Pri akej špecifickej kombinácii síranu-redukcia počtu a teploty baktérií (SRB) sa v plášti ohrievača z nehrdzavejúcej ocele 316 vyvíja mikrobiálne ovplyvnená korózia (MIC) v stojatej vode

Biogénny sulfidový mechanizmus pre jamkovanie pri miernych teplotách

Mikrobiálne ovplyvnená korózia (MIC) sulfátovými-baktériami redukujúcimi sírany (SRB) môže spôsobiť jamkovú koróziu 316 elektrických vykurovacích rúrok s plášťom z nehrdzavejúcej ocele pracujúcich v stojatej alebo nízko{2}}prietokovej vode s vysokým organickým zaťažením, ako sú nádrže chladiacich veží, protipožiarne skladovacie nádrže alebo priemyselné nádrže na zadržiavanie vody, a to aj na úrovni chloridov (<100 ppm) below those at which conventional pitting would not be expected. Sulfate-reducing bacteria (SRB) degrade sulphate (SO 4 2-) to sulphide (S 2-) and hydrogen sulphide (H 2S) leading to a local hostile chemistry under the biofilms. At 30-40°C (ideal SRB growth range) SRB counts >10^3 buniek/ml poskytuje rýchlosť jamiek 0,2-0,5 mm/rok. Pri 50-60 stupňoch (horná hranica teplotného rozsahu pre niekoľko kmeňov SRB) sú potrebné počty viac ako 104-105 buniek/ml pre ekvivalentné rýchlosti pittingu. Pri teplotách nad 70 stupňov je aktivita SRB znížená a nebezpečenstvo MIC je minimálne. Tento dokument hodnotí počet SRB a teplotné limity pre iniciáciu MIC bodkovania na 316 puzdrách v stojatej vode.

Ako SRB spôsobuje pitting.

Baktérie redukujúce sulfáty- (napr. Desulfovibrio, Desulfotomaculum) sa darí v anaeróbnom alebo mikroaerofilnom prostredí, zvyčajne v biofilmoch na kovových povrchoch. V biofilme SRB premieňa síran na sulfid a metabolizuje organické molekuly (laktát, acetát). Sulfid sa kombinuje s pasívnym povlakom na 316 a vytvára oxid chrómu (Cr2O3) až sulfid chrómu (Cr2S3), ktorý je-neochranný. Rýchlosť katódového procesu zvyšuje sírovodík a kov pod nánosom rýchlo koroduje. To vedie k lokalizovanej jamkovej jamke, ktorá je často pokrytá „čiernou kôrou“ sulfidu železa (FeS) nad jamkou. Dôlková jamka SRB je vo všeobecnosti rýchla (0,2-1 mm/rok) a vyskytuje sa vo vodách, ktoré by sa inak považovali za nekorozívne do 316.

Kvantifikácia SRB-indukovaných prahov jamiek v stojatej vode

Nasledujúce rýchlosti iniciácie bodkovania a propagácie boli získané kontrolovaným laboratórnym testovaním (sladká voda 50 ppm síranu, 50 ppm chloridu, pH 7,0) s naočkovaným SRB (Desulfovibrio vulgaris) v stacionárnom prostredí.

Počet buniek SRB (bunky/ml) Čas tvorby biofilmu pri 30 stupňoch (dni) Teplota ( stupeň ) Čas iniciácie jamiek (dni) Rýchlosť jamiek (mm/rok) Čas do perforácie (1,5 mm stena) Odporúčané pre služby stojatej vody<10 None Any >365 <0.02 >75 rokov Áno
10-10² 30-60 30-40 180-300 0.02-0.05 30-75 rokov Áno 10²-10³ 20-40 30-40 90-180 0.05-0.15 10-30 rokov Prijateľné
10³-10⁴ 10-20 30-40 30-90 0.15-0.40 4-10 rokov Hraničná 10⁴-10⁵ 5-10 30-40 15-30 0.40-0.80 2-4 rokov Neodporúča sa
10⁵-10⁶ 3-7 30-40 7-15 0.80-1.50 1-2 rokov Neprijateľné10⁶<5 30-40 <7 >1.50 <1 year Not acceptable
10³-10⁴ 20-40 50-55 90-180 0.05-0.15 10-30 rokov Prijateľné
Hraničný počet rokov: 104-105 10-20 50-55 45-90 0.15-0.30 5-10
10⁵-10⁶ 5-15 50-55 20-45 0.30-0.60 2.5-5 rokov Neodporúča sa10⁶<10 50-55 <20 >0.60 <2.5 years Unacceptable
Any Any >70 Žiadny rast SRB<0.02 >75 rokov Áno
Akékoľvek Akékoľvek<10 Reduced activity <0.05 >30 rokov Áno
Vplyv chémie vody na závažnosť bodkovania SRB

Prahové hodnoty pre počet SRB sú ovplyvnené obsahom síranov a dostupného organického uhlíka.

Koncentrácia síranov (ppm) Dostupnosť organického uhlíka (ppm BSK) Počet SRB pre iniciáciu jamkovej korózie (bunky/ml) Odporúčaná akcia<10 Any >10⁶ (nepravdepodobné) Žiadny strach
10-50 <10 >10⁵ Pozorujte
10-50 10-100 >10⁴ Odporúčané biocídne ošetrenie 50-200<10 >10⁴ Acceptable 50-200 10-100 >Odporúča sa 10³ biocídu 200-500<10 >10³ Monitor 200-500 10-100 >10² Biocide necessary >500 >100 >10¹ Vysoké riziko, upravte vodu
Praktické špecifikácie pre službu mŕtvej vody

Nasledujúce riadiace techniky SRB sú navrhnuté pre 316 plášťových ohrievačov v aplikáciách so stojatou vodou v závislosti od teploty a kvality vody.

Obdobie stagnácie teploty vody SRB Metóda riadenia Maximálny povolený počet SRB Očakávaná životnosť ohrievača<30°C <1 month None <104 5-10 years <30°C >1 mesiac Biocíd každé 2 týždne<103 8-12 years 30-50°C <1 week None <103 8-12 years
30-50°C >1 týždeň Biocíd týždenne<10² 10-15 years 50-60°C Any Occasional biocide <10⁴ (natural suppression) 10-15 years >Any None Any (no growth) >15 rokov pri 60 stupňoch
Akékoľvek s úpravou vody. Chlórovanie, akékoľvek (zvyšok 0,5-1 ppm)<10² >15 rokov
Identifikácia jamiek SRB v teréne

V prípade MIC SRB by sme mali mať podozrenie na piting ohrievača 316 v stojatej vode s nízkym obsahom chloridov (<100 ppm). Features include:

Čierna, priľnavá sulfidová kôra (FeS) nad jamkami, zápach po zhnitých vajciach (H₂S), keď je narušený

Jamky majú často pologuľovitý tvar, s morfológiou „hríb“ alebo „hrnček“.

Jamy s vrstvou biofilmového slizu okolo nich (biela, šedá alebo zelená)

Objem SRB vo vode > 103-104 buniek/ml (pri opakovanom riedení alebo analýze ATP)

Redukcia síranov: redukcia síranov a rast sulfidu v systéme

Potvrdením môže byť polymerázová reťazová reakcia (PCR) alebo konkrétne súpravy na kultiváciu SRB (napr. testovacie prúžky API) a môžu identifikovať Desulfovibrio alebo iné rody SRB. Pre takéto zlyhania je nápravou prijatie programu biocídneho ošetrenia (napr. . 100-200 ppm chlórnanu sodného alebo 50-100 ppm glutaraldehydu, týždenne) alebo prechod na zliatinu odolnejšiu voči MIC, ako je titán alebo zliatina 625.

Záver: Kontrola aktivity SRB, aby sa zabránilo vzniku jamiek MIC

316 zapuzdrených ohrievačov z nehrdzavejúcej ocele vykazuje pitting v stojatej vode s počtom SRB nad 10 3-10 4 buniek/ml pri 30-40 stupňoch za 30-90 dní s mierou prieniku 0,2-0,8 mm/rok. Pri teplotách nad 60-70 stupňov je aktivita SRB inhibovaná a riziko MIC je nízke. Technici, ktorí špecifikujú 316 plášťov pre protipožiarne nádrže, nádrže chladiacich veží alebo nízkoprietokové sklady priemyselnej vody, by mali monitorovať počty SRB a biocídne ošetrenie by sa malo použiť, keď počet dosiahne 10³ buniek/ml. V prípade systémov s pretrvávajúcimi ťažkosťami SRB sa riziko odstraňuje prechodom na titán alebo udržiavaním teploty nad 60 stupňov (ak je to možné). Tu poskytujeme rámec, ktorý spája počet SRB a teplotu s merateľnými časmi začiatku bodkovania a rýchlosťou šírenia, čo umožňuje nákupcom navrhnúť plány úpravy vody, aby sa zabránilo mikrobiálne vyvolanej korózii v stagnujúcej prevádzke.