单位名称:广西金川有色金属有限公司 邮编:538002
摘要：由于循环水地埋管道隐蔽性强，腐蚀状态不易直接观察到，一旦发生泄漏，既不便维修，同时还会影响到炉窑及设备的安全运行，因此加强对循环水地埋管道的防腐保养与维护是管道防腐工作的重中之重。同时又因为造成循环水地埋管道腐蚀的原因较为复杂，主要腐蚀方式有：电化学腐蚀、化学腐蚀、杂散电流腐蚀、微生物腐蚀四个方面[1]，本文仅从微生物的腐蚀机理简要分析了管道内、外腐蚀的成因，对循环水地埋管道的腐蚀控制具有积极的意义。
关键词：循环水 地埋管道 微生物腐蚀 防腐措施
Abstract: due to the strong concealment of circulating water buried pipes, the corrosion state is not easy to observe directly. Once leakage occurs, it is not only inconvenient to repair, but also affects the safe operation of the kiln and equipment. Therefore, strengthening the preservation and maintenance of the recycled water buried pipeline is the most important work of pipeline corrosion protection. At the same time, the reasons for the corrosion of recycled water burial pipes are more complex. The main corrosion methods are: electrochemical corrosion, chemical corrosion, stray current corrosion, and microbial corrosion. 1] In this paper, the cause of corrosion in pipe is analyzed briefly from the mechanism of microorganism corrosion, which is of positive significance to the corrosion control of circulating water buried pipe.
Key words: Circulated water; Underground pipelines; Microbiological corrosion; Anti-corrosion measures
1.前言
冶炼行业循环水最常用的地埋管道有碳钢管道、复合管道、非金属管道等。非金属管道与复合管道虽然具有优良的耐腐蚀性，但其物理机械性能较金属管道差，在一定程度上应用范围受到了制约[2]。故在循环水管道输送中，埋地钢管仍有一席之地，管道外壁不可避免的都会因其所处的环境发生腐蚀，同时在开式循环水系统中，水体中带入的含铜粉尘及烟气也会可加剧对金属管道腐蚀，因此充分认识腐蚀形成的机理与采取相适应的防腐工艺具有重要的现实意义。
2.地埋管道微生物腐蚀机理
微生物腐蚀是由一种或多种细菌和真菌存在及其活动引起的腐蚀。这些微生物包括金属氧化性细菌、硫酸还原菌、产酸菌及金属还原菌，其在代谢过程可分为好氧和厌氧两种，他们在生物膜内以复杂的方式相互作用[3]。好氧代谢主要发生在供氧充足的区域，如循环水冷却塔填料层、水池的水面表层及循环回水管道顶部水与空气接触面等处，厌氧代谢主要发生在贫氧的环境，如循环水管道垢下、水池下部等[4]。不论是好氧菌还是厌氧菌，其分解铁是一个综合性的电化学过程,均会对钢质管道产生腐蚀性伤害 [5] 。
2.1好氧菌引起的腐蚀机理
金属表面因好氧微生物（硫化菌、铁氧化菌、铁细菌等）的繁衍而形成高低不平且不规则的生物膜，生物膜会渐渐长大结瘤，并通过微生物的相关活动使得生物膜内的环境发生酸碱度或者氧浓度等一系列的变化，进而使得金属的表面形成阳极区与阴极区，致使局部腐蚀的形成。此外，铁氧化菌在含氧量极低的环境下进行分裂，其参与金属腐蚀的机理是铁氧化菌能够将2价的铁离子氧化为3价的铁离子，即4FeCO3+O2+6H2O→4Fe（OH）3+4CO2，3价的铁离子沉积于金属的表面形成稳定的被覆层，进而形成氧浓差电池并产生电化学腐蚀。
2.2厌氧菌引起的腐蚀机理
以厌氧的硫酸盐还原菌为例：硫酸盐还原菌适宜在PH值为6-8的厌氧环境下繁殖，其代谢过程中，需要氢或某些还原物质将硫酸盐还原成硫化物：
SO42-+8[H]→S2- +4H2O
反应生成的S2-与Fe2+反应生成FeS，从而促进了阳极的离子化反应：
Fe2++ S2-→FeS↓
2.3黏稠性细菌膜生成菌的腐蚀机理
黏稠性细菌膜生成菌是指细菌的细胞具有一定黏稠特性的细菌，多数细菌倾向于贴附物体表面生长并伴随黏液状物质的排泄，进而形成胞外高聚物吸附各类颗粒物质构成基质。微生物在生物膜内处于与自由悬浮状态大相径庭的环境，其密度远高于悬浮状态，此类细菌具有好氧特点并形成氧浓差而构成浓度差电池，从而于金属表面的不同区域构成阳极区与阴极区并造成腐蚀。此外，黏稠性细菌膜生成菌的黏稠性使其在管线内壁上形成相对厚度的细菌膜而影响设备的正常使用，同时还会因其好氧特性将细菌膜变为无氧环境，进而导致混合型细菌的腐蚀。
3.循环水地埋管道的微生物腐蚀控制措施
3.1内腐蚀控制措施
3.1.1杀菌及抑菌
杀菌：杀菌的主要方式为化学药剂，药剂方案需根据现场实际检测结果确定，通过电子显微镜或者异氧菌培养实验了解现场腐蚀性微生物的种类，根据存在的微生物物种特点和生存特性、选择针对性的杀菌剂单品，最后组合成多功能复合杀菌剂。复合杀菌剂配方易准备两种或更多交替使用，避免菌群产生抗药性。并且复合杀菌剂须满足低毒环保的要求。
抑制微生物生长环境：与杀菌所使用的化学方法不同，抑菌的手段多为物理手段。因为微生物生长繁殖都需要一个适宜的环境条件，所以通过破坏微生物的生存条件、减少微生物营养源，干扰微生物新陈代谢过程及其产物等方式，可以有效减少微生物腐蚀的危害，限制金属管道周围的微生物生长的营养物可以抑制微生物的生长。如尽量控制环境中的有机物（碳水化合物、烃类、腐蚀质、藻类）、铵盐、磷、铁、亚铁、硫及硫酸盐等可极大的降低微生物增长，改变微生物生存环境的温度、湿度、PH值、含盐量、含氧量等可以降低微生物的危害，例如控制PH值在5.5～9范围以外、温度50℃以上能强烈抑制菌类生长。因为pH值过低会造成管道被酸蚀，所以通常选择将环境pH值控制在8—10以保护管道；作防腐涂层切断硫源能阻止硫杆菌的破坏，并且防止管路受潮，便于控制湿度、含氧量，有效抑制微生物生长。
3.1.2内涂层和衬里保护
采用内涂层或衬里使金属管道与流体介质隔离是解决管线内壁腐蚀的最有效途径之一。内涂层和衬里将微生物与营养源隔绝，并具有控制湿度、隔绝氧气等多种功能。涂层材料选择范围广，具有适应性强、施工工艺简单、价格低廉、表面光滑、不易结垢等优点。尤其是近年来采用内挤涂和内防护智能补口工艺技术以来，促进了管线内腐蚀防护技术的发展，在一定程度上延长了管线寿命[6]。
3.1.3外涂层法
涂层法是最早使用也是最主要的金属管道防腐方法，涂层的目的是为了使腐蚀环境与管道的金属表面相互隔离，从根本上减少了管道的电化学腐蚀和微生物腐蚀。按防腐层的性质可以将其分为有机防腐涂层、无机防腐涂层及有机和无机复合防腐涂层。有机防腐涂层具有良好的耐酸、碱腐蚀性能，主要有石油沥青及煤焦油防腐涂层、环氧类防腐涂层、橡胶防腐涂层、聚氨酯防腐涂层等。
3.2阴极保护法
阴极保护法能够使阴极极化的表面吸引硫酸盐还原菌等微生物，因此阴极保护法的使用应尽量在微生物腐蚀的区域以使得抑制腐蚀所需的阴极保护电位负值更大，否则微生物腐蚀的速度会相较于之前没有阴极保护时而言更快。同时由于微生物腐蚀加强腐蚀反应的能力，从而加强了给定级化水平所需的阴极保护电流。除此之外，金属表面会因微生物的不断腐蚀而逐渐暴露，因而需要通过加大阴极保护电流的方法来控制微生物腐蚀，即以提升极化水平的方式抑制微生物的生长与腐蚀。
4.结束语
微生物腐蚀是自然界中普遍存在的一个现象，由于微生物的多样性和复杂性，很难完全消除微生物腐蚀。目前在微生物腐蚀的控制方面还没有一种尽善尽美的方法，因此在埋地管道腐蚀的防护措施中应充分地认识到微生物腐蚀对其可靠性与安全性的严重影响，对于沿海工业园区的重要地下金属管道（如：冶炼炉窑循环水及其他腐蚀性介质）应尽可能选择杀菌、抑菌、涂层、阴极保护多种等措施联动使用，将地埋金属管道因微生物腐蚀带来的风险降到最低。
参考文献:
[1]吴江.地下钢质燃气管道腐蚀与防护.煤炭技术，2004，23（4）:17-18
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[3] 夏双辉，戚明友，李建秀.微生物腐蚀机理及对埋地管道腐蚀保护的影响［J］.全面腐蚀控制，2005,3（19）:27-30.
[4] 吕福堂，司东霞，戴保国，微生物与新型农业，生物学通报，2003，38（8）：23-24
[5] S. Valls, E. VA zquez. Stabilisation and solidification of sewage sludges with Portland cement. Cement and Concrete Research ，2000 (30) ：1671-1678
[6] 李勃 ．中原油 田集输 管道 的内腐蚀及 腐蚀 防护技术 的应用研究 ．内蒙古石油化工 ，2005(8 ) ：170．