（132） 832抗菌形貌分析（135） 833失重分析（138） 834腐蚀形貌分析（140） 835电化学行为（143） 84分析与讨论（147） 85小结（148） 第9章含铜管线钢微生物腐蚀防治研究（149） 91引言（149） 92研究方法（150） 921材料成分和工艺设计（150） 922材料性能测试（151） 93试验结果与讨论（152） 931材料特征（152） 932电化学行为（153） 933腐蚀形貌分析（156） 934抗菌性能（158） 94分析与讨论（159） 95小结（161） 参考文献（162）