Spas ji bo serdana Nature.com. Guhertoya geroka ku hûn bikar tînin piştgiriya CSS-ê bi sînor e. Ji bo ezmûna çêtirîn, em pêşniyar dikin ku hûn gerokek nûvekirî bikar bînin (an jî Moda Lihevhatinê di Internet Explorer-ê de neçalak bikin). Di vê navberê de, ji bo ku piştgiriya domdar misoger bikin, em ê malperê bêyî şêwaz û JavaScript-ê nîşan bidin.
Korozyona mîkrobî (MIC) di gelek pîşesaziyan de pirsgirêkek cidî ye, ji ber ku ew dikare bibe sedema windahiyên mezin ên aborî. Pola zengarnegir a super duplex 2707 (2707 HDSS) ji ber berxwedana wê ya kîmyewî ya hêja di jîngehên deryayî de tê bikar anîn. Lêbelê, berxwedana wê ya li hember MIC bi awayekî ceribandinî nehatiye nîşandan. Vê lêkolînê tevgera MIC 2707 HDSS ya ku ji hêla bakteriya aerobîk a deryayî Pseudomonas aeruginosa ve hatî çêkirin lêkolîn kir. Analîza elektrokîmyayî nîşan da ku di hebûna biyofîlma Pseudomonas aeruginosa di navgîna 2216E de, guherînek erênî di potansiyela korozyonê de û zêdebûnek di dendika herika korozyonê de çêdibe. Analîza spektroskopiya fotoelektronê ya tîrêjên X (XPS) kêmbûnek di naveroka Cr de li ser rûyê nimûneyê di bin biyofîlmê de nîşan da. Analîza dîtbarî ya çalan nîşan da ku biyofîlma P. aeruginosa di 14 rojên înkubasyonê de kûrahiya çala herî zêde 0.69 µm çêkiriye. Her çend ev piçûk be jî, ev nîşan dide ku 2707 HDSS bi tevahî li hember MIC ya bîyofîlmên P. aeruginosa bêbandor nîne.
Polayên zengarnegir ên dupleks (DSS) ji ber tevlîheviya bêkêmasî ya taybetmendiyên mekanîkî yên hêja û berxwedana korozyonê1,2, di gelek pîşesaziyan de bi berfirehî têne bikar anîn. Lêbelê, qulên herêmî hîn jî çêdibin û bandorê li ser yekparçeyiya vê pola dikin3,4. DSS li hember korozyona mîkrobî (MIC)5,6 berxwedêr nîne. Tevî cûrbecûr sepanên DSS, hîn jî hawîrdor hene ku berxwedana korozyonê ya DSS ji bo karanîna demdirêj têrê nake. Ev tê vê wateyê ku materyalên bihatir ên bi berxwedana korozyonê ya bilindtir hewce ne. Jeon û hevkarên wî7 dîtin ku tewra polayên zengarnegir ên super dupleks (SDSS) jî di warê berxwedana korozyonê de hin sînorkirin hene. Ji ber vê yekê, di hin rewşan de, polayên zengarnegir ên super dupleks (HDSS) bi berxwedana korozyonê ya bilindtir hewce ne. Ev bû sedema pêşkeftina HDSS-ya pir alloykirî.
Berxwedana korozyonê ya DSS bi rêjeya qonaxên alfa û gama ve girêdayî ye û di herêmên Cr, Mo û W 8, 9, 10 ên li kêleka qonaxa duyemîn de kêm dibe. HDSS rêjeyek bilind a Cr, Mo û N11 dihewîne, ji ber vê yekê berxwedana wê ya korozyonê pir baş e û nirxek bilind (45-50) ya hejmara berxwedana çalê ya wekhev (PREN) heye ku ji hêla wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo + 0.5 wt. %W) + 16 wt. N12 ve tê destnîşankirin. Berxwedana wê ya korozyonê ya pir baş bi pêkhateyek hevseng ve girêdayî ye ku bi qasî 50% qonaxên ferîtîk (α) û 50% qonaxên austenîtîk (γ) dihewîne. HDSS xwedan taybetmendiyên mekanîkî yên çêtir û berxwedanek bilindtir a li hember korozyona klorîdê ye. Berxwedana korozyonê ya baştirkirî karanîna HDSS di jîngehên klorîdê yên êrîşkartir de wekî jîngehên deryayî dirêj dike.
MIC di gelek pîşesaziyan de wekî pîşesaziyên petrol, gaz û avê pirsgirêkek mezin in14. MIC ji sedî 20ê hemî zirara korozyonê pêk tîne15. MIC korozyonek biyoelektroşîmyayî ye ku dikare di gelek jîngehan de were dîtin. Biyofîlmên ku li ser rûyên metal çêdibin şert û mercên elektroşîmyayî diguherînin, bi vî rengî bandorê li pêvajoya korozyonê dikin. Bi berfirehî tê bawerkirin ku korozyona MIC ji hêla biyofîlman ve çêdibe. Mîkroorganîzmayên elektrojenîk metalan dixwin da ku enerjiya ku ji bo jiyanê hewce ne bi dest bixin17. Lêkolînên MIC yên vê dawiyê nîşan dane ku EET (veguhestina elektrona derveyî hucreyê) faktora sînorkirina rêjeyê ye di MIC-ê de ku ji hêla mîkroorganîzmayên elektrojenîk ve tê çêkirin. Zhang et al. 18 nîşan dan ku navbeynkarên elektronan veguhastina elektronan di navbera hucreyên Desulfovibrio sessificans û pola zengarnegir 304 de lez dikin, ku dibe sedema êrîşa MIC-ê ya girantir. Anning et al. 19 û Wenzlaff et al. 20 nîşan dane ku biyofîlmên bakteriyên korozîf ên kêmkirina sulfatê (SRB) dikarin rasterast elektronan ji substratên metalî bikişînin, ku dibe sedema qulên giran.
Tê zanîn ku DSS di navgînên ku SRB, bakteriya kêmkerê hesin (IRB), û hwd. tê de hene, ji MIC re hesas e. 21 Ev bakterî li ser rûyê DSS di bin bîyofîlman de dibin sedema çalên herêmî 22,23. Berevajî DSS, HDSS24 MIC baş nayê zanîn.
Pseudomonas aeruginosa bakteriyeke Gram-neyînî, tevgerbar û şiklê çîp e ku di xwezayê de bi berfirehî belav dibe25. Pseudomonas aeruginosa di heman demê de komeke mîkrobî ya sereke di jîngeha deryayî de ye, ku dibe sedema bilindbûna rêjeyên MIC. Pseudomonas bi awayekî çalak di pêvajoya korozyonê de cih digire û di dema çêbûna bîyofîlmê de wekî kolonîzatorek pêşeng tê nasîn. Mahat et al. 28 û Yuan et al. 29 nîşan dan ku Pseudomonas aeruginosa meyla zêdekirina rêjeya korozyonê ya pola nerm û alavên di jîngehên avî de dike.
Armanca sereke ya vê xebatê lêkolîna taybetmendiyên MIC 2707 HDSS bû ku ji hêla bakteriya aerobîk a deryayî Pseudomonas aeruginosa ve bi karanîna rêbazên elektroşîmyayî, rêbazên analîzkirina rûberê û analîza berhema korozyonê çêbûye. Lêkolînên elektroşîmyayî, di nav de potansiyela çerxa vekirî (OCP), berxwedana polarîzasyona xêzik (LPR), spektroskopiya împedansa elektroşîmyayî (EIS), û polarîzasyona dînamîk a potansiyel, ji bo lêkolîna tevgera MIC 2707 HDSS hatin kirin. Analîza spektrometrîk a belavbûna enerjiyê (EDS) ji bo tespîtkirina hêmanên kîmyewî li ser rûyek korozyonkirî hate kirin. Wekî din, spektroskopiya fotoelektronê ya tîrêjên X (XPS) ji bo destnîşankirina aramiya pasîfîzasyona fîlima oksîdê di bin bandora jîngehek deryayî de ku Pseudomonas aeruginosa tê de heye hate bikar anîn. Kûrahiya çalan di bin mîkroskopa şopandina lazer a konfokal (CLSM) de hate pîvandin.
Tabloya 1 pêkhateya kîmyewî ya 2707 HDSS nîşan dide. Tabloya 2 nîşan dide ku 2707 HDSS xwedî taybetmendiyên mekanîkî yên hêja ye bi hêza berdestbûnê ya 650 MPa. Di şekil 1 de mîkroavahîya optîkî ya 2707 HDSS ya bi germî ya çareseriyê hatî dermankirin nîşan dide. Di mîkroavahîya ku bi qasî 50% qonaxên austenît û 50% qonaxên ferît de heye, bendên dirêjkirî yên qonaxên austenît û ferît bêyî qonaxên duyemîn xuya dibin.
Di şekil 2a de potansiyela çerxa vekirî (Eocp) li gorî dema teşhîrê ji bo 2707 HDSS di navgîna abiyotîk a 2216E û ava P. aeruginosa de ji bo 14 rojan di 37°C de nîşan dide. Ew nîşan dide ku guhertina herî mezin û girîng di Eocp de di nav 24 saetên pêşîn de çêdibe. Nirxên Eocp di her du rewşan de li dora 16 demjimêran li -145 mV (li gorî SCE) gihîştin lûtkeyê û dûv re bi tundî daketin, gihîştin -477 mV (li gorî SCE) û -236 mV (li gorî SCE) ji bo nimûneya abiyotîk. û kuponên P Pseudomonas aeruginosa, bi rêzê ve). Piştî 24 demjimêran, nirxa Eocp 2707 HDSS ji bo P. aeruginosa li -228 mV (li gorî SCE) nisbeten sabît bû, dema ku nirxa têkildar ji bo nimûneyên ne-biyolojîk bi qasî -442 mV bû (li gorî SCE). Eocp di hebûna P. aeruginosa de pir kêm bû.
Lêkolîna elektrokîmyayî ya 2707 nimûneyên HDSS di navgîna abiyotîk û ava Pseudomonas aeruginosa de di 37°C de:
(a) Eocp wekî fonksiyonek dema teşhîrkirinê, (b) xêzên polarîzasyonê di roja 14an de, (c) Rp wekî fonksiyonek dema teşhîrkirinê, û (d) icorr wekî fonksiyonek dema teşhîrkirinê.
Tabloya 3 parametreyên korozyona elektroşîmyayî ya 2707 nimûneyên HDSS-ê yên ku di nav 14 rojan de rastî medyaya abiyotîk û Pseudomonas aeruginosa hatine nîşan dide. Tangentên xêzên anodê û katodê hatin ekstrapolekirin da ku xaçerêyên ku dendika herika korozyonê (icorr), potansiyela korozyonê (Ecorr) û meyla Tafel (βα û βc) li gorî rêbazên standard didin, werin bidestxistin30,31.
Wekî ku di şekil 2b de tê xuyang kirin, guheztinek ber bi jor ve di xêza P. aeruginosa de bû sedema zêdebûna Ecorr li gorî xêza abiyotîk. Nirxa icorr, ku bi rêjeya korozyonê re rêjeyî ye, di nimûneya Pseudomonas aeruginosa de gihîşt 0.328 µA cm-2, ku çar caran ji nimûneya ne-biyolojîk (0.087 µA cm-2) mezintir e.
LPR rêbazeke elektroşîmyayî ya klasîk a bê-wêranker e ji bo analîza korozyona bilez. Ew her wiha ji bo lêkolîna MIC32 jî hatiye bikar anîn. Li ser wêneya 2c berxwedana polarîzasyonê (Rp) wekî fonksiyoneke dema teşhîrê nîşan dide. Nirxek Rp ya bilindtir tê wateya korozyona kêmtir. Di nav 24 saetên pêşîn de, Rp 2707 HDSS ji bo nimûneyên abiyotîk gihîşt 1955 kΩ cm2 û ji bo nimûneyên Pseudomonas aeruginosa 1429 kΩ cm2. Wêne 2c her wiha nîşan dide ku nirxa Rp piştî rojekê bi lez kêm bûye û dûv re di 13 rojên din de bi nisbetî neguheriye. Nirxa Rp ya nimûneyek Pseudomonas aeruginosa bi qasî 40 kΩ cm2 ye, ku ji nirxa 450 kΩ cm2 ya nimûneyek ne-biyolojîk pir kêmtir e.
Nirxa icorr bi rêjeya korozyonê ya yekreng re rêjeyî ye. Nirxa wê dikare ji hevkêşeya Stern-Giri ya jêrîn were hesab kirin:
Li gorî Zoe et al. 33, nirxa tîpîk a şemitoka Tafel B di vê xebatê de wekî 26 mV/dec hatiye girtin. Wêne 2d nîşan dide ku icorr ya nimûneya ne-biyolojîk 2707 bi nisbetî sabît maye, lê nimûneya P. aeruginosa piştî 24 demjimêrên pêşîn pir guheriye. Nirxên icorr yên nimûneyên P. aeruginosa ji yên kontrolên ne-biyolojîk rêzek mezinahî bilindtir bûn. Ev meyl bi encamên berxwedana polarîzasyonê re lihevhatî ye.
EIS rêbazek din a bêwêranker e ku ji bo karakterîzekirina reaksiyonên elektroşîmyayî li ser rûyên korozyonkirî tê bikar anîn. Spektrên împedansê û nirxên kapasîteyê yên hesabkirî yên nimûneyên ku li hawîrdora abiyotîk û çareseriya Pseudomonas aeruginosa hatine hiştin, berxwedana fîlm/biyofîlmê ya pasîf Rb ku li ser rûyê nimûneyê çêdibe, berxwedana veguhastina bargiraniyê Rct, kapasîteya elektrîkî ya qata ducar Cdl (EDL) û parametreyên elementa qonaxa QCPE ya sabît (CPE). Ev parametre bi guncandina daneyan bi karanîna modelek çerxeya wekhev (EEC) bêtir hatin analîzkirin.
Di şekil 3 de nexşeyên Nyquist ên tîpîk (a û b) û nexşeyên Bode (a' û b') ji bo 2707 nimûneyên HDSS di navgîna abiyotîk û ava P. aeruginosa de ji bo demên înkubasyonê yên cûda nîşan dide. Diametera zengila Nyquist di hebûna Pseudomonas aeruginosa de kêm dibe. Nexşeya Bode (Şekil 3b') zêdebûna împedansa giştî nîşan dide. Agahiyên li ser sabîta dema rihetbûnê dikarin ji maksîmûma qonaxê werin wergirtin. Di şekil 4 de avahiyên fîzîkî yên li ser bingeha yekqatî (a) û duqatî (b) û EEC-ên têkildar nîşan dide. CPE di modela EEC de tê destnîşan kirin. Admitsyon û împedansa wê wiha têne diyar kirin:
Du modelên fîzîkî û devreyên hevseng ên têkildar ji bo guncandina spektruma împedansê ya nimûneya 2707 HDSS:
ku Y0 nirxa KPI ye, j hejmara xeyalî ye an jî (-1)1/2 ye, ω frekansa goşeyî ye, n jî endeksa hêza KPI ye ku ji yekê kêmtir e35. Veguherîna berxwedana veguhastina bargiraniyê (ango 1/Rct) bi rêjeya korozyonê re têkildar e. Rct çiqas piçûktir be, rêjeya korozyonê ewqas bilindtir e27. Piştî 14 rojên înkubasyonê, Rct ya nimûneyên Pseudomonas aeruginosa gihîşt 32 kΩ cm2, ku ji 489 kΩ cm2 ya nimûneyên ne-biyolojîk pir kêmtir e (Tabloya 4).
Wêneyên CLSM û wêneyên SEM di Şekil 5 de bi zelalî nîşan didin ku pêça biyofîlmê li ser rûyê nimûneya HDSS 2707 piştî 7 rojan qalind e. Lêbelê, piştî 14 rojan, pêça biyofîlmê qels bû û hin şaneyên mirî xuya bûn. Tabloya 5 stûriya biyofîlmê li ser nimûneyên HDSS 2707 piştî ku ji bo 7 û 14 rojan bi P. aeruginosa re rû bi rû man nîşan dide. Stûriya herî zêde ya biyofîlmê ji 23.4 µm piştî 7 rojan guherî 18.9 µm piştî 14 rojan. Stûriya navînî ya biyofîlmê jî vê meylê piştrast kir. Ew ji 22.2 ± 0.7 μm piştî 7 rojan daket 17.8 ± 1.0 μm piştî 14 rojan.
(a) wêneya 3-D CLSM piştî 7 rojan, (b) wêneya 3-D CLSM piştî 14 rojan, (c) wêneya SEM piştî 7 rojan, û (d) wêneya SEM piştî 14 rojan.
EMF hêmanên kîmyayî di bîyofîlm û berhemên korozyonê de li ser nimûneyên ku 14 rojan rastî P. aeruginosa hatine eşkere kirin, eşkere kir. Di şekil 6 de. Şekil 6 nîşan dide ku naveroka C, N, O, û P di bîyofîlm û berhemên korozyonê de ji metalên saf pir zêdetir e, ji ber ku ev hêman bi bîyofîlm û metabolîtên wan ve girêdayî ne. Mîkrob tenê hewceyê mîqdarên piçûk ên krom û hesin in. Asta bilind a Cr û Fe di bîyofîlm û berhemên korozyonê de li ser rûyê nimûneyan nîşan dide ku matrîksa metalî ji ber korozyonê hêmanan winda kiriye.
Piştî 14 rojan, di navgîna 2216E de çalên bi û bê P. aeruginosa hatin dîtin. Berî înkubasyonê, rûyê nimûneyan nerm û bê kêmasî bû (Wêne 7a). Piştî înkubasyonê û rakirina berhemên biyofîlm û korozyonê, çalên herî kûr ên li ser rûyê nimûneyan bi karanîna CLSM hatin lêkolîn kirin, wekî ku di Wêne 7b û c de tê xuyang kirin. Li ser rûyê kontrolên ne-biyolojîkî çalên eşkere nehatin dîtin (kûrahiya herî zêde ya çalê 0.02 µm). Kûrahiya herî zêde ya çalê ya ji ber P. aeruginosa çêbûyî di 7 rojan de 0.52 µm û di 14 rojan de 0.69 µm bû, li gorî kûrahiya herî zêde ya navînî ya çalê ji 3 nimûneyan (ji bo her nimûneyê 10 kûrahiyên herî zêde yên çalê hatin hilbijartin). Bi rêzê ve bi destxistina 0.42 ± 0.12 µm û 0.52 ± 0.15 µm (Tabloya 5). Ev nirxên kûrahiya çalê piçûk in lê girîng in.
(a) berî rûbirûbûnê, (b) 14 roj di hawîrdorek abiyotîk de, û (c) 14 roj di ava Pseudomonas aeruginosa de.
Li ser şekilê Tabloya 8an spektrumên XPS yên rûyên nimûneyên cûrbecûr nîşan dide, û pêkhateya kîmyewî ya ku ji bo her rûyekî hatiye analîzkirin di Tabloya 6an de hatiye kurtkirin. Di Tabloya 6an de, rêjeyên atomî yên Fe û Cr di hebûna P. aeruginosa (nimûneyên A û B) de ji yên kontrolên ne-biyolojîkî pir kêmtir bûn. (nimûneyên C û D). Ji bo nimûneyek P. aeruginosa, xêza spektral li asta navika Cr 2p li çar pêkhateyên lûtkeyê bi enerjiyên girêdanê (BE) yên 574.4, 576.6, 578.3 û 586.8 eV hate bicîhkirin, ku dikarin bi rêzê ve bi Cr, Cr2O3, CrO3 û Cr(OH)3 ve werin girêdan (Şekil 9a û b). Ji bo nimûneyên ne-biyolojîk, spektruma asta sereke ya Cr 2p du lûtkeyên sereke ji bo Cr (573.80 eV ji bo BE) û Cr2O3 (575.90 eV ji bo BE) di Şekil 9c û d de, bi rêzê ve, dihewîne. Cûdahiya herî berbiçav di navbera nimûneyên abiyotîk û nimûneyên P. aeruginosa de hebûna Cr6+ û rêjeyek nisbî ya bilindtir a Cr(OH)3 (BE 586.8 eV) di bin bîyofîlmê de bû.
Spektrumên XPS yên fireh ên rûyê nimûneya 2707 HDSS di du medyayan de bi rêzê ve 7 û 14 roj in.
(a) 7 roj rûbirûbûna bi P. aeruginosa re, (b) 14 roj rûbirûbûna bi P. aeruginosa re, (c) 7 roj di hawîrdorek abiyotîk de, û (d) 14 roj di hawîrdorek abiyotîk de.
HDSS di piraniya jîngehan de astek bilind a berxwedana korozyonê nîşan dide. Kim û hevkarên wî2 ragihandin ku HDSS UNS S32707 wekî DSS-yek pir alloyî bi PREN-ek ji 45 mezintir hatiye nas kirin. Nirxa PREN-ê ya nimûneya 2707 HDSS di vê xebatê de 49 bû. Ev ji ber naveroka bilind a kromê û naveroka bilind a molîbden û nîkelê ye, ku di jîngehên asîdî û jîngehên bi naveroka klorîdê ya bilind de bikêr in. Wekî din, pêkhateyek baş-hevseng û mîkroavahiyek bê kêmasî ji bo aramiya avahîsaziyê û berxwedana korozyonê sûdmend in. Lêbelê, tevî berxwedana wê ya kîmyewî ya hêja, daneyên ceribandinê yên di vê xebatê de nîşan didin ku 2707 HDSS bi tevahî ji MIC-ên biyofîlmê yên P. aeruginosa bêpar nîne.
Encamên elektrokîmyayî nîşan dan ku rêjeya korozyonê ya 2707 HDSS di ava P. aeruginosa de piştî 14 rojan li gorî jîngeha ne-biyolojîk bi girîngî zêde bûye. Di Wêne 2a de, di nav 24 saetên pêşîn de hem di navgîna abiyotîk û hem jî di ava P. aeruginosa de kêmbûnek di Eocp de hate dîtin. Piştî vê yekê, biyofîlm rûyê nimûneyê bi tevahî vedişêre, û Eocp nisbeten sabît dibe36. Lêbelê, asta Eocp ya biyolojîkî ji asta Eocp ya ne-biyolojîkî pir bilindtir bû. Sedem hene ku meriv bawer bike ku ev cûdahî bi çêbûna biyofîlmên P. aeruginosa ve girêdayî ye. Li ser wêneya 2d di hebûna P. aeruginosa de, nirxa HDSS ya icorr 2707 gihîşt 0.627 μA cm-2, ku ji ya kontrola abiyotîk (0.063 μA cm-2) pir bilindtir e, ku bi nirxa Rct ya ku ji hêla EIS ve hatî pîvandin re lihevhatî bû. Di çend rojên pêşîn de, nirxên împedansê di ava P. aeruginosa de ji ber girêdana şaneyên P. aeruginosa û çêbûna bîyofîlman zêde bûn. Lêbelê, dema ku bîyofîlm rûyê nimûneyê bi tevahî vedişêre, împedans kêm dibe. Çîna parastinê bi giranî ji ber çêbûna bîyofîlman û metabolîtên bîyofîlman rastî êrîşê tê. Di encamê de, berxwedana korozyonê bi demê re kêm bû û girêdana P. aeruginosa bû sedema korozyona herêmî. Trendên di jîngehên abiyotîk de cûda bûn. Berxwedana korozyonê ya kontrola ne-biyolojîk ji nirxa beramberî ya nimûneyên ku li ber ava P. aeruginosa hatine danîn pir bilindtir bû. Wekî din, ji bo gihîştinên abiyotîk, nirxa Rct 2707 HDSS di roja 14an de gihîşt 489 kΩ cm2, ku 15 caran ji nirxa Rct (32 kΩ cm2) di hebûna P. aeruginosa de bilindtir e. Ji ber vê yekê, 2707 HDSS di hawîrdorek sterîl de xwedan berxwedanek pir baş a li hember korozyonê ye, lê li hember MIC-ên ji bîyofîlmên P. aeruginosa berxwedêr nîne.
Ev encam dikarin ji xêzên polarîzasyonê yên di Şekil 2b de jî werin dîtin. Şaxbûna anodîk bi çêbûna bîyofîlma Pseudomonas aeruginosa û reaksiyonên oksîdasyona metal ve girêdayî ye. Di vê rewşê de, reaksiyona katodîk kêmkirina oksîjenê ye. Hebûna P. aeruginosa dendika herika korozyonê bi girîngî zêde kir, bi qasî rêzek mezinahî ji kontrola abiyotîk bilindtir. Ev nîşan dide ku bîyofîlma P. aeruginosa korozyona herêmî ya 2707 HDSS zêde dike. Yuan û hevkarên wî29 dîtin ku dendika herika korozyonê ya alloy Cu-Ni 70/30 di bin bandora bîyofîlma P. aeruginosa de zêde bû. Ev dibe ku ji ber bîyokatalîza kêmkirina oksîjenê ji hêla bîyofîlmên Pseudomonas aeruginosa ve be. Ev çavdêrî dibe ku MIC 2707 HDSS di vê xebatê de jî rave bike. Dibe ku di bin bîyofîlmên aerobîk de oksîjen kêmtir be. Ji ber vê yekê, redkirina ji nû ve pasîvkirina rûyê metal bi oksîjenê dibe ku faktorek be ku beşdarî MIC di vê xebatê de dibe.
Dickinson û hevkarên wî 38 pêşniyar kirin ku rêjeya reaksiyonên kîmyewî û elektroşîmyayî dikare rasterast ji hêla çalakiya metabolîk a bakteriyên bêçalak li ser rûyê nimûneyê û xwezaya berhemên korozyonê ve were bandor kirin. Wekî ku di Wêne 5 û Tabloya 5 de tê xuyang kirin, hejmara şaneyan û qalindahiya biyofîlmê piştî 14 rojan kêm bû. Ev dikare bi awayekî maqûl bi vê rastiyê were ravekirin ku piştî 14 rojan, piraniya şaneyên bêçalak li ser rûyê 2707 HDSS ji ber kêmbûna xurekê di navgîna 2216E de an jî berdana îyonên metalên jehrîn ji matrîksa 2707 HDSS mirin. Ev sînorkirinek ceribandinên komî ye.
Di vê xebatê de, bîyofîlmek P. aeruginosa beşdarî kêmbûna herêmî ya Cr û Fe di bin bîyofîlmê de li ser rûyê 2707 HDSS bû (Wêne 6). Tabloya 6 kêmbûna Fe û Cr di nimûneya D de li gorî nimûneya C nîşan dide, ku nîşan dide ku Fe û Cr-ya çareserkirî ya ji hêla bîyofîlma P. aeruginosa ve ji ber wê di 7 rojên pêşîn de berdewam kiriye. Jîngeha 2216E ji bo simulasyona jîngeha deryayî tê bikar anîn. Ew 17700 ppm Cl- dihewîne, ku bi naveroka wê di ava deryayê ya xwezayî de tê berhev kirin. Hebûna 17700 ppm Cl- sedema sereke ya kêmbûna Cr di nimûneyên abiyotîk ên 7 û 14-rojî de bû ku ji hêla XPS ve hatine analîz kirin. Li gorî nimûneyên P. aeruginosa, helandina Cr di nimûneyên abiyotîk de ji ber berxwedana xurt a 2707 HDSS li hember klorê di bin şert û mercên abiyotîk de pir kêmtir bû. Li ser şekil 9 hebûna Cr6+ di fîlma pasîvkirinê de nîşan dide. Dibe ku ew di rakirina kromê ji rûyên pola de ji hêla biyofîlmên P. aeruginosa ve beşdar be, wekî ku ji hêla Chen û Clayton ve hatî pêşniyar kirin.
Ji ber mezinbûna bakteriyan, nirxên pH-ê yên navgînê berî û piştî çandiniyê bi rêzê ve 7.4 û 8.2 bûn. Bi vî awayî, di bin bîyofîlma P. aeruginosa de, korozyona asîda organîk ne mimkûn e ku beşdarî vê xebatê bibe ji ber pH-ya nisbeten bilind a di navgîna girseyî de. pH-ya navgîna kontrolê ya ne-biyolojîk di dema ceribandina 14 rojan de bi girîngî neguherî (ji 7.4-a destpêkê heta 7.5-a dawî). Zêdebûna pH-ê di navgîna tovê de piştî înkubasyonê ji ber çalakiya metabolîk a P. aeruginosa bû û hat dîtin ku di nebûna şerîtên ceribandinê de heman bandor li ser pH-ê dike.
Wekî ku di Wêne 7 de tê xuyang kirin, kûrahiya çala herî zêde ya ji ber bîyofîlma P. aeruginosa çêbûyî 0.69 µm bû, ku ji ya navgîniya abiyotîk (0.02 µm) pir mezintir e. Ev bi daneyên elektroşîmyayî yên li jor hatine vegotin re lihevhatî ye. Kûrahiya çala 0.69 µm ji nirxa 9.5 µm a ku ji bo 2205 DSS di heman şert û mercan de hatiye ragihandin, ji deh caran kêmtir e. Ev dane nîşan didin ku 2707 HDSS ji 2205 DSS berxwedanek çêtir li hember MIC nîşan dide. Ev divê ne ecêb be ji ber ku 2707 HDSS xwedî astên Cr yên bilindtir e ku pasîvasyonek dirêjtir peyda dike, depasîvasyona P. aeruginosa dijwartir e, û ji ber avahiya wê ya qonaxa hevseng bêyî barîna duyemîn a zirardar dibe sedema çalan.
Di encamê de, çalên MIC li ser rûyê 2707 HDSS di ava P. aeruginosa de hatin dîtin, li gorî çalên ne girîng di jîngeha abiyotîk de. Ev xebat nîşan dide ku 2707 HDSS li hember MIC berxwedanek çêtir ji 2205 DSS heye, lê ew ji ber biyofîlma P. aeruginosa bi tevahî li hember MIC bêbandor nîne. Ev encam di hilbijartina pola zengarnegir a guncaw û temenê jiyanê ji bo jîngeha deryayî de dibin alîkar.
Kupona ji bo 2707 HDSS ji hêla Fakulteya Metalurjiyê ya Zanîngeha Northeastern (NEU) li Shenyang, Çînê ve hatî peyda kirin. Pêkhateya elementî ya 2707 HDSS di Tabloya 1-ê de tê nîşandan, ku ji hêla Beşa Analîz û Ceribandina Materyalan a NEU ve hatî analîz kirin. Hemî nimûne ji bo çareseriya hişk di 1180°C de ji bo saetekê hatin dermankirin. Berî ceribandina korozyonê, 2707 HDSS-yek bi şiklê pereyek bi rûbera vekirî ya jorîn 1 cm2 bi kaxizê şûştinê yê silîkon karbîdê heta 2000 grit hate cilandin û dûv re bi şilek toza Al2O3 ya 0.05 µm hate cilandin. Aliyên alî û binî bi boyaxa bêbandor têne parastin. Piştî zuwakirinê, nimûne bi ava deîyonîzekirî ya sterîl hatin şuştin û bi etanolê 75% (v/v) ji bo 0.5 demjimêran hatin sterîl kirin. Dûv re berî karanînê ji bo 0.5 demjimêran di bin ronahiya ultraviyole (UV) de bi hewayê hatin zuwa kirin.
Cureyê Pseudomonas aeruginosa ya deryayî MCCC 1A00099 ji Navenda Berhevkirina Çanda Deryayî ya Xiamen (MCCC), Çîn, hat kirîn. Pseudomonas aeruginosa di bin şert û mercên aerobîk de li 37°C di şûşeyên 250 ml û şaneyên elektroşîmyayî yên cam ên 500 ml de bi karanîna navgîniya şile ya Marine 2216E (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Çîn) hat çandin. Naverok dihewîne (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 6NH26NH3, 3.0016 NH3, 5.0 pepton, 1.0 ekstrakta hevîrtirşkê û 0.1 sîtrat hesin. Berî derzîkirinê 20 deqîqeyan li 121°C otoklav bikin. Hucreyên bêçalak û planktonîk bi hemosîtometreyekê di bin mîkroskopa ronahiyê de bi mezinkirina 400x bihejmêrin. Di cih de piştî derzîkirinê, rêjeya destpêkê ya Pseudomonas aeruginosa planktonîk bi qasî 106 hucre/ml bû.
Ceribandinên elektrokimyayî di şaneyek cam a sê-elektrodî ya klasîk de bi qebareya navîn a 500 ml hatin kirin. Pelê platîn û elektroda kalomel a têrbûyî (SAE) bi rêya kapîlarên Luggin ên ku bi pirên xwê tije bûn, bi reaktorê ve hatin girêdan, ku bi rêzê ve wekî elektrodên dijber û referansê xizmet dikirin. Ji bo çêkirina elektrodên xebatê, têla sifir a gomkirî bi her nimûneyê ve hate girêdan û bi rezîna epoksî hate nixumandin, ku ji aliyekî ve nêzîkî 1 cm2 qada neparastî ji bo elektroda xebatê hişt. Di dema pîvandinên elektrokimyayî de, nimûne di navgîna 2216E de hatin danîn û di germahiyek înkubasyonê ya sabît (37°C) de di serşokek avê de hatin girtin. Daneyên OCP, LPR, EIS û polarîzasyona dînamîk a potansiyel bi karanîna potansiyostatek Autolab (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA) hatin pîvandin. Ceribandinên LPR bi rêjeya skankirinê ya 0.125 mV s-1 di navbera -5 heta 5 mV de bi Eocp û rêjeya nimûnegirtinê ya 1 Hz hatin tomar kirin. EIS bi pêla sînusoî li ser rêza frekansê ya 0.01 heta 10,000 Hz bi karanîna voltaja sepandî ya 5 mV di rewşa aram a Eocp de hate kirin. Berî şopandina potansiyelê, elektrod di moda bêkar de bûn heya ku nirxek sabît a potansiyela korozyona azad hate gihîştin. Dûv re xêzên polarîzasyonê ji -0.2 heta 1.5 V wekî fonksiyonek Eocp bi rêjeya skankirinê ya 0.166 mV/s hatin pîvandin. Her ceribandin 3 caran bi û bêyî P. aeruginosa hate dubare kirin.
Nimûneyên ji bo analîza metalografîk bi kaxizê SiC yê 2000 grit bi awayekî mekanîkî hatin cilkirin û dû re jî bi suspensiyoneke toza Al2O3 ya 0.05 µm ji bo çavdêriya optîkî hatin cilkirin. Analîza metalografîk bi karanîna mîkroskopa optîkî hate kirin. Nimûne bi çareseriyeke %10 wt ya hîdroksîda potasyûm 43 hatin xêzkirin.
Piştî înkubasyonê, nimûne 3 caran bi şorbeya tamponkirî ya fosfatê (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) hatin şuştin û dû re ji bo 10 saetan bi 2.5% (v/v) glutaraldehyde hatin sabît kirin da ku biyofîlm sabît bibin. Dû re, berî ku bi hewayê zuwa bibe, bi etanolê (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% û 100% bi qebare) hatin zuwakirin. Di dawiyê de, fîlmek zêrîn li ser rûyê nimûneyê tê danîn da ku ji bo çavdêriya SEM-ê guhêzbarî peyda bike. Wêneyên SEM li ser xalên ku şaneyên P. aeruginosa yên herî bêliv li ser rûyê her nimûneyê hene, hatin fokus kirin. Ji bo dîtina hêmanên kîmyewî analîzek EDS pêk bînin. Mîkroskopek şopandina lazer a konfokal a Zeiss (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Almanya) ji bo pîvandina kûrahiya çalê hate bikar anîn. Ji bo dîtina çalên korozyonê yên di bin bîyofîlmê de, nimûneya ceribandinê pêşî li gorî Standarda Neteweyî ya Çînî (CNS) GB/T4334.4-2000 hate paqijkirin da ku berhemên korozyonê û bîyofîlm ji rûyê nimûneya ceribandinê werin rakirin.
Analîza spektroskopiya fotoelektronî ya tîrêjên X (XPS, sîstema analîza rûberê ESCALAB250, Thermo VG, USA) bi karanîna çavkaniyek tîrêjên X ya monokromatîk (xeta Aluminium Kα bi enerjiyek 1500 eV û hêzek 150 W) di rêzek fireh ji enerjiyên girêdanê 0 de di bin şert û mercên standard ên -1350 eV de hate kirin. Spektrên çareseriya bilind bi karanîna enerjiya veguhestinê ya 50 eV û gavek 0.2 eV hatin tomar kirin.
Nimûneyên înkubasyonkirî hatin derxistin û bi nermî bi PBS (pH 7.4 ± 0.2) ji bo 15 s45 hatin şuştin. Ji bo çavdêriya zindîbûna bakteriyan a bîyofîlman li ser nimûneyan, bîyofîlm bi karanîna Kîta Vîzyona Bakterî ya LIVE/DEAD BacLight (Invitrogen, Eugene, OR, USA) hatin boyaxkirin. Kît du boyaxên floresan dihewîne: boyaxa floresan a kesk a SYTO-9 û boyaxa floresan a sor a propidium iodide (PI). Di CLSM de, xalên kesk û sor ên floresan bi rêzê ve şaneyên zindî û mirî temsîl dikin. Ji bo boyaxkirinê, 1 ml ji tevliheviyek ku 3 µl çareseriya SYTO-9 û 3 µl çareseriya PI dihewîne ji bo 20 hûrdeman di germahiya odeyê (23°C) de di tariyê de hat înkubasyonkirin. Piştre, nimûneyên boyaxkirî bi du dirêjahiya pêlê (488 nm ji bo şaneyên zindî û 559 nm ji bo şaneyên mirî) bi karanîna amûrek Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Japonya) hatin lêkolînkirin. Qalindahiya bîyofîlmê di moda şopandina 3D de hat pîvandin.
Çawa vê gotarê binav bikin: Li, H. û yên din. Korozyona mîkrobî ya pola zengarnegir a super duplex 2707 ji hêla biofîlma deryayî ya Pseudomonas aeruginosa ve. the science. 6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Şikestina korozyona stresê ya pola zengarnegir a dupleks a LDX 2101 di çareseriyên klorîdê de di hebûna tîyosulfatê de. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Şikestina korozyona stresê ya pola zengarnegir a dupleks a LDX 2101 di çareseriyên klorîdê de di hebûna tîyosulfatê de. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Şikestina korozyona stresê ya pola zengarnegir a dupleks LDX 2101 di çareseriyên klorîdê de di hebûna tîosulfatê de. 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物溶液中的应力腐蚀开裂。 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Şikestina korozyona stresê ya pola zengarnegir a dupleks LDX 2101 di çareseriya klorîdê de di hebûna tîosulfatê de.coros zanist 80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Bandorên dermankirina germê ya çareseriyê û nîtrojenê di gaza parastinê de li ser berxwedana li hember korozyona çalan a qalibên pola zengarnegir ên hyper duplex. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Bandorên dermankirina germê ya çareseriyê û nîtrojenê di gaza parastinê de li ser berxwedana li hember korozyona çalan a qalibên pola zengarnegir ên hyper duplex.Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS û Park, YS Bandora dermankirina germê ya çareseriyê û nîtrojenê di gaza parastinê de li ser berxwedana korozyona çalan a qalibên pola yên zengarnegir ên hîperdupleks. 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钢焊缝抗点蚀性能的影响。 Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS û Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS û Park, YS Bandora dermankirina germê ya çareseriyê û nîtrojenê di gaza parastinê de li ser berxwedana korozyona çalan a qalibên pola zengarnegir ên super duplex.koros. zanist. 53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Lêkolîna berawirdî di kîmyayê de li ser çalên ku bi mîkrobî û elektrokîmyayî hatine çêkirin ên pola zengarnegir a 316L. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Lêkolîna berawirdî di kîmyayê de li ser çalên ku bi mîkrobî û elektrokîmyayî hatine çêkirin ên pola zengarnegir a 316L.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. û Lewandowski, Z. Lêkolîna kîmyewî ya berawirdî ya çalên mîkrobiyolojîk û elektroşîmyayî yên pola zengarnegir a 316L. 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较研的 Şî, X., Avci, R., Geiser, M. û Lewandowski, Z.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. û Lewandowski, Z. Lêkolîna kîmyewî ya berawirdî ya çalên mîkrobiyolojîk û elektrokîmyayî yên di pola zengarnegir a 316L de.koros. zanist. 45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Reftara elektroşîmyayî ya pola zengarnegir a dupleks a 2205 di çareseriyên alkalîn de bi pH-ya cûda di hebûna klorîdê de. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Reftara elektroşîmyayî ya pola zengarnegir a dupleks a 2205 di çareseriyên alkalîn de bi pH-ya cûda di hebûna klorîdê de.Luo H., Dong KF, Lee HG û Xiao K. Reftara elektroşîmyayî ya pola zengarnegir a dupleks 2205 di çareseriyên alkalîn de bi pH-ya cûda di hebûna klorîdê de. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 双相不锈钢在氯化物存在下不同 pH Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 Reftara elektroşîmyayî ya pola zengarnegir a zengarnegir di hebûna klorîdê de di pH-ên cuda de di çareseriya alkalîn de.Luo H., Dong KF, Lee HG û Xiao K. Reftara elektroşîmyayî ya pola zengarnegir a dupleks 2205 di çareseriyên alkalîn de bi pH-ya cûda di hebûna klorîdê de.Kovara Electrochem. 64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Bandora biyofîlmên deryayî li ser korozyonê: Nirxandinek kurt. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Bandora biyofîlmên deryayî li ser korozyonê: Nirxandinek kurt.Little, BJ, Lee, JS û Ray, RI Bandorên Biyofîlmên Behrê li ser Korozyonê: Nirxandinek Kurte. 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 û Ray, RILittle, BJ, Lee, JS û Ray, RI Bandorên Biyofîlmên Behrê li ser Korozyonê: Nirxandinek Kurte.Kovara Electrochem. 54, 2-7 (2008).