Nature.com сайтына кіргеніңіз үшін рахмет. Сіз қолданып жатқан шолғыш нұсқасында CSS қолдауы шектеулі. Ең жақсы тәжірибе үшін жаңартылған шолғышты пайдалануды ұсынамыз (немесе Internet Explorer шолғышында үйлесімділік режимін өшіріңіз). Әзірге қолдауды жалғастыру үшін сайтты мәнерлерсіз және JavaScriptсіз көрсетеміз.
Микробтық коррозия (MIC) көптеген салалардағы күрделі мәселе болып табылады, себебі ол үлкен экономикалық шығындарға әкелуі мүмкін. 2707 супер дуплексті тот баспайтын болат (2707 HDSS) тамаша химиялық төзімділігіне байланысты теңіз орталарында қолданылған. Дегенмен, оның MIC-қа төзімділігі эксперименталды түрде көрсетілмеген. Бұл зерттеуде MIC мінез-құлқы 2707 маржандық HDSS 270 маржандық HDSS-ке себеп болды. Pseudomonas aeruginosa зерттелді. Электрохимиялық талдау 2216E ортада Pseudomonas aeruginosa биоқабықшасы болған кезде коррозия потенциалының оң өзгерісі және коррозия тоғының тығыздығының жоғарылауы байқалды. Рентгендік фотоэлектрондық спектроскопия (XPS) талдауы С спецификалық бетінің мазмұнының төмендеуін көрсетті. биофильм. Шұңқырларды бейнелеу талдауы P. aeruginosa биофильмінің 14 күндік инкубация кезінде максималды тереңдігі 0,69 мкм болатынын көрсетті. Бұл аз болғанымен, 2707 HDSS P. aeruginosa биоқабықшаларының MIC-ке толық иммунитеті жоқ екенін көрсетеді.
Дуплексті тот баспайтын болаттар (DSS) тамаша механикалық қасиеттері мен коррозияға төзімділігінің тамаша үйлесімі үшін әртүрлі салаларда кеңінен қолданылады1,2. Дегенмен, локализацияланған шұңқырлар әлі де орын алады және бұл болаттың тұтастығына әсер етеді3,4.DSS микробтық коррозияға (MIC) 5,6.Төзімді емес DSS тоттануға төзімділігі әлі де кең болғанымен, DSS үшін жеткілікті төзімділік бар. ұзақ мерзімді пайдалану. Бұл коррозияға төзімділігі жоғарырақ материалдар қажет дегенді білдіреді. Jeon et al7 тіпті супер дуплексті баспайтын болаттардың (SDSS) коррозияға төзімділігі тұрғысынан кейбір шектеулерге ие екенін анықтады. Сондықтан кейбір қолданбаларда коррозияға төзімділігі жоғары супер дуплексті баспайтын болаттар (HDSS) қажет. Бұл жоғары қоспаланған HDSS-тің дамуына әкелді.
DSS коррозияға төзімділігі альфа және гамма фазаларының қатынасына және екінші фазаға іргелес Cr, Mo және W таусылған 8, 9, 10 аймақтарына байланысты. HDSS құрамында Cr, Mo және N11 жоғары мазмұн бар, сондықтан ол тамаша коррозияға төзімділікке ие және жоғары мәнге ие (45-50) Шұңқырға төзімділік эквивалент саны (CPR% w.3) анықталады. (масс.% Mo + 0,5 масса% W) + 16 масса% N12. Оның тамаша коррозияға төзімділігі шамамен 50% феррит (α) және 50% аустенит (γ) фазалары бар теңдестірілген құрамға сүйенеді, HDSS әдеттегі DSS13-ке қарағанда жақсы механикалық қасиеттерге және жоғары қарсылыққа ие. Хлоридтің коррозияға қарсы қасиеттері. Жақсартылған коррозияға төзімділік теңіз ортасы сияқты коррозияға ұшырайтын хлоридті орталарда HDSS пайдалануды кеңейтеді.
Мұнай-газ және су шаруашылығы сияқты көптеген салаларда MIC негізгі проблема болып табылады14. MIC барлық коррозия зақымдануының 20% құрайды15. MIC - көптеген орталарда байқалатын биоэлектрохимиялық коррозия. Металл беттерінде пайда болатын биофильмдер электрохимиялық жағдайларды өзгертеді, осылайша кең коррозия процесіне әсер етеді. биофильмдер.Электрогенді микроорганизмдер өмір сүру үшін қуат алу үшін металдарды коррозияға ұшыратады17. Соңғы MIC зерттеулері EET (клеткадан тыс электрондарды тасымалдау) электрогендік микроорганизмдермен индукцияланған MIC жылдамдығын шектейтін фактор болып табылатынын көрсетті. Чжан және т.б. 18 электронды медиаторлар Desulfovibrio sessificans жасушалары мен 304 баспайтын болат арасында электрон тасымалдауды жеделдететінін көрсетті, бұл одан да ауыр MIC шабуылына әкеледі.Enning et al. 19 және Venzlaff және т.б. 20 коррозиялық сульфатты төмендететін бактериялар (SRB) биофильмдері металл субстраттарынан электрондарды тікелей сіңіре алатынын көрсетті, нәтижесінде қатты шұңқыр коррозиясы пайда болады.
DSS құрамында SRB, темірді қалпына келтіретін бактериялар (IRB) және т.
Pseudomonas aeruginosa - табиғатта кеңінен таралған грамтеріс қозғалғыш таяқша тәрізді бактерия25.Pseudomonas aeruginosa сонымен қатар теңіз ортасындағы негізгі микробтық топ болып табылады, ол болатқа MIC туғызады. 28 және Юан және т.б. 29 Pseudomonas aeruginosa сулы ортада жұмсақ болат пен қорытпалардың коррозия жылдамдығын арттыруға бейім екенін көрсетті.
Бұл жұмыстың негізгі мақсаты электрохимиялық әдістерді, беттік аналитикалық әдістерді және коррозия өнімдерін талдауды пайдалана отырып, Pseudomonas aeruginosa теңіз аэробты бактериясы тудыратын 2707 HDSS MIC қасиеттерін зерттеу болды. (EIS) және Потенциалды динамикалық поляризация 2707 HDSS MIC мінез-құлқын зерттеу үшін орындалды. Коррозияға ұшыраған беттегі химиялық элементтерді табу үшін энергетикалық дисперсиялық спектрометрдің (EDS) талдауы жасалды. Сонымен қатар, құрамында оксидті қабықшаның пассивациясының тұрақтылығын анықтау үшін рентгендік фотоэлектрондық спектроскопия (XPS) талдауы құрамында марииндік әсер ететін ортаның әсерінен пайдаланылды. шұңқыр тереңдігі конфокальды лазерлік сканерлеу микроскопының (CLSM) астында өлшенді.
1-кестеде 2707 HDSS химиялық құрамы келтірілген. 2-кестеде 2707 HDSS аққыштығы 650 МПа болатын тамаша механикалық қасиеттерге ие екендігі көрсетілген. 1-суретте термиялық өңделген 2707 HDSS ерітіндісінің оптикалық микроқұрылымы көрсетілген. Аустенит пен ферриттің ұзартылған жолақтарында екінші фазада микрострукциясыз көрінуі мүмкін5. аустенит және 50% феррит фазалары.
2a суретінде абиотикалық 2216E ортасындағы және P. aeruginosa сорпасында 14 күн ішінде 37 °C температурада 2707 HDSS үшін экспозиция уақыты деректеріне қарсы ашық тізбек потенциалы (Eocp) көрсетілген. Бұл Eocp ішіндегі ең үлкен және маңызды өзгеріс алғашқы 24 сағат ішінде болатынын көрсетеді. Eocp мәндері екі жағдайда да ең жоғары 2216E с. В (S. 45 м шамасында) болды. содан кейін күрт төмендеп, абиотикалық үлгі және P үшін тиісінше -477 мВ (SCE қарсы) және -236 мВ (SCE қарсы) жетті ). Сәйкесінше Pseudomonas aeruginosa купондары. 24 сағаттан кейін P. aeruginosa үшін 2707 HDSS Eocp мәні -228 мВ (SCE-мен салыстырғанда) салыстырмалы тұрақты болды, ал биологиялық емес үлгілер үшін сәйкес мән шамамен -442 мВ болды (P. aeruginosa-ға қарағанда төмен).
Абиотикалық ортада және Pseudomonas aeruginosa сорпасында 2707 HDSS үлгісін 37 °C температурада электрохимиялық сынау:
(a) Eocp экспозиция уақытының функциясы ретінде, (b) 14-ші күндегі поляризация қисықтары, (c) Rp экспозиция уақытының функциясы ретінде және (d) экспозиция уақытының функциясы ретінде icorr.
3-кестеде абиотикалық ортаға және Pseudomonas aeruginosa егілген ортаға 14 күн бойы әсер еткен 2707 HDSS сынамасының электрохимиялық коррозия параметрлерінің мәндері келтірілген. Анодтық және катодтық қисықтардың тангенстері (тоттану тогы және тоттану тогы) беретін қиылыстарға жету үшін экстраполяцияланған. еңістері (βα және βc) стандартты әдістерге сәйкес30,31.
2b-суретте көрсетілгендей, P. aeruginosa қисығының жоғары ығысуы абиотикалық қисықпен салыстырғанда Ecorr көрсеткішінің ұлғаюына әкелді. Коррозия жылдамдығына пропорционалды icorr мәні Pseudomonas aeruginosa үлгісінде 0,328 мкА см-2 дейін өсті, бұл үлгідегі (0-Aeruginosa емес үлгідегіден төрт есеге μА-2 см).
LPR – коррозияны жылдам талдауға арналған классикалық бұзылмайтын электрохимиялық әдіс. Ол сондай-ақ MIC32 зерттеу үшін пайдаланылды. 2c суретте экспозиция уақытының функциясы ретінде поляризацияға төзімділік (Rp) көрсетілген. Жоғары Rp мәні коррозияның азырақ екенін білдіреді. Алғашқы 24 сағат ішінде 2707 Rp HDSS үлгісінің максималды мәніне жетті HDSS195s және kΩ 195s. Pseudomonas aeruginosa үлгілері үшін 1429 кОм см2. 2c-суретте Rp мәні бір күннен кейін тез төмендеп, одан кейін келесі 13 күнде салыстырмалы түрде өзгеріссіз қалғаны көрсетілген. Pseudomonas aeruginosa үлгісінің Rp мәні шамамен 40 кОм см2 құрайды, бұл kOm.
iccorr мәні біркелкі коррозия жылдамдығына пропорционал. Оның мәнін келесі Стерн-Гиари теңдеуінен есептеуге болады,
Зоу және т.б. 33, бұл жұмыста Тафель көлбеуінің B типтік мәні 26 мВ/дек деп қабылданды. 2d-сурет биологиялық емес 2707 үлгісінің icкоррының салыстырмалы түрде тұрақты болғанын көрсетеді, ал P. aeruginosa үлгісі алғашқы 24 сағаттан кейін айтарлықтай өзгерді. биологиялық емес бақылауларға қарағанда. Бұл үрдіс поляризацияға төзімділік нәтижелеріне сәйкес келеді.
EIS - коррозияға ұшыраған интерфейстердегі электрохимиялық реакцияларды сипаттау үшін қолданылатын тағы бір бұзбайтын әдіс. Абиотикалық орта мен Pseudomonas aeruginosa ерітіндісінің әсеріне ұшыраған үлгілердің кедергі спектрлері және есептелген сыйымдылық мәндері, үлгі бетінде пайда болған пассивті қабықшаның/биопленканың Rb кедергісі, Rct зарядының беріліс кедергісі және ED қосылатын қабаты. QCPE Constant Phase Element (CPE) параметрлері. Бұл параметрлер эквивалентті схема (EEC) үлгісін пайдаланып деректерді сәйкестендіру арқылы әрі қарай талданды.
3-суретте абиотикалық ортадағы және P. aeruginosa сорпасындағы 2707 HDSS үлгілерінің типтік Nyquist сызбалары (a және b) және Bode графиктері (a' және b') көрсетілген. Pseudomonas aeruginosa болған кезде Nyquist сақинасының диаметрі азаяды. кедергі. Релаксация уақытының тұрақтысы туралы ақпаратты фазаның максимумдары беруге болады. 4-суретте бірқабатты (a) және екіқабатты (b) негізіндегі физикалық құрылымдар және оларға сәйкес EECs көрсетілген. CPE ЕЭК моделіне енгізілген. Оның рұқсат ету күші мен кедергісі келесідей өрнектеледі:
2707 HDSS үлгісінің кедергі спектрін орнатуға арналған екі физикалық модель және сәйкес эквивалентті схемалар:
мұндағы Y0 – CPE шамасы, j – ойдан шығарылған сан немесе (-1)1/2, ω – бұрыштық жиілік және n – бірліктен аз CPE қуат индексі35. Зарядтың берілу кедергісінің кері шамасы (яғни 1/Rct) коррозия жылдамдығына сәйкес келеді. Кішірек Rct коррозия жылдамдығына сәйкес келеді. Pseudomonas aeruginosa үлгілері 32 кОм см2-ге жетті, бұл биологиялық емес үлгілердің 489 кОм см2-ден әлдеқайда аз (4-кесте).
5-суреттегі CLSM кескіндері мен SEM кескіндері 7 күннен кейін 2707 HDSS үлгісінің бетіндегі биоқабықшаның жабыны тығыз екенін анық көрсетеді. Алайда 14 күннен кейін биоқабықшаның жабыны сирек болды және кейбір өлі жасушалар пайда болды. 5-кестеде 2707 HDSS және P17 экспрессиялық үлгілеріндегі биоқабықшаның қалыңдығы көрсетілген. күн. Биопленканың максималды қалыңдығы 7 күннен кейін 23,4 мкм-ден 14 күннен кейін 18,9 мкм-ге дейін өзгерді. Биопленканың орташа қалыңдығы да бұл үрдісті растады. Ол 7 күннен кейін 22,2 ± 0,7 мкм-ден 14 күннен кейін 17,8 ± 1,0 мкм-ге дейін төмендеді.
(a) 7 күннен кейінгі 3-D CLSM кескіні, (b) 14 күннен кейінгі 3-D CLSM кескіні, (c) 7 күннен кейінгі SEM кескіні және (d) 14 күннен кейінгі SEM кескіні.
EDS 14 күн бойы P. aeruginosa әсер еткен үлгілерде биоқабықшалар мен коррозия өнімдерінде химиялық элементтерді анықтады. 6-суретте биопленкалар мен коррозия өнімдеріндегі С, N, O және P мөлшері жалаң металдарға қарағанда әлдеқайда жоғары екенін көрсетеді, өйткені бұл элементтер биофильмдермен және олардың метаболиттерімен байланысты. үлгілердің бетіндегі биопленка және коррозия өнімдері металл матрицаның коррозияға байланысты элементтерді жоғалтқанын көрсетеді.
14 күннен кейін 2216E қоректік ортада P. aeruginosa бар және онсыз шұңқырлар байқалды. Инкубациялау алдында үлгі беті тегіс және ақаусыз болды (7а-сурет). Инкубациядан және биофильмді және коррозия өнімдерін алып тастағаннан кейін үлгілердің бетіндегі ең терең шұңқырлар c 7-суретте көрсетілгендей зерттелді. биологиялық емес бақылау үлгілерінің бетінде табылған (шұңқырдың максималды тереңдігі 0,02 мкм). Pseudomonas aeruginosa тудырған максималды карьер тереңдігі 7 күннен кейін 0,52 мкм және 14 күннен кейін 0,69 мкм болды. Сәйкесінше ± 0,12 мкм және 0,52 ± 0,15 мкм (5-кесте). Бұл шұңқыр тереңдігінің мәндері шағын, бірақ маңызды.
(а) Экспозиция алдында, (b) абиотикалық ортада 14 күн және (в) Pseudomonas aeruginosa сорпасында 14 күн.
8-суретте әртүрлі үлгі беттерінің XPS спектрлері көрсетілген және әрбір бет үшін талданған химиялық құрамдар 6-кестеде жинақталған. 6-кестеде P. aeruginosa (А және В үлгілері) болған кезде Fe және Cr атомдық пайыздары биологиялық емес бақылау үлгілерінен (С және D үлгілері) әлдеқайда төмен болды. қисық 574,4, 576,6, 578,3 және 586,8 эВ байланыс энергиясы (BE) мәндері бар төрт пик құрамдас бөлікке орнатылды, оларды сәйкесінше Cr, Cr2O3, CrO3 және Cr(OH)3 жатқызуға болады (9а және б-суреттер). 9c және d-суреттерінде сәйкесінше Cr (BE үшін 573,80 эВ) және Cr2O3 (BE үшін 575,90 эВ) үшін шыңдары. Абиотикалық және P. aeruginosa үлгілері арасындағы ең таңғаларлық айырмашылық Cr6+ болуы және биофилдің Cr(OH)86-ның жоғары салыстырмалы үлесі (BE8) болды.
Екі медиадағы 2707 HDSS үлгісінің бетінің кең XPS спектрлері сәйкесінше 7 күн және 14 күн.
(а) P. aeruginosa әсерінен 7 күн, (б) P. aeruginosa әсерінен 14 күн, (в) абиотикалық ортада 7 күн және (г) абиотикалық ортада 14 күн.
HDSS көптеген орталарда коррозияға төзімділіктің жоғары деңгейін көрсетеді. Ким және т.б. 2 хабарлағандай, UNS S32707 HDSS PREN мәні 45-тен асатын жоғары легірленген DSS ретінде анықталған. Бұл жұмыстағы 2707 HDSS үлгісінің PREN мәні 49 болды. Бұл оның құрамындағы хромның жоғары болуына және қышқылды және жақсы қоспасыз және жақсы қоспасыз ортада пайдалы молибден мен Ni деңгейлеріне байланысты. микроқұрылым құрылымдық тұрақтылық пен коррозияға төзімділік үшін пайдалы. Дегенмен, оның тамаша химиялық төзімділігіне қарамастан, осы жұмыстағы тәжірибелік деректер 2707 HDSS P. aeruginosa биоқабықшаларының MIC-ке толықтай иммунитеті жоқ екенін көрсетеді.
Электрохимиялық нәтижелер P. aeruginosa сорпасында 2707 HDSS коррозия жылдамдығы 14 күннен кейін биологиялық емес ортамен салыстырғанда айтарлықтай жоғарылағанын көрсетті. 2a-суретте абиотикалық ортада да, P. aeruginosa сорпасында да Eocp азаюы алғашқы 24 сағат ішінде байқалды. Содан кейін биоплёнканың бетін жабу және сынамалау жұмыстары аяқталды. салыстырмалы түрде тұрақты болады36.Алайда биологиялық Eocp деңгейі биологиялық емес Eocp деңгейінен әлдеқайда жоғары болды.Бұл айырмашылық P.aeruginosa биоқабықшасының түзілуіне байланысты деуге негіз бар.2d-суретте P.aeruginosa қатысуымен, icorr мәні 2707 см2-ден жоғары болды HD27, ол 2706 мк2 деңгейіне жетті. абиотикалық бақылау (0,063 мкА см-2), бұл EIS өлшенген Rct мәніне сәйкес болды. Алғашқы бірнеше күнде P. aeruginosa сорпасында импеданс мәндері P. aeruginosa жасушаларының бекінуіне және биоқабықшалардың пайда болуына байланысты өсті. Алайда, биопленка толығымен жабылған кезде, бірінші қорғаныс қабатының қорғаныс қабаты төмендейді. биоқабықшалар мен биоқабықша метаболиттерінің түзілуі.Сондықтан, коррозияға төзімділік уақыт өте азайып, P. aeruginosa бекінуі локализацияланған коррозияға себеп болды. Абиотикалық ортадағы үрдістер әртүрлі болды. Биологиялық емес бақылаудың коррозияға төзімділігі P. aeruginosath сынамаларының сәйкес мәнінен әлдеқайда жоғары болды. 2707 HDSS 14-ші күні 489 кОм см2-ге жетті, бұл P. aeruginosa қатысуымен Rct мәнінен (32 кОм см2) 15 есе жоғары болды. Сондықтан 2707 HDSS стерильді ортада тамаша коррозияға төзімді, бірақ P. aeruginosa биофильмдерінің MIC шабуылына төзімді емес.
Бұл нәтижелерді 2б-суреттегі поляризация қисықтарынан да байқауға болады. Анодтық тармақталу Pseudomonas aeruginosa биоқабықшасының түзілуіне және металдардың тотығу реакцияларына жатқызылды. Сонымен қатар катодты реакция оттегінің азаюы болып табылады. P. aeruginosa болуы коррозияның деңгейін айтарлықтай арттырды, шамамен T бақылау тогы тығыздығы. P. aeruginosa биофильмінің 2707 HDSS локализацияланған коррозиясын арттыратынын көрсетеді. Юан және т.б. Осы жұмыста 2707 HDSS MIC түсіндіріңіз. Аэробты биофильмдердің астында оттегі де аз болуы мүмкін. Сондықтан металл бетін оттегімен қайта пассивацияламау осы жұмыста MIC-ке ықпал ететін фактор болуы мүмкін.
Дикинсон және т.б. 38 химиялық және электрохимиялық реакциялардың жылдамдығына үлгі бетіндегі отырықшы бактериялардың метаболикалық белсенділігі және коррозия өнімдерінің табиғаты тікелей әсер етуі мүмкін деп болжады. 5-суретте және 5-кестеде көрсетілгендей, жасуша саны да, биоқабықша қалыңдығы да 14 күннен кейін төмендеді. Мұны негізді түрде түсіндіруге болады, HD702 жасушаларының 14 күннен кейін сессиль бетінде өледі. 2216E ортасындағы қоректік заттардың азаюына немесе 2707 HDSS матрицасынан улы металл иондарының бөлінуіне байланысты. Бұл сериялық эксперименттердің шектелуі.
Бұл жұмыста P. aeruginosa биофильмі 2707 HDSS бетіндегі биофильмнің астындағы Cr және Fe жергілікті азаюына ықпал етті (6-сурет). 6-кестеде C үлгісімен салыстырғанда D үлгісіндегі Fe және Cr азаюы P. aeruginosa ортасының бірінші күнінде биоқапталатын күндерде еріген Fe және Cr екенін көрсетеді. теңіз ортасын имитациялау үшін қолданылады. Оның құрамында 17700 ppm Cl- бар, бұл табиғи теңіз суындағымен салыстыруға болады. 17700 ppm Cl- болуы XPS арқылы талданған 7 және 14 күндік абиотикалық үлгілердегі Cr төмендеуінің негізгі себебі болды. абиотикалық ортада 2707 HDSS күшті Cl− кедергісіне байланысты аз. 9-сурет пассивация пленкасында Cr6+ болуын көрсетеді. Чен мен Клейтон ұсынғандай, ол P. aeruginosa биофильмдері арқылы болат беттерінен Cr жоюға қатысуы мүмкін.
Бактериялардың өсуіне байланысты өсіруге дейін және одан кейінгі ортаның рН мәндері сәйкесінше 7,4 және 8,2 болды. Сондықтан P. aeruginosa биоқабықшасының астында органикалық қышқыл коррозиясының бұл жұмысқа ықпал етуші фактор болуы екіталай, бұл сусымалы ортадағы рН салыстырмалы түрде жоғары. қорытынды 7.5) 14 күндік сынақ кезеңінде. Инкубациядан кейін егу ортасындағы рН жоғарылауы P. aeruginosa метаболикалық белсенділігіне байланысты болды және сынақ жолақтары болмаған кезде рН-ға бірдей әсер ететіні анықталды.
7-суретте көрсетілгендей, P. aeruginosa биофильмінен туындаған максималды тереңдік 0,69 мкм болды, бұл абиотикалық ортадан (0,02 мкм) әлдеқайда үлкен болды. Бұл жоғарыда сипатталған электрохимиялық деректерге сәйкес келеді. 0,69 мкм карьер тереңдігі бірдей DSS02 үшін хабарланған мәннен он есе аз.59 мкм. жағдайлар.Бұл деректер 2707 HDSS 2205 DSS-пен салыстырғанда жақсырақ MIC төзімділігін көрсетеді. Бұл таңқаларлық емес, өйткені 2707 HDSS құрамында зиянды екінші тұнбаларсыз теңдестірілген фазалық құрылымның арқасында ұзаққа созылатын пассивацияны қамтамасыз ететін хром мөлшері жоғары, бұл P. aerugivinosa. нүктелерінің басталуын қиындатады.
Қорытындылай келе, абиотикалық ортадағы елеусіз шұңқырмен салыстырғанда P. aeruginosa сорпасында 2707 HDSS бетінде MIC шұңқырлары табылды. Бұл жұмыс 2707 HDSS 2205 DSS қарағанда жақсы MIC төзімділігін көрсетеді, бірақ ол P. aeruginosa арқасында MIC-ке толық иммунитетті емес және болаттың сәйкессіз қызмет көрсететін көмекшісін табады. теңіз ортасы үшін тіршілік.
2707 HDSS үшін купонды Қытайдың Шэньян қаласындағы Солтүстік-Шығыс Университетінің (NEU) Металлургия мектебі қамтамасыз етеді. 2707 HDSS элементтік құрамы NEU материалдарын талдау және сынау бөлімі талдаған 1-кестеде көрсетілген. Барлық үлгілер 1180 °C температурада 1 сағат сынау үшін ерітіндімен өңделген. Үстіңгі ашық беті 1 см2 болатын 2707 HDSS кремний карбиді қағазымен 2000 гритке дейін жылтыратылды және одан әрі 0,05 мкм Al2O3 ұнтағы суспензиясымен жылтыратылды. Бүйірлері мен түбі инертті бояумен қорғалған. Кептіруден кейін үлгілер стерильді деиондандырылған сумен және 50% стерильді деионизацияланған сумен және 50% стерильденген сумен шайылды. h. Содан кейін олар ультракүлгін (УК) сәуле астында 0,5 сағат бойы пайдаланбас бұрын ауада кептірілді.
Marine Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 штаммы Қытайдың Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC) орталығынан сатып алынды. Pseudomonas aeruginosa аэробты жолмен 37°C температурада 250 мл колбаларда және 500 мл электрохимиялық шыны жасушаларда (Biotechology 16E2 сұйық ортасын пайдалану арқылы) өсірілді. Co., Ltd., Циндао, Қытай).Орташа (г/л): 19,45 NaCl, 5,98 MgCl2, 3,24 Na2SO4, 1,8 CaCl2, 0,55 KCl, 0,16 Na2CO3, 0,08 KBr, 0,034, Sr.2020r. H3BO3, 0,004 NaSiO3, 0016 NH3, 0016 NH3, 0016 NaH2PO4, 5,0 пептон, 1,0 ашытқы сығындысы және 0,1 темір цитраты. Автоклавта 121°C температурада 20 минут бойы гемометриялық егуді қолдана отырып, жасушаларды жарықпен санау. 400X үлкейту кезінде микроскоп. Планктондық Pseudomonas aeruginosa-ның бастапқы жасушалық концентрациясы егуден кейін бірден шамамен 106 жасуша/мл болды.
Электрохимиялық сынақтар орташа көлемі 500 мл классикалық үш электродты шыны ұяшықта орындалды. Платина парағы мен қаныққан каломель электроды (SCE) реакторға тұз көпірлерімен толтырылған, сәйкесінше қарсы және эталондық электродтар ретінде қызмет ететін Люггин капиллярлары арқылы қосылды. эпоксид, жұмыс электрод үшін шамамен 1 см2 ашық бір жақты бетінің аумағын қалдырады. Электрохимиялық өлшеулер кезінде үлгілер 2216E ортасына орналастырылды және су моншасында тұрақты инкубациялық температурада (37 °C) ұсталды.OCP, LPR, EIS және әлеуетті динамикалық поляризация деректері (Autolab Reference, In 0000000000) көмегімен өлшенді. Inc., АҚШ).LPR сынақтары Eocp көмегімен -5 және 5 мВ диапазонында 0,125 мВ с-1 сканерлеу жылдамдығымен және 1 Гц таңдау жиілігімен жазылды. EIS 0,01-ден 10 000 Гц жиілік диапазонындағы синусотолқынмен орындалды. ашық контур режимі тұрақты бос коррозия потенциалының мәніне жеткенше. Содан кейін поляризация қисықтары 0,166 мВ/с сканерлеу жылдамдығымен Eocp-ге қарсы -0,2-ден 1,5 В-қа дейін жүргізілді. Әрбір сынақ P. aeruginosa бар және онсыз 3 рет қайталанды.
Металлографиялық талдауға арналған үлгілер 2000 грит ылғалды SiC қағазымен механикалық жылтыратылды, содан кейін оптикалық бақылау үшін 0,05 мкм Al2O3 ұнтағымен жылтыратылды. Металлографиялық талдау оптикалық микроскоп арқылы орындалды. Үлгілер 10 масса% калий гидроксиді ерітіндісімен 43 өрнектелді.
Инкубациядан кейін үлгілер фосфатты-буферлі тұзды (PBS) ерітіндісімен (рН 7,4 ± 0,2) 3 рет жуылды, содан кейін биоқабықшаларды бекіту үшін 2,5% (көлем/көлем) глутаральдегидпен 10 сағат бойы бекітілді. Кейіннен ол градирленген сериялармен сусыздандырылды,% ,70,% (%70,65,%). Ауамен кептіру алдында 90%, 95% және 100% к/т) этанол. Соңында, SEM бақылауы үшін өткізгіштікті қамтамасыз ету үшін үлгінің беті алтын пленкамен шашырайды. SEM кескіндері әрбір үлгінің бетіндегі ең отырықшы P. aeruginosa жасушалары бар дақтарға бағытталған. (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Германия) шұңқыр тереңдігін өлшеу үшін пайдаланылды. Биопленканың астындағы коррозияға ұшыраған шұңқырларды байқау үшін сынақ бөлігі алдымен Қытай ұлттық стандартына (CNS) GB/T4334.4-2000 сәйкес сынаманың бетіндегі коррозия өнімдері мен биоқабықшадан тазартылды.
Рентген фотоэлектрондық спектроскопиясы (XPS, ESCALAB250 беттік талдау жүйесі, Thermo VG, АҚШ) талдау монохроматикалық рентген көзі (1500 эВ энергия және 150 Вт қуаттағы алюминий Kα сызығы) арқылы 0 стандартты жағдайларда –1350 эВ энергиясы арқылы байланысқан кең ауқымда орындалды. 0,2 эВ қадам өлшемі.
Инкубацияланған үлгілер алынып тасталды және PBS (рН 7,4 ± 0,2) 15 с45 ішінде ақырын шайылды. Үлгілердегі биоқабықшалардың бактериялық өміршеңдігін байқау үшін биоқабықшалар LIVE/DEAD BacLight бактериялық өміршеңдік жинағы (Invitrogen,OR, EugTheusenty, iki) көмегімен боялды. жасыл флуоресцентті SYTO-9 бояуы және қызыл флуоресцентті пропидий йодид (PI) бояуы. CLSM астында флуоресцентті жасыл және қызыл нүктелер сәйкесінше тірі және өлі жасушаларды білдіреді. Бояу үшін құрамында 3 мкл SYTO-9 және 3 мкл PI ерітіндісі бар 1 мл қоспасы бөлме температурасында o23 минут инкубацияланды. қараңғы.Кейін, боялған үлгілер Nikon CLSM құрылғысы (C2 Plus, Nikon, Жапония) көмегімен екі толқын ұзындығында (тірі жасушалар үшін 488 нм және өлі жасушалар үшін 559 нм) бақыланды. Биопленка қалыңдығы 3-D сканерлеу режимінде өлшенді.
Бұл мақаланы қалай келтіруге болады: Li, H. et al. Marine Pseudomonas aeruginosa biofilm.science.Rep. 2707 супер дуплексті баспайтын болаттан жасалған микробтық коррозия. 6, 20190; doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Тиосульфат.coros.science.80, 205-212 (2014) қатысуымен хлорид ерітіндісіндегі LDX 2101 дуплексті тот баспайтын болаттан жасалған кернеулі коррозиялық крекинг.
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Ерітінді термиялық өңдеудің және қорғайтын газдағы азоттың супер дуплексті тот баспайтын болаттан жасалған дәнекерлеудің коррозияға төзімділігіне әсері.coros.science.53, 1939–1947 (2011).
Ши, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. 316L баспайтын болаттан жасалған микробтық және электрохимиялық индукцияланған шұңқыр коррозиясының салыстырмалы химиялық зерттеуі.coros.science.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 дуплексті тот баспайтын болаттың хлоридтің қатысуымен әртүрлі рН сілтілі ерітінділеріндегі электрохимиялық әрекеті. Electrochim.Journal.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Теңіз биофильмдерінің коррозияға әсері: қысқаша шолу. Electrochim.Journal.54, 2-7 (2008).