Под којом специфичном комбинацијом сулфата-смањујући број бактерија (СРБ) и температуру, плашт грејача од нерђајућег челика 316 развија рупе под утицајем микроба корозије (МИЦ) у стајаћој води

Биогени сулфидни механизам за питинг на умереним температурама

Корозија под утицајем микроба (МИЦ) од стране сулфата{0}}редуцирајућих бактерија (СРБ) може да изазове испуцавање електричних грејних цеви од 316 обложених нерђајућим челиком које раде у стајаћој води или води са малим-и високим органским оптерећењем као што су базени расхладних торњева, резервоари за складиштење против пожара или резервоари за индустријску воду (чак и на нивоима хлорида)<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 ћелије/мЛ даје стопе удубљења од 0,2-0,5 мм/годишње. На 50-60 степени (највиши крај температурног опсега за неколико СРБ сојева), потребно је више од 104-105 ћелија/мЛ за еквивалентне стопе питтинга. На температурама изнад 70 степени активност СРБ је смањена и опасност од МИЦ је минимална. Овај рад процењује број СРБ и температурне границе за иницијацију МИЦ питинга на 316 омотача у стајаћој води.

Како СРБ изазива питтинг.

Бактерије које{0}}смањују сулфате (нпр. Десулфовибрио, Десулфотомацулум) напредују у анаеробним или микроаерофилним окружењима, обично у биофилмовима на металним површинама. У биофилму, СРБ претвара сулфат у сулфид и метаболише органске молекуле (лактат, ацетат). Сулфид се комбинује са пасивним премазом на 316 да би се произвео хром оксид (Цр2О3) у хром сулфид (Цр2С3) који није{10}}заштитни. Брзина катодног процеса је повећана водоник-сулфидом, а метал испод наслага брзо кородира. Ово доводи до локализованог удубљења, често прекривеног "црном кором" гвожђе сулфида (ФеС) изнад јаме. СРБ таложење је генерално брзо (0,2-1 мм/годишње) и јавља се у водама које би се иначе сматрале некорозивним за 316.

Квантификација СРБ{0}}индукованих прагова питтинга у мирној води

Следеће стопе иницијације и ширења рупице добијене су контролисаним лабораторијским испитивањем (слатка вода 50 ппм сулфата, 50 ппм хлорида, пХ 7,0) са инокулисаним СРБ (Десулфовибрио вулгарис) у стационарним условима.

Број СРБ ћелија (ћелије/мЛ) Време формирања биофилма на 30 степени (дана) Температура (степени) Време иницијације удубљења (дани) Брзина питинга (мм/год) Време до перфорације (1,5 мм зид) Препоручено за стајаћу воду<10 None Any >365 <0.02 >75 година Да
10-10² 30-60 30-40 180-300 0.02-0.05 30-75 година Да 10²-10³ 20-40 30-40 90-180 0.05-0.15 10-30 година Прихватљиво
10³-10⁴ 10-20 30-40 30-90 0.15-0.40 4-10 година Маргинално 10⁴-10⁵ 5-10 30-40 15-30 0.40-0.80 2-4 година Не препоручује се
10⁵-10⁶ 3-7 30-40 7-15 0.80-1.50 1-2 година Није прихватљиво10⁶<5 30-40 <7 >1.50 <1 year Not acceptable
10³-10⁴ 20-40 50-55 90-180 0.05-0.15 10-30 година Прихватљиво
104-105 10-20 50-55 45-90 0.15-0.30 5-10 година Маргинално
10⁵-10⁶ 5-15 50-55 20-45 0.30-0.60 2.5-5 год.Не препоручује се10⁶<10 50-55 <20 >0.60 <2.5 years Unacceptable
Any Any >70 Нема раста СРБ<0.02 >75 година Да
Било Било Било<10 Reduced activity <0.05 >30 година Да
Утицај хемије воде на јачину удубљења СРБ

На прагове за број СРБ утиче садржај сулфата и приступачни органски угљеник.

Концентрација сулфата (ппм) Доступност органског угљеника (ппм БОД) Број СРБ за иницијацију таложења (ћелије/мЛ) Препоручена радња<10 Any >10⁶ (мало вероватно) Без бриге
10-50 <10 >10⁵ Посматрајте
10-50 10-100 >10⁴ Биоцидни третман препоручује се 50-200<10 >10⁴ Acceptable 50-200 10-100 >10³ Биоцид препоручено 200-500<10 >10³ Monitor 200-500 10-100 >10² Biocide necessary >500 >100 >10¹ Висок ризик, третирајте воду
Практичне спецификације за услугу мртве воде

Следеће СРБ технике управљања су предложене за 316 обложених грејача у апликацијама стајаће воде у зависности од температуре и квалитета воде.

Температура воде Период стагнације СРБ Метод контроле Максимално дозвољени СРБ број Очекивани животни век грејача<30°C <1 month None <104 5-10 years <30°C >1 месец Биоцид сваке 2 недеље<103 8-12 years 30-50°C <1 week None <103 8-12 years
30-50°C >1 недеља Биоцид недељно<10² 10-15 years 50-60°C Any Occasional biocide <10⁴ (natural suppression) 10-15 years >Any None Any (no growth) >15 година на 60 степени
Било који са третманом воде. Хлорисање, било који (0,5-1 ппм остатака)<10² >15 година
СРБ Идентификација јама на терену

За МИЦ СРБ треба сумњати на удубљење 316 грејача у стајаћој води са ниским садржајем хлорида (<100 ppm). Features include:

Црна, лепљива сулфидна кора (ФеС) преко коштица, мирис поквареног јаја (Х₂С) када се узнемирава

Јамице су често полулоптастог облика, са морфологијом „печурке“ или „шаше“.

Јаме са слојем биофилма слузи око њих (бело, сиве или зелене)

СРБ у расутом стању воде > 103-104 ћелија/мЛ (поновљеним разблаживањем или АТП анализом)

Смањење сулфата: смањење сулфата и раст сулфида у целом систему

Потврда може бити ланчаном реакцијом полимеразе (ПЦР) или одређеним сетовима за културу СРБ (нпр. АПИ тест траке) и може идентификовати Десулфовибрио или друге родове СРБ. За такве кварове лек је усвајање програма третмана биоцидима (нпр.. 100-200 ппм натријум хипохлорита или 50-100 ппм глутаралдехида, недељно) или прелазак на легуру отпорнију на МИЦ као што је титанијум или легура 625.

Закључак: Контрола активности СРБ-а да се избегне МИЦ питтинг

Грејачи у кућишту од нерђајућег челика 316 показују удубљење у стајаћој води са бројем СРБ преко 10 3-10 4 ћелија/мЛ на 30-40 степени за 30-90 дана са стопама пенетрације од 0,2-0,8 мм/годишње. На температурама преко 60-70 степени, активност СРБ је инхибирана и ризик од МИЦ је низак. Инжењери који специфицирају 316 омотача за резервоаре за заштиту од пожара, базене расхладних торњева или индустријску акумулацију са малим протоком треба да прате број СРБ, а третман биоцидом треба применити када број достигне 10³ ћелија/мЛ. За системе са упорним СРБ потешкоћама, надоградња на титанијум или одржавање температуре изнад 60 степени (где је могуће) уклања ризик. Овде пружамо оквир који повезује број СРБ-а и температуру са мерљивим почетним временом и стопама ширења, омогућавајући купцима да дизајнирају планове за третман воде како би спречили микробно индуковану корозију у стагнирајућој служби.