نقش میکروارگانیسمها در جلوگیری از خوردگی فلزات
خوردگي را ميتوان بهعنوان فعل و انفعالات (واكنش الكتروشيميايي) يك فلز با محيط پيرامون تعريف نمود كه سبب تحليل كند، پايدار و برگشتناپذيري در خواص فيزيكي و شيميايي فلز ميگردد. خوردگي خسارتهای اقتصادي بسيار قابلتوجهی به دليل تعويض جزئي يا كلي تجهيزات و سازهها و تعطيلي كارخانه بهمنظور انجام تعميرات به همراه دارد. خوردگي علاوه بر تأثیرات بد اقتصادي، تأثیرات اجتماعي نيز ايجاد میکند و در ايمني و سلامت افرادي كه در صنايع فعاليت میکنند يا در شهرهاي مجاور ساکناند، نقش دارد. عوامل فيزيكي، شيميايي، الكتروشيميايي و ميكروبيولوژيكي در خوردگي مؤثر هستند. خوردگي فيزيكي از طريق ضربه، تنش يا فرسودگي فلز ايجاد میگردد. خوردگي شيميايي در اثر اكسيژن، گوگرد، فلوئور، كلر يا ساير گازها ايجاد میشود كه تحت شرايط محيطي كه اين پديده را تسهيل میکنند، مستقيماً بر فلز تأثیر میگذارند. خوردگي الكتروشيميايي هنگامی ایجاد میشود که در فلز یا در جسم، ناهمگنی وجود داشته باشد و نشان دهندة وجود مناطق آندي و كاتدي و يك الكتروليت است. خوردگي به انواع متفاوت متعددي طبقهبندی میشود: 1- خوردگي تعمیمیافته (یکنواخت)، كه خوردگي يكپارچه با تهاجم سطح پايين است كه هیچگونه نفوذ متمركز را نشان نمیدهد. این خوردگی از نقطه نظر فنی اهمیت چندانی ندارد زیرا عمر تجهیزاتی که تحت این نوع خوردگی قرار میگیرند را میتوان بهراحتی تخمین زد. 2- خوردگي همراه با سوراخشدگي (حفرهای)، خوردگي كه بهصورت نفوذ متمركز عميق مشخص میگردد. در این خوردگی، سازه با چند درصد کاهش وزن نسبت به وزن واقعیاش، بهراحتی دچار شکست میشود. 3- خوردگي گالوانيك (دوفلزی) كه معمولاً زماني رخ میدهد كه فلزاتي با پتانسیلهای اكسايش_كاهش متفاوت در تماس با يكديگر قرار دارند و فلز داراي پتانسيل اكسايش_كاهشی بالاتر را وادار میسازند تبديل به آند شده و سرعت خوردگي را تسريع بخشد. 4- خوردگي ميكروبی (MIC) يا خوردگي زيستي كه در اثر فعالیتهای مستقيم يا غيرمستقيم میکروارگانیسمها آغاز يا تشديد میشوند. نقش میکروارگانیسمها در خوردگي فلزات از اوايل دهه 1900 شناخته شد. خوردگي ميكروبی در صنعت و بهخصوص صنايع نفت و گاز بهعنوان يك نگراني عمده تلقي میگردد.باکتریها، قارچها و جلبکها در خوردگي میکروبی نقش دارند. باکتریهای عمدهای كه در خوردگي ميكروبي دخیلاند شامل: باکتریهای احیاءکننده سولفات، (SRB)، باکتریهای اکسید کننده منگنز/آهن، باکتریهای احیاءکننده آهن و باکتریهای توليد كنندة اسيد هستند. اين باکتریها معمولاً در اشکال بیوفیلم وجود دارند و با فعاليت متابوليك خود بر فرآيند الكتروشيميايي تأثیر میگذارند. فعاليت باكتريايي در سطوح فلز میتواند منجر به القاء يا مهار خوردگي گردد.در حال حاضر راهبردهاي پركاربرد كنترل خوردگي داراي معايبي چون گران بودن، محدودیتهای زیستمحیطی و گاهی ناكارآمدي میباشند. مکانیسمهای احتمالي میتواند شامل موارد زير باشد: 1- حذف عوامل خوردگي (مانند اكسيژن) از طريق فعالیتهای فيزيولوژيكي باكتريايي (مانند تنفس هوازي). 2- بازداري رشد باکتریهای ایجادکننده خوردگي از طريق مواد ضد ميكروبي كه در بیوفیلم ايجاد شدهاند (به عنوان مثال ممانعت از خوردگي باکتریهای احیاءکننده سولفات از طريق بیوفیلم باکتری باسیلوس برویس توليدكنندة گرامیسیدین) 3- ايجاد لايه حفاظتي از طريق بیوفیلم (به عنوان مثال، بیوفیلم باسیلوس لیچنیفرمیس بر روي يك سطح آلومينيومي، يك لايه حفاظتي چسبنده گاما پليگلوتاماتی توليد ميكند).
مهار خوردگي
در حال حاضر فناوریهای پركاربرد كنترل خوردگي شامل پوششهای محافظ، بازدارندههای خوردگي، پليمرها و آلياژهاي مقاوم به خوردگي و ... هستند. پوششهای محافظ كه عمدتاً براي حفاظت فولاد كربن كه به سهولت دچار خوردگي میگردد به كار میرود. هزينه پوششهای حفاظتي، بزرگترین بخش هزينه حفاظت از خوردگي را تشكيل میدهد (5/89 درصد از كل هزینههای حفاظت خوردگي). پوششهای حفاظتي عبارتاند از پوششهای آلي (مانند الاستيك كلردار، وينيلها، اكريليكها، قير، پليمرهاي تزريق كننده شعلهای و انواع پوششهای پليمريزه) و پوششهای غيرآلي (مانند پوششهای گالوانيزه كننده و فلزي كننده). زماني که پوششهای حفاظتي مؤثر نبوده يا با بودجه محدود مواجهاند، آلياژهاي مقاوم در برابر خوردگي مانند فولاد ضدزنگ، آلياژهاي نيكل و آلياژهاي تيتانيم، بهعنوان يك گزينه مطرح میگردند. بازدارندههای خوردگي، آن دسته مواد شيميايي هستند كه زماني كه در مقدار بسيار اندك به كار میروند، میتوانند مانع از خوردگي گردند و اين راهبرد كنترل به شكل گستردهای در صنعت نفت به كار میرود.فناوریهای فعلي كه براي كنترل آلودگي ميكروبي به كار میروند عبارتاند از: بهکارگیری آلياژهاي فولادي گرانقیمت براي مقاومت در برابر خوردگي زيستي، تزريق آفتکشهای شيميايي و تراشيدن مكانيكي بیوفیلمها كه در خطوط لوله ايجاد میشوند (با بهكارگيري قالبهای چدني). جدا از هزينه و مسمومیتزایی محيطي، اين تکنیکها نمیتوانند رشد باكتريايي را در بیوفیلم، تحت كنترل قرار دهند. اين محدودیتها نگرانیهای عمدهای را در توسعه روشهای جايگزين غيرفعالسازي میکروارگانیسمهایی كه باعث خوردگي میشوند، ايجاد نمودهاند. يكي از حیطههای كاربرد عملي، استفاده از میکروبها براي حذف میکروارگانیسمهای ايجاد كنندة خوردگي است. برخي از اين روشهای بازدارنده شامل كاربرد باکتریهای احیاء کننده نيترات، بیوفیلمها، باكتریوفاژها و فاژ نمایی است.
سلام به وبلاگ من خوش آمدید.