Täname, et külastasite veebisaiti Nature.com.Teie kasutataval brauseri versioonil on piiratud CSS-i tugi.Parima kasutuskogemuse saavutamiseks soovitame kasutada värskendatud brauserit (või keelata Internet Exploreris ühilduvusrežiim).Seni renderdame saidi jätkuva toe tagamiseks ilma stiilide ja JavaScriptita.
Mikroobne korrosioon (MIC) on tõsine probleem paljudes tööstusharudes, kuna see võib kaasa tuua suuri majanduslikke kahjusid.Super duplex roostevaba teras 2707 (2707 HDSS) kasutatakse merekeskkonnas tänu selle suurepärasele keemilisele vastupidavusele.Kuid selle resistentsust MIC suhtes ei ole eksperimentaalselt tõestatud.Selles uuringus uuriti mere aeroobse bakteri Pseudomonas aeruginosa põhjustatud MIC 2707 HDSS käitumist.Elektrokeemiline analüüs näitas, et Pseudomonas aeruginosa biokile olemasolul 2216E keskkonnas toimub positiivne muutus korrosioonipotentsiaalis ja korrosioonivoolu tiheduse suurenemine.Röntgenfotoelektronspektroskoopia (XPS) analüüs näitas Cr-sisalduse vähenemist biokile all oleva proovi pinnal.Süvendite visuaalne analüüs näitas, et P. aeruginosa biokile tekitas 14-päevase inkubatsiooni jooksul maksimaalse süvendi sügavuse 0,69 µm.Kuigi see on väike, näitab see, et 2707 HDSS ei ole P. aeruginosa biofilmide MIC suhtes täielikult immuunne.
Roostevaba dupleksteraste (DSS) kasutatakse laialdaselt erinevates tööstusharudes tänu suurepäraste mehaaniliste omaduste ja korrosioonikindluse täiuslikule kombinatsioonile1,2.Siiski esineb endiselt lokaalseid auke ja see mõjutab selle terase terviklikkust3,4.DSS ei ole mikroobse korrosiooni (MIC) suhtes vastupidav5,6.Vaatamata DSS-i laiale kasutusalale, leidub endiselt keskkondi, kus DSS-i korrosioonikindlus ei ole pikaajaliseks kasutamiseks piisav.See tähendab, et on vaja kallimaid ja suurema korrosioonikindlusega materjale.Jeon jt7 leidsid, et isegi superdupleks-roostevaba terasel (SDSS) on korrosioonikindluse osas teatud piirangud.Seetõttu on mõnel juhul vaja kõrgema korrosioonikindlusega superduplex-roostevaba terast (HDSS).See viis kõrge legeeritud HDSS-i väljatöötamiseni.
Korrosioonikindlus DSS sõltub alfa- ja gammafaaside suhtest ning on teise faasiga külgnevates Cr, Mo ja W piirkondades 8, 9, 10 ammendunud.HDSS sisaldab kõrge Cr-, Mo- ja N11-sisaldusega, seetõttu on sellel suurepärane korrosioonikindlus ja kõrge väärtus (45-50) samaväärse täpitaluvuse arvu (PREN) väärtusega, mis on määratud massiprotsenti Cr + 3,3 (massiprotsenti Mo +). 0,5 massiprotsenti + 16 massiprotsenti.N12.Selle suurepärane korrosioonikindlus sõltub tasakaalustatud koostisest, mis sisaldab ligikaudu 50% ferriiti (α) ja 50% austeniitset (γ) faasi.HDSS-il on paremad mehaanilised omadused ja suurem vastupidavus kloriidi korrosioonile.Täiustatud korrosioonikindlus laiendab HDSS-i kasutamist agressiivsemates kloriidikeskkondades, näiteks merekeskkonnas.
MIC-id on suureks probleemiks paljudes tööstusharudes, nagu nafta-, gaasi- ja veetööstus14.MIC moodustab 20% kõigist korrosioonikahjustustest15.MIC on bioelektrokeemiline korrosioon, mida võib täheldada paljudes keskkondades.Metallpindadele tekkivad biokiled muudavad elektrokeemilisi tingimusi, mõjutades seeläbi korrosiooniprotsessi.Laialdaselt arvatakse, et MIC korrosiooni põhjustavad biokiled.Elektrogeensed mikroorganismid söövad ära metallid, et saada ellujäämiseks vajalikku energiat17.Hiljutised MIC-uuringud on näidanud, et EET (rakuväline elektronide ülekanne) on elektrogeensete mikroorganismide poolt indutseeritud MIC-i kiirust piirav tegur.Zhang et al.18 näitas, et elektronide vahendajad kiirendavad elektronide ülekannet Desulfovibrio sessificansi rakkude ja 304 roostevaba terase vahel, mille tulemuseks on raskem MIC-rünnak.Anning et al.19 ja Wenzlaff et al.20 on näidanud, et söövitavate sulfaate redutseerivate bakterite (SRB-de) biokiled võivad otse absorbeerida elektrone metallsubstraatidelt, mille tulemuseks on tõsine auk.
DSS on teadaolevalt vastuvõtlik MIC-le söötmes, mis sisaldab SRB-sid, rauda redutseerivaid baktereid (IRB) jne. 21 .Need bakterid põhjustavad DSS-i pinnal lokaalseid auke biokilede all 22, 23.Erinevalt DSS-ist pole HDSS24 MIC hästi tuntud.
Pseudomonas aeruginosa on gramnegatiivne, liikuv, pulgakujuline bakter, mis on looduses laialt levinud25.Pseudomonas aeruginosa on ka merekeskkonnas suur mikroobirühm, mis põhjustab kõrgenenud MIC kontsentratsiooni.Pseudomonas osaleb aktiivselt korrosiooniprotsessis ja teda tunnustatakse biokile moodustumise ajal pioneeri kolonisaatorina.Mahat et al.28 ja Yuan et al.29 näitas, et Pseudomonas aeruginosa kaldub suurendama pehme terase ja sulamite korrosioonikiirust veekeskkonnas.
Käesoleva töö põhieesmärk oli uurida mere aeroobse bakteri Pseudomonas aeruginosa poolt põhjustatud MIC 2707 HDSS omadusi, kasutades elektrokeemilisi meetodeid, pinnaanalüüsi meetodeid ja korrosiooniproduktide analüüsi.MIC 2707 HDSS käitumise uurimiseks viidi läbi elektrokeemilised uuringud, sealhulgas avatud vooluahela potentsiaali (OCP), lineaarse polarisatsioonitakistuse (LPR), elektrokeemilise impedantsi spektroskoopia (EIS) ja potentsiaalse dünaamilise polarisatsiooni uuringud.Korrodeerunud pinnal olevate keemiliste elementide tuvastamiseks viidi läbi energia hajutav spektromeetriline analüüs (EDS).Lisaks kasutati röntgenkiirte fotoelektronspektroskoopiat (XPS), et määrata oksiidkile passivatsiooni stabiilsust Pseudomonas aeruginosa sisaldava merekeskkonna mõjul.Süvendite sügavust mõõdeti konfokaalse laserskaneeriva mikroskoobi (CLSM) all.
Tabelis 1 on näidatud 2707 HDSS keemiline koostis.Tabel 2 näitab, et 2707 HDSS-il on suurepärased mehaanilised omadused ja voolavuspiir on 650 MPa.Joonisel fig.1 näitab lahuse kuumtöödeldud 2707 HDSS optilist mikrostruktuuri.Umbes 50% austeniiti ja 50% ferriidifaase sisaldavas mikrostruktuuris on nähtavad sekundaarsete faasideta austeniidi ja ferriidi faaside piklikud ribad.
Joonisel fig.Joonisel 2a on näidatud avatud ahela potentsiaal (Eocp) versus kokkupuuteaeg 2707 HDSS puhul 2216E abiootilises söötmes ja P. aeruginosa puljongis 14 päeva temperatuuril 37 °C.See näitab, et suurim ja kõige olulisem muutus Eocp-s toimub esimese 24 tunni jooksul.Eocp väärtused saavutasid mõlemal juhul -145 mV (võrreldes SCE-ga) umbes 16 tunni pärast ja langesid seejärel järsult, jõudes abiootilise proovi puhul -477 mV (võrreldes SCE-ga) ja -236 mV (võrreldes SCE-ga).ja P Pseudomonas aeruginosa kupongid).24 tunni pärast oli Eocp 2707 HDSS väärtus P. aeruginosa puhul suhteliselt stabiilne –228 mV juures (võrreldes SCE-ga), samas kui mittebioloogiliste proovide vastav väärtus oli ligikaudu –442 mV (võrreldes SCE-ga).Eocp P. aeruginosa juuresolekul oli üsna madal.
2707 HDSS-proovi elektrokeemiline uuring abiootilises söötmes ja Pseudomonas aeruginosa puljongis temperatuuril 37 °C:
(a) Eocp särituse aja funktsioonina, (b) polarisatsioonikõverad 14. päeval, (c) Rp kokkupuuteaja funktsioonina ja (d) icorr kokkupuuteaja funktsioonina.
Tabelis 3 on näidatud 2707 HDSS-proovi elektrokeemilised korrosiooniparameetrid, mis olid kokku puutunud abiootilise ja Pseudomonas aeruginosa inokuleeritud söötmega 14 päeva jooksul.Anoodi ja katoodi kõverate puutujad ekstrapoleeriti, et saada ristumiskohad, mis annavad korrosioonivoolu tiheduse (icorr), korrosioonipotentsiaali (Ecorr) ja Tafeli kalle (βα ja βc) vastavalt standardmeetoditele30, 31.
Nagu on näidatud joonisel fig.Nagu on näidatud joonisel fig 2b, põhjustas P. aeruginosa kõvera nihe ülespoole Ecorr'i tõusu võrreldes abiootilise kõveraga.Korrosioonikiirusega võrdeline icorr väärtus tõusis Pseudomonas aeruginosa proovis 0,328 µA cm-2-ni, mis on neli korda suurem kui mittebioloogilises proovis (0,087 µA cm-2).
LPR on klassikaline mittepurustav elektrokeemiline meetod kiireks korrosioonianalüüsiks.Seda on kasutatud ka MIC32 uurimiseks.Joonisel fig.2c näitab polarisatsioonitakistust (Rp) särituse aja funktsioonina.Kõrgem Rp väärtus tähendab vähem korrosiooni.Esimese 24 tunni jooksul saavutas Rp 2707 HDSS maksimum väärtuse 1955 kΩ cm2 abiootiliste proovide puhul ja 1429 kΩ cm2 Pseudomonas aeruginosa proovide puhul.Joonis 2c näitab ka, et Rp väärtus langes kiiresti ühe päeva pärast ja jäi seejärel järgmise 13 päeva jooksul suhteliselt muutumatuks.Pseudomonas aeruginosa proovi Rp väärtus on umbes 40 kΩ cm2, mis on palju madalam kui mittebioloogilise proovi 450 kΩ cm2 väärtus.
Icorr väärtus on võrdeline ühtlase korrosioonikiirusega.Selle väärtuse saab arvutada järgmise Stern-Giri võrrandi abil:
Vastavalt Zoe jt.33, võeti selle töö Tafeli kalde B tüüpiliseks väärtuseks 26 mV/dets.Joonis 2d näitab, et mittebioloogilise proovi 2707 icorr jäi suhteliselt stabiilseks, samas kui P. aeruginosa proov kõikus pärast esimest 24 tundi tugevalt.P. aeruginosa proovide icorr väärtused olid suurusjärgu võrra kõrgemad kui mittebioloogilistel kontrollidel.See suundumus on kooskõlas polarisatsioonitakistuse tulemustega.
EIS on veel üks mittepurustav meetod, mida kasutatakse korrodeerunud pindade elektrokeemiliste reaktsioonide iseloomustamiseks.Abiootilisele keskkonnale ja Pseudomonas aeruginosa lahusele avatud proovide impedantsi spektrid ja arvutatud mahtuvuse väärtused, proovi pinnale moodustunud passiivne kile/biokile takistus Rb, laengu ülekandetakistus Rct, elektriline kahekihiline mahtuvus Cdl (EDL) ja konstantsed QCPE faasielemendi parameetrid (CPE).Neid parameetreid analüüsiti täiendavalt, sobitades andmed ekvivalentse vooluahela (EMÜ) mudeli abil.
Joonisel fig.3 on kujutatud tüüpilised Nyquisti graafikud (a ja b) ja Bode graafikud (a' ja b') 2707 HDSS proovi jaoks abiootilises söötmes ja P. aeruginosa puljongis erinevate inkubatsiooniaegade jaoks.Nyquisti rõnga läbimõõt väheneb Pseudomonas aeruginosa juuresolekul.Bode'i graafik (joonis 3b') näitab kogutakistuse suurenemist.Teavet relaksatsiooniaja konstandi kohta saab faasimaksimumistest.Joonisel fig.Joonisel 4 on näidatud füüsilised struktuurid, mis põhinevad ühekihil (a) ja kahekihil (b) ning vastavatel EMÜdel.CPE on lisatud EMÜ mudelisse.Selle sisselaskevõime ja impedants on väljendatud järgmiselt:
Kaks füüsilist mudelit ja vastavad samaväärsed ahelad näidis 2707 HDSS impedantsi spektri sobitamiseks:
kus Y0 on KPI väärtus, j on imaginaarne arv või (-1)1/2, ω on nurksagedus, n on KPI võimsusindeks, mis on väiksem kui üks35.Laengu ülekandetakistuse inversioon (st 1/Rct) vastab korrosioonikiirusele.Mida väiksem Rct, seda suurem on korrosioonikiirus27.Pärast 14-päevast inkubeerimist saavutas Pseudomonas aeruginosa proovide Rct 32 kΩ cm2, mis on palju väiksem kui mittebioloogiliste proovide 489 kΩ cm2 (tabel 4).
Joonisel fig 5 olevad CLSM-kujutised ja SEM-kujutised näitavad selgelt, et HDSS-i proovi 2707 pinnal olev biokilekate on 7 päeva pärast tihe.Kuid 14 päeva pärast oli biokile katvus halb ja ilmusid mõned surnud rakud.Tabelis 5 on näidatud biokile paksus 2707 HDSS proovil pärast kokkupuudet P. aeruginosaga 7 ja 14 päeva.Maksimaalne biokile paksus muutus 23,4 µm-lt 7 päeva pärast 18,9 µm-ni 14 päeva pärast.Seda suundumust kinnitas ka biokile keskmine paksus.See vähenes 22,2 ± 0,7 μm-lt 7 päeva pärast 17,8 ± 1,0 μm-ni 14 päeva pärast.
(a) 3-D CLSM-pilt 7 päeva pärast, (b) 3-D CLSM-pilt 14 päeva pärast, (c) SEM-pilt 7 päeva pärast ja (d) SEM-pilt 14 päeva pärast.
EMF avastas keemilisi elemente biokiledes ja korrosiooniproduktides proovidel, mis olid kokku puutunud P. aeruginosaga 14 päeva jooksul.Joonisel fig.Jooniselt 6 on näha, et C, N, O ja P sisaldus biokiledes ja korrosiooniproduktides on oluliselt suurem kui puhastes metallides, kuna need elemendid on seotud biokilede ja nende metaboliitidega.Mikroobid vajavad vaid vähesel määral kroomi ja rauda.Kõrge Cr ja Fe sisaldus biokiles ning korrosiooniproduktid proovide pinnal näitavad, et metallmaatriksis on korrosiooni tõttu elemente kadunud.
14 päeva pärast täheldati söötmes 2216E süvendeid P. aeruginosaga ja ilma.Enne inkubeerimist oli proovide pind sile ja defektideta (joonis 7a).Pärast inkubeerimist ning biokile ja korrosiooniproduktide eemaldamist uuriti proovide pinnal olevaid sügavaimaid süvendeid CLSM-i abil, nagu on näidatud joonistel 7b ja c.Mittebioloogiliste kontrollide pinnal (maksimaalne aukude sügavus 0,02 µm) ei leitud ühtegi selget auku.P. aeruginosa põhjustatud süvendi maksimaalne sügavus oli 7 päeva pärast 0,52 µm ja 14 päeva pärast 0,69 µm, võttes aluseks 3 proovi keskmise maksimaalse süvendi sügavuse (iga proovi jaoks valiti 10 maksimaalset süvendi sügavust).Saavutati vastavalt 0,42 ± 0,12 µm ja 0,52 ± 0,15 µm (tabel 5).Need augu sügavuse väärtused on väikesed, kuid olulised.
a) enne kokkupuudet, b) 14 päeva abiootilises keskkonnas ja c) 14 päeva Pseudomonas aeruginosa puljongis.
Joonisel fig.Tabelis 8 on näidatud erinevate proovipindade XPS-spektrid ja iga pinna analüüsitud keemiline koostis on kokku võetud tabelis 6. Tabelis 6 on toodud Fe ja Cr aatomprotsendid P. aeruginosa juuresolekul (proovid A ja B). palju madalamad kui mittebioloogilistel kontrollidel.(proovid C ja D).P. aeruginosa proovi jaoks sobitati Cr 2p tuuma tasemel olev spektraalkõver nelja piigi komponendiga, mille sidumisenergia (BE) oli 574,4, 576,6, 578,3 ja 586,8 eV, mille võib seostada Cr, Cr2O3, CrO3 .ja Cr(OH)3, vastavalt (joonised 9a ja b).Mittebioloogiliste proovide puhul sisaldab põhilise Cr 2p taseme spekter kahte peamist piiki Cr (573,80 eV BE puhul) ja Cr2O3 (575,90 eV BE puhul) joonistel fig.9c ja d, vastavalt.Kõige silmatorkavam erinevus abiootiliste proovide ja P. aeruginosa proovide vahel oli Cr6+ olemasolu ja Cr(OH)3 suurem suhteline osakaal (BE 586,8 eV) biokile all.
Proovi 2707 HDSS pinna lai XPS-spekter kahes keskkonnas on vastavalt 7 ja 14 päeva.
(a) 7 päeva kokkupuudet P. aeruginosaga, (b) 14 päeva P. aeruginosaga, (c) 7 päeva abiootilises keskkonnas ja (d) 14 päeva abiootilises keskkonnas.
HDSS-il on enamikus keskkondades kõrge korrosioonikindlus.Kim et al.2 teatasid, et HDSS UNS S32707 tuvastati tugevalt legeeritud DSS-ina, mille PREN on suurem kui 45. Proovi 2707 HDSS PREN väärtus selles töös oli 49. Selle põhjuseks on kõrge kroomisisaldus ja kõrge kroomisisaldus. molübdeen ja nikkel, mis on kasulikud happelises keskkonnas.ja kõrge kloriidisisaldusega keskkonnad.Lisaks on hästi tasakaalustatud koostis ja defektideta mikrostruktuur kasulikud struktuuri stabiilsuse ja korrosioonikindluse tagamiseks.Vaatamata suurepärasele keemilisele vastupidavusele näitavad selle töö eksperimentaalsed andmed, et 2707 HDSS ei ole P. aeruginosa biokile MIC-ide suhtes täielikult immuunne.
Elektrokeemilised tulemused näitasid, et 2707 HDSS korrosioonikiirus P. aeruginosa puljongis suurenes 14 päeva pärast oluliselt võrreldes mittebioloogilise keskkonnaga.Joonisel 2a täheldati Eocp vähenemist nii abiootilises söötmes kui ka P. aeruginosa puljongis esimese 24 tunni jooksul.Pärast seda katab biokile proovi pinna täielikult ja Eocp muutub suhteliselt stabiilseks36.Bioloogiline Eocp tase oli aga palju kõrgem kui mittebioloogiline Eocp tase.On põhjust arvata, et see erinevus on seotud P. aeruginosa biokilede tekkega.Joonisel fig.2d P. aeruginosa juuresolekul saavutas icorr 2707 HDSS väärtus 0,627 μA cm-2, mis on suurusjärgu võrra kõrgem kui abiootilise kontrolli oma (0,063 μA cm-2), mis oli kooskõlas mõõdetud Rct väärtusega. EIS-i poolt.Esimestel päevadel tõusid impedantsi väärtused P. aeruginosa puljongis P. aeruginosa rakkude kinnitumise ja biokilede moodustumise tõttu.Kui aga biokile katab täielikult proovi pinna, siis impedants väheneb.Kaitsekihti rünnatakse eelkõige biokilede ja biokile metaboliitide moodustumise tõttu.Sellest tulenevalt vähenes aja jooksul korrosioonikindlus ja P. aeruginosa kinnitumine põhjustas lokaalse korrosiooni.Abiootiliste keskkondade suundumused olid erinevad.Mittebioloogilise kontrolli korrosioonikindlus oli palju suurem kui P. aeruginosa puljongiga eksponeeritud proovide vastav väärtus.Lisaks saavutas abiootiliste liitumiste puhul Rct 2707 HDSS väärtus 14. päeval 489 kΩ cm2, mis on 15 korda kõrgem kui Rct väärtus (32 kΩ cm2) P. aeruginosa juuresolekul.Seega on 2707 HDSS-l suurepärane korrosioonikindlus steriilses keskkonnas, kuid see ei ole vastupidav P. aeruginosa biokilede MIC-dele.
Neid tulemusi saab jälgida ka polarisatsioonikõveratelt joonistel fig.2b.Anoodset hargnemist on seostatud Pseudomonas aeruginosa biokile moodustumise ja metallide oksüdatsioonireaktsioonidega.Sel juhul on katoodreaktsioon hapniku redutseerimine.P. aeruginosa esinemine suurendas oluliselt korrosioonivoolu tihedust, ligikaudu suurusjärgu võrra suurem kui abiootilises kontrollis.See näitab, et P. aeruginosa biokile suurendab 2707 HDSS lokaalset korrosiooni.Yuan et al.29 leidsid, et Cu-Ni 70/30 sulami korrosioonivoolu tihedus suurenes P. aeruginosa biokile toimel.See võib olla tingitud hapniku redutseerimise biokatalüüsist Pseudomonas aeruginosa biokilede poolt.See tähelepanek võib selles töös selgitada ka MIC 2707 HDSS-i.Samuti võib aeroobsete biokilede all olla vähem hapnikku.Seetõttu võib selles töös MIC-i soodustavaks teguriks olla metallpinna hapnikuga passiveerimisest keeldumine.
Dickinson et al.38 viitas sellele, et keemiliste ja elektrokeemiliste reaktsioonide kiirust võib otseselt mõjutada sessiilsete bakterite metaboolne aktiivsus proovi pinnal ja korrosiooniproduktide olemus.Nagu on näidatud joonisel 5 ja tabelis 5, vähenes rakkude arv ja biokile paksus 14 päeva pärast.Seda saab põhjendatult seletada asjaoluga, et 14 päeva pärast suri suurem osa 2707 HDSS pinnal olevatest istuvatest rakkudest 2216E söötme toitainete ammendumise või 2707 HDSS maatriksist toksiliste metalliioonide vabanemise tõttu.See on partiikatsete piirang.
Selles töös aitas P. aeruginosa biokile kaasa Cr ja Fe lokaalsele kahanemisele biokile all HDSS 2707 pinnal (joonis 6).Tabelis 6 on näidatud Fe ja Cr vähenemine proovis D võrreldes prooviga C, mis näitab, et P. aeruginosa biokilest põhjustatud lahustunud Fe ja Cr püsisid esimese 7 päeva jooksul.2216E keskkonda kasutatakse merekeskkonna simuleerimiseks.See sisaldab 17700 ppm Cl-, mis on võrreldav selle sisaldusega looduslikus merevees.17700 ppm Cl- esinemine oli XPS-ga analüüsitud 7- ja 14-päevaste abiootiliste proovide Cr vähenemise peamiseks põhjuseks.Võrreldes P. aeruginosa proovidega oli Cr lahustumine abiootilistes proovides palju väiksem tänu 2707 HDSS tugevale resistentsusele abiootilistes tingimustes kloori suhtes.Joonisel fig.9 näitab Cr6+ olemasolu passiveerivas kiles.See võib olla seotud kroomi eemaldamisega teraspindadelt P. aeruginosa biokilede abil, nagu soovitasid Chen ja Clayton.
Bakterite kasvu tõttu olid söötme pH väärtused enne ja pärast kasvatamist vastavalt 7,4 ja 8,2.Seega, allpool P. aeruginosa biokile, ei aita orgaaniline happeline korrosioon tõenäoliselt sellele tööle kaasa, kuna puistekeskkonnas on suhteliselt kõrge pH.Mittebioloogilise kontrollsöötme pH ei muutunud oluliselt (algselt 7,4-lt lõplikule 7,5-le) 14-päevase testiperioodi jooksul.Inokuleerimissöötme pH tõus pärast inkubeerimist oli seotud P. aeruginosa metaboolse aktiivsusega ja leiti, et sellel on testribade puudumisel pH-le sama mõju.
Nagu on näidatud joonisel 7, oli P. aeruginosa biokile tekitatud süvendi maksimaalne sügavus 0,69 µm, mis on palju suurem kui abiootilise söötme sügavus (0,02 µm).See on kooskõlas ülalkirjeldatud elektrokeemiliste andmetega.Süvendi sügavus 0,69 µm on enam kui kümme korda väiksem kui 9,5 µm väärtus, mis on samadel tingimustel 2205 DSS jaoks teatatud.Need andmed näitavad, et 2707 HDSS on MIC-ide suhtes paremini vastupidav kui 2205 DSS.See ei tohiks olla üllatav, kuna 2707 HDSS-il on kõrgem Cr-tase, mis tagab pikema passivatsiooni, raskemini depassiveeritava P. aeruginosa ning selle tasakaalustatud faasistruktuuri tõttu ilma kahjulike sekundaarsete sademeteta põhjustab süvendite tekkimist.
Kokkuvõttes leiti P. aeruginosa puljongis 2707 HDSS pinnalt MIC süvendeid võrreldes ebaoluliste süvenditega abiootilises keskkonnas.See töö näitab, et 2707 HDSS-il on parem resistentsus MIC-i suhtes kui 2205 DSS-il, kuid see ei ole P. aeruginosa biokile tõttu MIC-i suhtes täielikult immuunne.Need tulemused aitavad valida merekeskkonna jaoks sobiva roostevaba terase ja eeldatava eluea.
Kupongi 2707 HDSS-i jaoks pakub Kirdeülikooli (NEU) Metallurgiakool Hiinas Shenyangis.2707 HDSS-i elementaarne koostis on näidatud tabelis 1, mida analüüsis NEU materjalide analüüsi ja testimise osakond.Kõiki proove töödeldi tahke lahuse saamiseks temperatuuril 1180 °C 1 tund.Enne korrosioonikatsetust poleeriti mündikujuline 2707 HDSS, mille ülemine avatud pindala oli 1 cm2, ränikarbiidi liivapaberiga 2000-ni ja poleeriti seejärel 0,05 µm Al2O3 pulbrilise suspensiooniga.Küljed ja põhi on kaitstud inertse värviga.Pärast kuivatamist pesti proove steriilse deioniseeritud veega ja steriliseeriti 75% (maht/maht) etanooliga 0,5 tundi.Seejärel kuivatati neid enne kasutamist õhu käes ultraviolettvalguses (UV) 0,5 tundi.
Marine Pseudomonas aeruginosa tüvi MCCC 1A00099 osteti Hiinast Xiameni merekultuuri kogumiskeskusest (MCCC).Pseudomonas aeruginosa kasvatati aeroobsetes tingimustes 37 °C juures 250 ml kolbides ja 500 ml klaaselektrokeemilistes rakkudes, kasutades Marine 2216E vedelat söödet (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Hiina).Keskkond sisaldab (G/L): 19,45 NaCl, 5,98 mgcl2, 3,24 Na2SO4, 1,8 CACL2, 0,55 KCl, 0,16 Na2CO3, 0,08 KBR, 0,034 SRCL2, 0,08 SRBR2, 0,022 H3BO3, 0,004 NASIO3, 0016 6NH206, 3.06, 3. pärmiekstrakt ja 0,1 raudtsitraat.Autoklaavis 121 °C juures 20 minutit enne inokuleerimist.Loendage istuvad ja planktonirakud hemotsütomeetriga valgusmikroskoobi all 400-kordse suurendusega.Planktoni Pseudomonas aeruginosa esialgne kontsentratsioon vahetult pärast inokuleerimist oli ligikaudu 106 rakku/ml.
Elektrokeemilised testid viidi läbi klassikalises kolmeelektroodilises klaaselemendis keskmise mahuga 500 ml.Plaatinaleht ja küllastunud kalomelelektrood (SAE) ühendati reaktoriga soolasildadega täidetud Luggini kapillaaride kaudu, mis toimisid vastavalt vastu- ja võrdluselektroodidena.Tööelektroodide valmistamiseks kinnitati iga proovi külge kummeeritud vasktraat ja kaeti epoksüvaiguga, jättes ühele küljele umbes 1 cm2 kaitsmata ala tööelektroodi jaoks.Elektrokeemiliste mõõtmiste käigus asetati proovid 2216E söötmesse ja hoiti konstantsel inkubatsioonitemperatuuril (37 °C) veevannis.OCP, LPR, EIS ja potentsiaalse dünaamilise polarisatsiooni andmeid mõõdeti Autolabi potentsiostaati (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA) kasutades.LPR-testid registreeriti skaneerimissagedusel 0,125 mV s-1 vahemikus -5 kuni 5 mV Eocp-ga ja diskreetimissagedusega 1 Hz.EIS viidi läbi siinuslainega sagedusvahemikus 0, 01 kuni 10 000 Hz, kasutades 5 mV pinget püsiseisundis Eocp.Enne potentsiaali pühkimist olid elektroodid jõudeolekus, kuni vaba korrosioonipotentsiaali stabiilne väärtus saavutati.Seejärel mõõdeti polarisatsioonikõverad vahemikus -0,2 kuni 1,5 V Eocp funktsioonina skaneerimiskiirusel 0,166 mV/s.Iga testi korrati 3 korda P. aeruginosaga ja ilma.
Metallograafiliseks analüüsiks ette nähtud proovid poleeriti mehaaniliselt märja 2000 grit SiC paberiga ja seejärel poleeriti optiliseks vaatluseks 0,05 µm Al2O3 pulbersuspensiooniga.Metallograafiline analüüs viidi läbi optilise mikroskoobi abil.Proovid söövitati 10 massiprotsendilise kaaliumhüdroksiidi 43 lahusega.
Pärast inkubeerimist pesti proove 3 korda fosfaatpuhverdatud soolalahusega (PBS) (pH 7,4 ± 0,2) ja seejärel fikseeriti 2,5% (maht/maht) glutaaraldehüüdiga 10 tundi, et fikseerida biokile.Seejärel dehüdreeriti see enne õhu käes kuivatamist jaotatud etanooliga (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% ja 100% mahust).Lõpuks sadestatakse proovi pinnale kuldkile, et tagada SEM-vaatluse juhtivus.SEM-pildid fokuseeriti kohtadele, kus iga proovi pinnal olid kõige istuvad P. aeruginosa rakud.Tehke keemiliste elementide leidmiseks EDS-analüüs.Süvendi sügavuse mõõtmiseks kasutati Zeissi konfokaalset laserskaneerivat mikroskoopi (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Saksamaa).Biokile all olevate korrosioonisüvendite jälgimiseks puhastati katseproov esmalt Hiina riikliku standardi (CNS) GB/T4334.4-2000 järgi, et eemaldada korrosiooniproduktid ja biokile uuritava proovi pinnalt.
Röntgenfotoelektronspektroskoopia (XPS, ESCALAB250 pinnaanalüüsi süsteem, Thermo VG, USA) analüüs viidi läbi monokromaatse röntgenkiirguse allikaga (alumiinium Ka joon energiaga 1500 eV ja võimsusega 150 W) laias vahemikus sidumisenergiad 0 standardtingimustes –1350 eV.Kõrge eraldusvõimega spektrid registreeriti, kasutades ülekandeenergiat 50 eV ja sammu 0, 2 eV.
Inkubeeritud proovid eemaldati ja pesti õrnalt PBS-ga (pH 7,4 ± 0,2) 15 s45.Biokilede bakteriaalse elujõulisuse jälgimiseks proovides värviti biokiled LIVE / DEAD BacLight bakteriaalse elujõulisuse komplekti (Invitrogen, Eugene, OR, USA) abil.Komplekt sisaldab kahte fluorestseeruvat värvainet: SYTO-9 rohelist fluorestseeruvat värvi ja propiidiumjodiidi (PI) punast fluorestseeruvat värvi.CLSM-is tähistavad fluorestseeruvad rohelised ja punased punktid vastavalt elavaid ja surnud rakke.Värvimiseks inkubeeriti 1 ml segu, mis sisaldas 3 µl SYTO-9 ja 3 µl PI lahust, 20 minutit toatemperatuuril (23 °C) pimedas.Seejärel uuriti värvitud proove kahel lainepikkusel (elusrakkude puhul 488 nm ja surnud rakkude puhul 559 nm), kasutades Nikoni CLSM aparaati (C2 Plus, Nikon, Jaapan).Biokile paksust mõõdeti 3D-skaneerimise režiimis.
Kuidas seda artiklit tsiteerida: Li, H. et al.2707 superdupleksse roostevaba terase mikroobne korrosioon Pseudomonas aeruginosa merebiofilmi poolt.teadus.6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Stress corrosion cracking of LDX 2101 duplex roostevaba teras kloriidlahustes tiosulfaadi juuresolekul. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Stress corrosion cracking of LDX 2101 duplex roostevaba teras kloriidlahustes tiosulfaadi juuresolekul. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Коррозионное растрескивание под напряжением дуплексной нержавеющей стали LDX 2101 в растворах хлоридов в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Stress-corrosion cracking of duplex roostevaba teras LDX 2101 kloriidlahustes tiosulfaadi juuresolekul. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 双相不锈钢在硫代硫酸盐存在下氯化牲亶氯化牲亶 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 双相roostevaba teras在福代sulfate分下下南性性生于中图像 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Коррозионное растрескивание под напряжением дуплексной нержавеющей стали LDX 2101 в растворе хлорида в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Stress-corrosion cracking of duplex roostevaba teras LDX 2101 kloriidlahuses tiosulfaadi juuresolekul.coros science 80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Lahuse kuumtöötluse ja kaitsegaasis sisalduva lämmastiku mõju roostevabast terasest hüperdupleks-keevisõmbluste punktkorrosioonikindlusele. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Lahuse kuumtöötluse ja kaitsegaasis sisalduva lämmastiku mõju roostevabast terasest hüperdupleks-keevisõmbluste punktkorrosioonikindlusele.Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS ja Park, YS Tahkelahuse kuumtöötlemise ja kaitsegaasis oleva lämmastiku mõju roostevabast terasest hüperduplekskeeviste punktkorrosioonikindlusele. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS 固溶热处理和保护气体中的氮气对超双相不锈咢焊缝抗炀 Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS ja Park, YS Lahuse kuumtöötluse ja kaitsegaasi lämmastiku mõju superdupleksroostevabast terasest keevisõmbluste punktkorrosioonikindlusele.koros.teadus.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Võrdlev uuring 316L roostevaba terase mikrobiaalselt ja elektrokeemiliselt indutseeritud pittingimise keemias. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Võrdlev uuring 316L roostevaba terase mikrobiaalselt ja elektrokeemiliselt indutseeritud pittingimise keemias.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. ja Lewandowski, Z. 316L roostevaba terase mikrobioloogilise ja elektrokeemilise pittingimise võrdlev keemiline uuring. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. 微生物和电化学诱导的316L 不锈钢点蚀的化学比趃研研 Shi, X., Avci, R., Geiser, M. ja Lewandowski, Z.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. ja Lewandowski, Z. 316L roostevaba terase mikrobioloogilise ja elektrokeemiliselt indutseeritud aukude võrdlev keemiline uuring.koros.teadus.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 dupleksse roostevaba terase elektrokeemiline käitumine erineva pH-ga leeliselistes lahustes kloriidi juuresolekul. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 dupleksse roostevaba terase elektrokeemiline käitumine erineva pH-ga leeliselistes lahustes kloriidi juuresolekul.Luo H., Dong KF, Lee HG ja Xiao K. Dupleksroostevaba terase 2205 elektrokeemiline käitumine erineva pH-ga leeliselistes lahustes kloriidi juuresolekul. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 双相不锈钢在氯化物存在下不同pH 碱性㺶液中的电匡 Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 双相roostevaba terase elektrokeemiline käitumine kloriidi juuresolekul erineva pH juures aluselises lahuses.Luo H., Dong KF, Lee HG ja Xiao K. Dupleksroostevaba terase 2205 elektrokeemiline käitumine erineva pH-ga leeliselistes lahustes kloriidi juuresolekul.Electrochem.Ajakiri.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Mere biofilmide mõju korrosioonile: kokkuvõtlik ülevaade. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Mere biofilmide mõju korrosioonile: kokkuvõtlik ülevaade.Little, BJ, Lee, JS ja Ray, RI Merebiofilmide mõju korrosioonile: lühike ülevaade. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI 海洋生物膜对腐蚀的影响：简明综述. Little, BJ, Lee, JS ja Ray, RILittle, BJ, Lee, JS ja Ray, RI Merebiofilmide mõju korrosioonile: lühike ülevaade.Electrochem.Ajakiri.54, 2-7 (2008).