Дякуємо за відвідування Nature.com. Ви використовуєте версію браузера з обмеженою підтримкою CSS. Для найкращого досвіду рекомендуємо використовувати оновлений браузер (або вимкнути режим сумісності в Internet Explorer). Крім того, для забезпечення постійної підтримки ми показуємо сайт без стилів та JavaScript.
Відображає карусель із трьох слайдів одночасно. Використовуйте кнопки «Попередній» та «Наступний», щоб переходити між трьома слайдами одночасно, або скористайтеся кнопками-повзунками в кінці, щоб переходити між трьома слайдами одночасно.
У прісноводному середовищі часто спостерігається прискорена корозія вуглецевих та нержавіючих сталей. Тут було проведено 22-місячне дослідження занурення в резервуари для прісної води з використанням дев'яти марок сталі. Прискорена корозія спостерігалася у вуглецевих та хромистих сталях і чавуні, тоді як у нержавіючій сталі видимої корозії не спостерігалося навіть через 22 місяці. Аналіз мікробної спільноти показав, що під час загальної корозії Fe(II)-окислювальні бактерії збагачувалися на ранній стадії корозії, Fe(III)-відновлювальні бактерії - на стадії розвитку корозії, а сульфатовідновлювальні бактерії - на стадії корозії продукту. Навпаки, бактерії Beggiatocaea були особливо численними у сталі з 9% Cr, що зазнала локалізованої корозії. Ці склади мікробних спільнот також відрізнялися від складів води та донних відкладень. Таким чином, у міру прогресування корозії мікробна спільнота зазнає різких змін, а залізозалежний енергетичний метаболізм мікробів створює середовище, яке може збагачувати інші мікроорганізми.
Метали можуть руйнуватися та кородувати через різні фізичні та хімічні фактори навколишнього середовища, такі як pH, температура та концентрація іонів. Кислотні умови, високі температури та концентрація хлоридів особливо впливають на корозію металів1,2,3. Мікроорганізми в природному та штучному середовищі часто впливають на знос та корозію металів, що виражається в мікробній корозії (МІК)4,5,6,7,8. МІК часто зустрічається в таких середовищах, як внутрішні труби та резервуари для зберігання, в металевих щілинах та в ґрунті, де вона з'являється раптово та швидко розвивається. Тому моніторинг та раннє виявлення МІК дуже складні, тому аналіз МІК зазвичай проводиться після корозії. Було зареєстровано численні дослідження МІК, в яких сульфатвідновлювальні бактерії (СВБ) часто виявлялися в продуктах корозії9,10,11,12,13. Однак залишається незрозумілим, чи сприяють СВБ ініціації корозії, оскільки їх виявлення базується на посткорозійному аналізі.
Нещодавно, окрім йодоокислювальних бактерій21, було повідомлено про різні мікроорганізми, що руйнують залізо, такі як залізодеградуючі SRB14, метаногени15,16,17, нітратвідновлювальні бактерії18, залізоокислювальні бактерії19 та ацетогени20. В анаеробних або мікроаеробних лабораторних умовах більшість із них роз'їдають нульвалентне залізо та вуглецеву сталь. Крім того, їхні механізми корозії свідчать про те, що залізокорозійні метаногени та SRB сприяють корозії, збираючи електрони з нульвалентного заліза за допомогою позаклітинних гідрогеназ та багатогемових цитохромів відповідно22,23. МІК поділяються на два типи: (i) хімічна МІК (ХМІК), яка є непрямою корозією, спричиненою видами, що продукуються мікробами, та (ii) електрична МІК (ЕМІК), яка є прямою корозією внаслідок виснаження металу електронами24. ЕМІК, що сприяє позаклітинному переносу електронів (ЕЕТ), представляє великий інтерес, оскільки мікроорганізми з властивостями ЕЕТ викликають швидшу корозію, ніж мікроорганізми, що не є ЕЕТ. Хоча лімітуючою реакцією CMIC в анаеробних умовах є утворення H2 шляхом відновлення протонів (H+), EMIC відбувається через метаболізм EET, який не залежить від утворення H2. Механізм EET у різних мікроорганізмів пов'язаний з продуктивністю мікробного клітинного палива та електробіосинтезу25,26,27,28,29. Оскільки умови культивування цих корозійних мікроорганізмів відрізняються від умов природного середовища, незрозуміло, чи відображають ці спостережувані процеси мікробної корозії корозію на практиці. Тому важко спостерігати механізм MIC, індукований цими корозійними мікроорганізмами в природному середовищі.
Розвиток технології секвенування ДНК сприяв вивченню деталей мікробних спільнот у природному та штучному середовищі, наприклад, мікробне профілювання на основі послідовності гена 16S рРНК з використанням секвенаторів нового покоління було використано в галузі мікробної екології30,31,32. Було опубліковано численні дослідження MIC, які детально описують мікробні спільноти в ґрунтовому та морському середовищах13,33,34,35,36. На додаток до SRB, також повідомлялося про збагачення зразків, спричинених корозією, FeOB, такими як Gallionella spp. та Dechloromonas spp., та нітрифікуючими бактеріями, такими як Nitrospira spp., у вуглецевих та мідьвмісних сталях у ґрунтових середовищах33. Аналогічно, у морському середовищі протягом кількох тижнів на вуглецевій сталі спостерігалася швидка колонізація залізоокислювальних бактерій, що належать до класів Zetaproteobacteria та Betaproteobacteria36. Ці дані вказують на внесок цих мікроорганізмів у корозію. Однак у багатьох дослідженнях тривалість та експериментальні групи обмежені, і мало що відомо про динаміку мікробних спільнот під час корозії.
У цій роботі ми досліджуємо мінімальні інгібітори корозії (МІК) вуглецевої сталі, хромистої сталі, нержавіючої сталі та чавуну за допомогою імерсійних досліджень в аеробному прісноводному середовищі з історією подій МІК. Зразки відбирали через 1, 3, 6, 14 та 22 місяці, і вивчали швидкість корозії кожного металу та мікробного компонента. Наші результати дають уявлення про довгострокову динаміку мікробних спільнот під час корозії.
Як показано в Таблиці 1, у цьому дослідженні було використано дев'ять металів. Десять зразків кожного матеріалу були занурені в басейн із прісною водою. Якість технологічної води була наступною: 30 ppm Cl-, 20 mS m-1, 20 ppm Ca2+, 20 ppm SiO2, каламутність 1 ppm та pH 7,4. Концентрація розчиненого кисню (DO) внизу сходів відбору проб становила приблизно 8,2 ppm, а температура води коливалася від 9 до 23°C сезонно.
Як показано на рисунку 1, після 1 місяця занурення в чавунні середовища ASTM A283, ASTM A109 Condition #4/5, ASTM A179 та ASTM A395 на поверхні вуглецевої сталі спостерігалися коричневі продукти корозії у вигляді генералізованої корозії. Втрата ваги цих зразків збільшувалася з часом (Додаткова таблиця 1), а швидкість корозії становила 0,13–0,16 мм на рік (рис. 2). Аналогічно, загальна корозія спостерігалася у сталях з низьким вмістом Cr (1% та 2,25%) зі швидкістю корозії близько 0,13 мм/рік (рис. 1 та 2). На противагу цьому, сталь з 9% Cr демонструє локалізовану корозію, яка виникає в зазорах, утворених прокладками. Швидкість корозії цього зразка становить близько 0,02 мм/рік, що значно нижче, ніж у сталі із загальною корозією. На відміну від цього, нержавіючі сталі типу 304 та 316 не демонструють видимої корозії, з розрахунковою швидкістю корозії <0,001 мм/год. На відміну від цього, нержавіючі сталі типу 304 та 316 не демонструють видимої корозії, з розрахунковими швидкостями прискорення <0,001 мм/год. На противагу, нержавіючі сталі типів 304 і 316 не виявляють видимої коррозії, при цьому розрахункова швидкість коррозії становить <0,001 мм/год. На відміну від цього, нержавіючі сталі типів 304 та 316 не мають видимої корозії, з розрахунковою швидкістю корозії <0,001 мм/рік.相比之下，304 和-316 型不锈钢没有显示出可见的腐蚀,估计腐蚀速率<0,001 mm y−1。相比之下，304 和-316 型不锈钢没有显示出可见的腐蚀,估计腐蚀速率<0,001 mm y−1。 Напротив, нержавіючі сталі типу 304 і -316 не показали видимої коррозії з розрахунковою швидкістю коррозії <0,001 мм/год. На відміну від цього, нержавіючі сталі типів 304 та -316 не показали видимої корозії з розрахунковою швидкістю корозії <0,001 мм/рік.
Показано макроскопічні зображення кожного зразка (висота 50 мм × ширина 20 мм) до та після видалення окалини. 1 метр, 1 місяць; 3 метри, 3 місяці; 6 метрів, 6 місяців; 14 метрів, 14 місяців; 22 метри, 22 місяці; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, стан 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, сталь 1% Cr; 3C сталь, сталь 2,25% Cr; сталь 9C, сталь 9% Cr; S6, нержавіюча сталь 316; S8, нержавіюча сталь типу 304.
Швидкість корозії розраховували, використовуючи втрату ваги та час занурення. S, ASTM A283, SP, ASTM A109, загартована 4/5, FC, ASTM A395, B, ASTM A179, 1C, сталь 1% Cr, 3 C, сталь 2,25% Cr, 9 C, сталь 9% Cr, S6, нержавіюча сталь типу 316; S8, нержавіюча сталь типу 304.
На рис. 1 також показано, що продукти корозії вуглецевої сталі, низькохромистої сталі та чавуну розвиваються далі після занурення протягом 3 місяців. Загальна швидкість корозії поступово знижувалася до 0,07 ~ 0,08 мм/рік через 22 місяці (рис. 2). Крім того, швидкість корозії сталі 2,25% Cr була дещо нижчою, ніж у інших кородованих зразків, що свідчить про те, що Cr може пригнічувати корозію. Окрім загальної корозії, згідно з ASTM A179, через 22 місяці спостерігалася локалізована корозія з глибиною корозії близько 700 мкм (рис. 3). Локальна швидкість корозії, розрахована з використанням глибини корозії та часу занурення, становить 0,38 мм/рік, що приблизно в 5 разів швидше, ніж загальна корозія. Швидкість корозії сплаву ASTM A395 може бути недооцінена, оскільки продукти корозії не повністю видаляють окалину після 14 або 22 місяців занурення у воду. Однак різниця має бути мінімальною. Крім того, у кородованій низькохромистій сталі спостерігалося багато дрібних ямок.
Повне зображення (масштабна шкала: 10 мм) та локалізована корозія (масштабна шкала: 500 мкм) сталі ASTM A179 та 9% Cr на максимальній глибині, отримані за допомогою 3D-лазерного мікроскопа. Червоні кола на повному зображенні позначають виміряну локалізовану корозію. Повний вигляд сталі 9% Cr зі зворотного боку показано на рисунку 1.
Як показано на рис. 2, для сталі з 9% Cr корозія не спостерігалася протягом 3-14 місяців, а швидкість корозії була практично нульовою. Однак, локальна корозія спостерігалася через 22 місяці (рис. 3) зі швидкістю корозії 0,04 мм/рік, розрахованою з використанням втрати ваги. Максимальна глибина локалізованої корозії становить 1260 мкм, а швидкість локалізованої корозії, оцінена з використанням глибини корозії та часу занурення (22 місяці), становить 0,68 мм/рік. Оскільки точна точка початку корозії невідома, швидкість корозії може бути вищою.
Натомість, на нержавіючій сталі не спостерігалося жодної видимої корозії навіть після 22 місяців занурення. Хоча перед видаленням окалини на поверхні спостерігалися кілька коричневих частинок (рис. 1), вони були слабо прикріплені та не були продуктами корозії. Оскільки метал знову з'являється на поверхні нержавіючої сталі після видалення окалини, швидкість корозії практично дорівнює нулю.
Для розуміння відмінностей та динаміки мікробних спільнот з часом у продуктах корозії та біоплівках на металевих поверхнях, у воді та осадових породах було проведено секвенування ампліконів. Загалом було отримано 4 160 012 зчитувань, в діапазоні від 31 328 до 124 183 зчитувань.
Індекси Шеннона зразків води, взятих з водозаборів та ставків, коливалися від 5,47 до 7,45 (рис. 4a). Оскільки очищена річкова вода використовується як промислова вода, мікробне угруповання може змінюватися сезонно. Натомість, індекс Шеннона зразків донних відкладень становив близько 9, що значно вище, ніж у зразків води. Аналогічно, зразки води мали нижчі розраховані індекси Chao1 та спостережувані операційні таксономічні одиниці (OTU), ніж зразки відкладень (рис. 4b, c). Ці відмінності є статистично значущими (тест Тьюкі-Крамера; p-значення < 0,01, рис. 4d), що вказує на те, що мікробні спільноти у зразках осаду є складнішими, ніж у зразках води. Ці відмінності є статистично значущими (тест Тьюкі-Крамера; p-значення ​​< 0,01, рис. 4d), що вказує на те, що мікробні спільноти у зразках осаду є складнішими, ніж у зразках води. Ці відмінності статистично значимі (критерій Тьюкі-Крамера; значення p <0,01, рис. 4d), що вказує на те, що мікробні співтовариства в зразках цих відкладень більш складні, ніж у зразках води. Ці відмінності є статистично значущими (тест Тьюкі-Крамера; значення p ​​<0,01, рис. 4d), що вказує на те, що мікробні спільноти у зразках осаду є складнішими, ніж у зразках води.这些差异具有统计学意义（Тьюкі-Крамер 检验；p 值< 0,01，图4d），表明沉积物样本中的微生物群落比水样中的微生物群落更复杂。这些 差异 具有 统计学 （tukey-kramer 检验 ； p 值 <0,01 ， 图 4d） 表明 沉积物样本 中 的 微生物中 中 的 群落更。。。。。。。。。 Ці відмінності були статистично значущими (критерій Тьюкі-Крамера; p-значення <0,01, рис. 4d), що дозволяє припустити, що мікробні спільноти в зразках цих відкладень були більш складними, ніж у зразках води. Ці відмінності були статистично значущими (тест Тьюкі-Крамера; p-значення <0,01, рис. 4d), що свідчить про те, що мікробні спільноти у зразках осаду були складнішими, ніж у зразках води.Оскільки вода в переливному басейні постійно оновлюється, а осади осідають на дно басейну без механічних пошкоджень, ця різниця в мікробному різноманітті повинна відображати екосистему в басейні.
a Індекс Шеннона, b Спостережувана операційна таксономічна одиниця (OTU), та c Індекс поглинання Chao1 (n=6) та басейн (n=5) Вода, осад (n=3), ASTM A283 (S: n=5), ASTM A109 Temper #4/5 (SP: n=5), ASTM A179 (B: n=5), ASTM A395 (FC: n=5), 1% (1 C: n=5), 2,25% (3 C: n = 5) та 9% (9 C: n = 5) Cr-сталі, а також нержавіючі сталі типу 316 (S6: n = 5) та -304 (S8: n = 5) показані у вигляді коробчастих та вусових діаграм. d p-значення ​​для індексів Шеннона та Chao1, отримані за допомогою ANOVA та тестів множинного порівняння Тьюкі-Крамера. Червоним фоном позначені пари зі значеннями p < 0,05. Червоним фоном позначені пари зі значеннями p < 0,05. Червоні фони представляють пари зі значеннями p <0,05. Червоним тлом позначені пари зі значеннями p < 0,05.红色背景代表p 值< 0,05 的对.红色背景代表p 值< 0,05 的对. Червоні фони представляють пари з p-значеннями <0,05. Червоним фоном позначені пари зі значеннями p < 0,05.Лінія посередині рамки, верхня та нижня частини рамки, а також вуса представляють медіану, 25-й та 75-й процентилі, а також мінімальне та максимальне значення відповідно.
Індекси Шеннона для вуглецевої сталі, низькохромистої сталі та чавуну були подібними до індексів для зразків води (рис. 4a). На противагу цьому, індекси Шеннона зразків нержавіючої сталі значно вищі, ніж у кородованих сталей (p-значення < 0,05, рис. 4d) та подібні до показників осадових відкладень. На противагу цьому, індекси Шеннона зразків нержавіючої сталі значно вищі, ніж у кородованих сталей (p-значення ​​< 0,05, рис. 4d) та подібні до показників осадових відкладень. Напротив, індекси зразків Шеннона з нержавіючої сталі значно вище, ніж у корродованих сталей (значення p <0,05, рис. 4d), і аналогічні індекси відкладених. На противагу цьому, індекси Шеннона зразків з нержавіючої сталі значно вищі, ніж у кородованих сталей (p-значення ​​< 0,05, рис. 4d) та подібні до індексів осаду.相比之下，不锈钢样品的香农指数明显高于腐蚀钢的香农指数（p 值< 0,05，图4d），与沉积物相似。相比之下，不锈钢样品的香农指数明显高于腐蚀钢的香农指数（p 值< 0,05，图4d），与沉积物〸 Напротив, індекс Шеннона зразків із нержавіючої сталі був значно вищий, ніж у корродованої сталі (значення p <0,05, рис. 4d), як і у відкладеннях. Натомість, індекс Шеннона зразків з нержавіючої сталі був значно вищим, ніж у кородованої сталі (значення p < 0,05, рис. 4d), як і осаду.На противагу цьому, індекс Шеннона для сталей з 9% Cr коливався від 6,95 до 9,65. Ці значення були значно вищими у некородованих зразках через 1 та 3 місяці, ніж у кородованих зразках через 6, 14 та 22 місяці (рис. 4a). Крім того, індекси Chao1 та спостережувані OTU сталей з 9% Cr вищі, ніж у кородованих зразків та зразків з водою, і нижчі, ніж у некородованих зразків та зразків з осадом (рис. 4b, c), і відмінності є статистично значущими (p-значення < 0,01, рис. 4d). Крім того, індекси Chao1 та спостережувані OTU сталей з 9% Cr вищі, ніж у кородованих зразків та зразків з водою, і нижчі, ніж у некородованих зразків та зразків з осадом (рис. 4b, c), і відмінності є статистично значущими (p-значення ​​< 0,01, рис. 4d).Крім того, значення Chao1 та спостережувана OTU сталей з 9% Cr вищі, ніж у кородованих та водних зразків, і нижчі, ніж у некородованих та осадових зразків (рис. 4b, c), і відмінності є статистично значущими.(p-значення <0,01, рис. 4d). (p-значення ​​<0,01, рис. 4d).此外，9% Cr 钢的Chao1 指数和观察到的OTU高于腐蚀样品和水样，低于未腐蚀样品和沉积物样品（图4b，c），差异具有统计学意义）(p值< 0,01，图4d）.此外 ， 9% CR 钢 Chao1 指数 和 观察 的 的 rtu 高于 腐蚀 样品 水样 ， 低于 腐蚀 样品 和沉积物 （图 图 4b ， c） 差异 统计学 意义 （p 值 <0,01 图 图 图 图 图 图 图 图 ， ， ， ， ， ， ， ， 4д). Крім того, індекс Chao1 і спостережувані OTU стали з вмістом 9 % Cr були вище, ніж у корродованих і водних зразках, і нижче, ніж у некорродованих і осадкових зразках (рис. 4b,c), а різниця була статистично значущою (p- значення < 0,01, рис. 4g). Крім того, індекс Chao1 та спостережувана OTU сталі 9% Cr були вищими, ніж у кородованих та водних зразків, і нижчими, ніж у некородованих та осадових зразків (рис. 4b,c), і різниця була статистично значущою (p-значення < 0,01, рис. 4d).Ці результати свідчать про те, що мікробне різноманіття в продуктах корозії нижче, ніж у біоплівках на некородованих металах.
На рис. 5a показано графік головних координатного аналізу (PCoA) на основі незваженої відстані UniFrac для всіх зразків, де спостерігаються три основні кластери. Мікробні спільноти у зразках води суттєво відрізнялися від інших спільнот. Мікробні спільноти в осадах також включали спільноти нержавіючої сталі, тоді як вони були широко поширені в зразках, що зазнали корозії. Натомість карта сталі з 9% Cr поділена на некородовані та кородовані кластери. Отже, мікробні спільноти на металевих поверхнях та продуктах корозії суттєво відрізняються від тих, що у воді.
Графік аналізу головних координат (PCoA) на основі незважених відстаней UniFrac у всіх зразках (a), води (b) та металів (c). Кола виділяють кожен кластер. Траєкторії представлені лініями, що з'єднують періоди відбору проб послідовно. 1 метр, 1 місяць; 3 метри, 3 місяці; 6 метрів, 6 місяців; 14 метрів, 14 місяців; 22 метри, 22 місяці; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, стан 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, сталь 1% Cr; 3C сталь, сталь 2,25% Cr; сталь 9C, сталь 9% Cr; S6, нержавіюча сталь 316; S8, нержавіюча сталь типу 304.
При хронологічному порядку графіки PCoA зразків води були розташовані по колу (рис. 5b). Цей циклічний перехід може відображати сезонні зміни.
Крім того, на графіках PCoA металевих зразків спостерігалися лише два кластери (кородовані та некородовані), де (за винятком сталі з 9% хрому) також спостерігався зсув мікробної спільноти від 1 до 22 місяців (рис. 5c). Крім того, оскільки переходи в кородованих зразках були більшими, ніж у некородованих, існувала кореляція між змінами мікробних спільнот та прогресуванням корозії. У сталевих зразках з 9% Cr було виявлено два типи мікробних спільнот: точки через 1 та 6 місяців, розташовані поблизу нержавіючої сталі, та інші (3, 14 та 22 місяці), розташовані в точках поблизу кородованої сталі. 1 місяць та купони, використані для екстракції ДНК через 6 місяців, не кородували, тоді як купони через 3, 14 та 22 місяці були кородовані (Додатковий рисунок 1). Отже, мікробні спільноти в кородованих зразках відрізнялися від тих, що є у воді, осаді та некородованих зразках, і змінювалися в міру прогресування корозії.
Основними типами мікробних спільнот, що спостерігалися у зразках води, були протеобактерії (30,1–73,5%), бактероїдети (6,3–48,6%), планктоміцетоти (0,4–19,6%) та актинобактерії (0–17,7%), їх відносна чисельність варіювалася від зразка до зразка (рис. 6), наприклад, відносна чисельність бактероїдів у ставковій воді була вищою, ніж у абстрактній воді. На цю різницю може впливати час перебування води в переливному резервуарі. Ці типи також спостерігалися у зразках донних відкладень, але їх відносна чисельність суттєво відрізнялася від чисельності у зразках води. Крім того, відносний вміст ацидобактеріот (8,7–13,0%), хлорофлекси (8,1–10,2%), нітроспірот (4,2–4,4%) та десульфобактериот (1,5–4,4%) був вищим, ніж у зразках води. Оскільки майже всі види десульфобактериот є SRB37, середовище в осаді має бути анаеробним. Хоча Desulfobacterota можуть впливати на корозію, ризик має бути надзвичайно низьким, оскільки їх відносна чисельність у воді басейну становить <0,04%. Хоча Desulfobacterota можуть впливати на корозію, ризик має бути надзвичайно низьким, оскільки їх відносна чисельність у воді басейну становить <0,04%. Хоча Desulfobacterota, можливо, впливають на коррозію, ризик повинен бути надзвичайно низьким, оскільки їх відносний вміст у воді басейну становить <0,04%. Хоча Desulfobacterota можуть впливати на корозію, ризик має бути надзвичайно низьким, оскільки їх відносна чисельність у воді басейну становить <0,04%.尽管脱硫杆菌门可能影响腐蚀，但风险应该极低，因为它们在池水中的相对丰度<0,04%。 <0,04%. Хоча тип Desulfobacillus може впливати на коррозію, ризик повинен бути надзвичайно низьким, оскільки їх відносний вміст у воді басейну становить <0,04%. Хоча тип Desulfobacillus може впливати на корозію, ризик має бути надзвичайно низьким, оскільки їх відносна кількість у воді басейну становить <0,04%.
RW та Air представляють зразки води з водозабору та басейну відповідно. Sediment-C, -E, -W – це зразки осаду, взяті з центру дна басейну, а також зі східного та західного боків. 1 метр, 1 місяць; 3 метри, 3 місяці; 6 метрів, 6 місяців; 14 метрів, 14 місяців; 22 метри, 22 місяці; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, стан 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, сталь 1% Cr; 3C сталь, сталь 2,25% Cr; сталь 9C, сталь 9% Cr; S6, нержавіюча сталь 316; S8, нержавіюча сталь типу 304.
На рівні роду в усі сезони спостерігалася дещо вища частка (6–19%) некласифікованих бактерій, що належать до родини Trichomonadaceae, а також Neosphingosine, Pseudomonas та Flavobacterium. Як другорядні основні компоненти, їх частки варіюються (рис. 1). . 7a та b). У притоках відносна чисельність Flavobacterium, Pseudovibrio та Rhodoferrobacter була вищою лише взимку. Аналогічно, вищий вміст Pseudovibrio та Flavobacterium спостерігався у зимовій воді басейну. Таким чином, мікробні спільноти у зразках води змінювалися залежно від сезону, але не зазнали різких змін протягом періоду дослідження.
a Вхідна вода, b Вода з плавального басейну, c ASTM A283, d ASTM A109 температура №4/5, e ASTM A179, f ASTM A395, g 1% Cr, h 2,25% Cr та i 9% Cr сталь, j Type-316 та нержавіюча сталь K-304.
Протеобактерії були основними складовими всіх зразків, але їх відносна кількість у кородованих зразках зменшувалася в міру розвитку корозії (рис. 6). У зразках ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 та 1% і 2,25% Cr відносна кількість протеобактерій зменшилася з 89,1%, 85,9%, 89,6%, 79,5%, 84,8%, 83,8% до 43,3%, 52,2%, 50,0%, 41,9%, 33,8% та 31,3% відповідно. Натомість, відносна чисельність Desulfobacterota поступово зростає від <0,1% до 12,5–45,9% з прогресуванням корозії. Натомість, відносна чисельність Desulfobacterota поступово зростає від <0,1% до 12,5–45,9% з прогресуванням корозії. Проти, відносно вміст десульфобактерот поступово збільшується з <0,1% до 12,5–45,9% за мірою розвитку коррозії. Натомість, відносна чисельність Desulfobacterota поступово зростає від <0,1% до 12,5–45,9% у міру прогресування корозії.相反，随着腐蚀的进展，脱硫杆菌的相对丰度从<0,1% 逐渐增加到12,5-45,9%。相反，随着腐蚀的进展，脱硫杆菌的相对丰度从<0,1% Напротив, відносна чисельність Desulfobacillus поступово зростала з <0,1% до 12,5–45,9% за мірою розвитку коррозії. Натомість відносна чисельність Desulfobacillus поступово збільшувалася з <0,1% до 12,5–45,9% у міру прогресування корозії.Таким чином, у міру розвитку корозії, Proteobacteria була замінена Desulfobacterota.
На противагу цьому, біоплівки на некородованій нержавіючій сталі містили однакові пропорції різних бактерій. Proteobacteria (29,4–34,1%), Planctomycetota (11,7–18,8%), Nitrospirota (2,9–20,9%), Acidobacteriota (8,6–18,8%), Bacteroidota (3,1–9,2%) та Chloroflexi (2,1–8,8%). Було виявлено, що частка Nitrospirota у зразках нержавіючої сталі поступово збільшувалася (рис. 6). Ці співвідношення подібні до співвідношень у зразках осаду, що відповідає графіку PCoA, показаному на рис. 5a.
У зразках сталі, що містили 9% Cr, спостерігалися два типи мікробних спільнот: 1-місячні та 6-місячні мікробні спільноти були подібними до тих, що були у зразках донних відкладень, тоді як частка протеобактерій у зразках корозії 3, 14 та 22 значно збільшилася. Крім того, ці дві мікробні спільноти у зразках сталі з 9% Cr відповідали розділеним кластерам на графіку PCoA, показаному на рис. 5c.
На рівні роду спостерігалося >2000 OTU, що містили непризначені бактерії та археї. На рівні роду спостерігалося >2000 OTU, що містили непризначені бактерії та археї.На рівні роду було виявлено понад 2000 OTU, що містять неідентифіковані бактерії та археї.На рівні роду було виявлено понад 2000 OTU, що містять невизначені бактерії та археї. Серед них ми зосередилися на 10 OTU з високою популяцією в кожному зразку. Це охоплює 58,7-70,9%, 48,7-63,3%, 50,2-70,7%, 50,8-71,5%, 47,2-62,7%, 38,4-64,7%, 12,8-49,7%, 17,5-46,8% та 21,8-45,1% за стандартами ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395, 1%, 2,25% та 9% Cr-сталей та нержавіючих сталей типу 316 та -304.
Відносно високий вміст дехлорованих монолітів з окислювальними властивостями Fe(II) спостерігався у зразках, що піддаються корозії, таких як ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 та сталях з 1% та 2,25% Cr. Рання стадія корозії (1 місяць та 3 місяці, рис. 7c-h). Частка Dechloromonas з часом зменшувалася, що відповідало зменшенню кількості Proteobacteria (рис. 6). Крім того, частка Dechloromonas у біоплівках на некородованих зразках становить <1%. Крім того, частка Dechloromonas у біоплівках на некородованих зразках становить <1%. Крім того, доля Dechloromonas в біопленках на некорродованих зразках становить <1%. Крім того, частка Dechloromonas у біоплівках на некородованих зразках становить <1%.此外，未腐蚀样品的生物膜中脱氯单胞菌的比例<1%。此外，未腐蚀样品的生物膜中脱氯单胞菌的比例 < 1% Крім того, доля Dechloromonas в біопленці некорродованих зразків була <1%. Крім того, частка Dechloromonas у біоплівці некородованих зразків становила <1%.Отже, серед продуктів корозії Dechloromonas значно збагачується на ранній стадії корозії.
На противагу цьому, у сталях ASTM A179, ASTM A109 з відпуском №4/5, ASTM A179, ASTM A395 та сталях з 1% та 2,25% Cr, частка видів SRB Desulfovibrio остаточно збільшилася через 14 та 22 місяці (рис. 7c–h). Десульфовібріон був дуже низьким або взагалі не виявлявся на ранніх стадіях корозії, у зразках води (рис. 7a, b) та в некородованих біоплівках (рис. 7j, j). Це переконливо свідчить про те, що Desulfovibrio віддає перевагу середовищу утворених продуктів корозії, хоча вони не впливають на корозію на ранніх стадіях корозії.
Fe(III)-відновлювальні бактерії (RRB), такі як Geobacter та Geothrix, були виявлені в продуктах корозії на середніх стадіях корозії (6 та 14 місяців), але частка пізніх (22 місяці) стадій корозії в них вища. Це відносно низько (рис. 7c, eh). Рід Sideroxydans з властивостями окислення Fe(II) демонстрував подібну поведінку (рис. 7f), тому частка FeOB, IRB та SRB була вищою лише в кородованих зразках. Це переконливо свідчить про те, що зміни в цих мікробних спільнотах пов'язані з прогресуванням корозії.
У сталі з 9% Cr, що зазнала корозії через 3, 14 та 22 місяці, спостерігалася вища частка представників родини Beggiatoacea (8,5–19,6%), які можуть проявляти властивості окислення сірки, а також спостерігалися сидероксидани (8,4–13,7%) (рис. 1). 7i) Крім того, Thiomonas, бактерія, що окислює сірку (SOB), була виявлена ​​у більшій кількості (3,4% та 8,8%) через 3 та 14 місяців. Натомість, нітратвідновлюючі бактерії Nitrospira (12,9%) спостерігалися у 6-місячних некородованих зразках. Збільшена частка Nitrospira також спостерігалася в біоплівках на нержавіючій сталі після занурення (рис. 7j,k). Таким чином, мікробні спільноти некородованих 1- та 6-місячних сталей з 9% Cr були подібними до тих, що містяться в біоплівках нержавіючої сталі. Крім того, мікробні спільноти сталі з 9% вмістом хрому, що зазнала корозії через 3, 14 та 22 місяці, відрізнялися від продуктів корозії вуглецевих та низькохромистих сталей і чавуну.
Розвиток корозії у прісній воді зазвичай відбувається повільніше, ніж у морській, оскільки концентрація іонів хлориду впливає на корозію металу. Однак деякі нержавіючі сталі можуть кородувати у прісноводному середовищі38,39. Крім того, спочатку підозрювали МІК, оскільки кородований матеріал раніше спостерігався у басейні з прісною водою, який використовувався в цьому дослідженні. У довгострокових дослідженнях занурення спостерігалися різні форми корозії, три типи мікробних угруповань та зміна мікробних угруповань у продуктах корозії.
Прісноводне середовище, що використовувалося в цьому дослідженні, являє собою закритий резервуар для технічної води, взятої з річки, з відносно стабільним хімічним складом та сезонною зміною температури води від 9 до 23 °C. Отже, сезонні коливання мікробних спільнот у зразках води можуть бути пов'язані зі змінами температури. Крім того, мікробна спільнота у воді басейну дещо відрізнялася від такої у вхідній воді (рис. 5b). Вода в басейні постійно оновлюється через переповнення. Отже, розчинений розчинений кисень залишався на рівні ~8,2 ppm навіть на проміжних глибинах між поверхнею басейну та дном. Навпаки, середовище осаду має бути анаеробним, оскільки він осідає та залишається на дні водойми, а мікробна флора в ньому (наприклад, CRP) також повинна відрізнятися від мікробної флори у воді (рис. 6). Оскільки купони в басейні знаходилися далі від осаду, вони піддавалися впливу прісної води лише під час досліджень занурення в аеробних умовах.
Загальна корозія відбувається у вуглецевій сталі, низькохромистій сталі та чавуні в прісноводному середовищі (Рисунок 1), оскільки ці матеріали не є корозійностійкими. Однак швидкість корозії (0,13 мм/рік) в абіотичних прісноводних умовах була вищою, ніж у попередніх дослідженнях40 (0,04 мм/рік) і була порівнянною зі швидкістю корозії (0,02–0,76 мм/рік) у присутності мікроорганізмів1) Подібно до прісноводних умов40,41,42. Ця прискорена швидкість корозії є характеристикою MIC.
Крім того, після 22 місяців занурення спостерігалася локалізована корозія кількох металів під продуктами корозії (рис. 3). Зокрема, швидкість локалізованої корозії, що спостерігається в ASTM A179, приблизно в п'ять разів вища, ніж загальна корозія. Ця незвичайна форма корозії та прискорена швидкість корозії також спостерігалися при корозії, що виникає на тому ж об'єкті. Таким чином, занурення, виконане в цьому дослідженні, відображає корозію на практиці.
Серед досліджуваних металів, сталь з 9% вмістом хрому продемонструвала найсильнішу корозію, з глибиною корозії >1,2 мм, що, ймовірно, є мінеральною корозією через прискорену корозію та аномальну форму корозії. Серед досліджуваних металів, сталь з 9% вмістом хрому продемонструвала найсильнішу корозію, з глибиною корозії >1,2 мм, що, ймовірно, є мінеральною корозією через прискорену корозію та аномальну форму корозії. Серед досліджуваних металів сталь з 9% Cr показала найбільш сильну корозію з глибиною корозії> 1,2 мм, що, ймовірно, є МИК із-за прискореної корозії та аномальної форми корозії. Серед досліджених металів сталь з 9% Cr показала найсильнішу корозію з глибиною корозії >1,2 мм, що, ймовірно, є мінімальною інгібіторною корозією (МІК) через прискорену корозію та аномальну форму корозії.在所研究的金属中，9% Cr 钢的腐蚀最为严重，腐蚀深度>1,2 мм，由于加速腐蚀和异常腐蚀形式，很可能是MIC。.在所研究的金属中，9% Cr У середовищі досліджуваних металів найбільш сильно корозувала сталь з 9% Cr, з глибиною коррозії >1,2 мм, швидше всього, МИК із-за прискорених і аномальних форм корозії. Серед досліджуваних металів сталь з 9% Cr кородувала найбільш сильно, з глибиною корозії >1,2 мм, найімовірніше, через прискорену та аномальну форму корозії.Оскільки сталь з 9% вмістом хрому використовується у високотемпературних умовах, її корозійна поведінка вивчалася раніше43,44, але раніше не повідомлялося про значення МІК для цього металу. Оскільки численні мікроорганізми, за винятком гіпертермофілів, неактивні в середовищі високої температури (>100 °C), мінімальною інгібіторною концентрацією (МІК) у сталі з 9% Cr у таких випадках можна знехтувати. Оскільки численні мікроорганізми, за винятком гіпертермофілів, неактивні в середовищі високої температури (>100 °C), мінімальною інгібіторною концентрацією (МІК) у сталі з 9% Cr у таких випадках можна знехтувати. Багато мікроорганізмів, за рахунок гіпертермофілів, неактивні у високотемпературному середовищі (>100 °С), МІК стали з 9% Cr в таких випадках можна не враховувати. Оскільки багато мікроорганізмів, за винятком гіпертермофілів, неактивні в середовищі високої температури (>100°C), мінімальною інгібіторною концентрацією (МІК) у сталі з 9% Cr у таких випадках можна знехтувати.由于除超嗜热菌外，许多微生物在高温环境(>100 °C)中不活跃，因此在这种情况下可以忽略9% Cr 钢中的MIC。. 9% Cr (>100 °C) Оскільки багато мікроорганізмів, крім гіпертермофілів, не виявляють активності у високотемпературних середовищах (>100 °С), МПК стали з 9% Cr в цьому випадку можна не враховувати. Оскільки багато мікроорганізмів, за винятком гіпертермофілів, не проявляють активності в середовищі з високою температурою (>100 °C), у цьому випадку мінімальною інгібіторною концентрацією (МІК) у сталі з 9% Cr можна знехтувати.Однак, коли сталь з 9% вмістом хрому використовується в середовищі середньої температури, необхідно вжити різних заходів для зниження мінімальної інгібіції іонів (МІК).
Різні мікробні спільноти та їхні зміни спостерігалися у відкладеннях некородованого матеріалу та в продуктах корозії в біоплівках порівняно з водою, на додаток до прискореної корозії (рис. 5-7), що переконливо свідчить про те, що ця корозія є мікрофоном. Рамірес та ін.13 повідомляють про 3-етапний перехід (FeOB => SRB/IRB = > SOB) у морській мікробній екосистемі протягом 6 місяців, де сірководень, що утворюється вторинно збагаченим SRB, може зрештою сприяти збагаченню SOB. Рамірес та ін.13 повідомляють про 3-етапний перехід (FeOB => SRB/IRB => SOB) у морській мікробній екосистемі протягом 6 місяців, коли сірководень, що утворюється вторинно збагаченим SRB, може нарешті сприяти збагаченню SOB. Ramirez et al.13 повідомляють про трьохетапному переході (FeOB => SRB/IRB => SOB) в морській мікробній екосистемі протягом 6 місяців, коли сероводород, що утворюється при вторинному обогащенні SRB, може, нарешті, сприяти обогащенню SOB. Рамірес та ін.13 повідомляють про тристадійний перехід (FeOB => SRB/IRB => SOB) у морській мікробній екосистемі протягом 6 місяців, де сірководень, що утворюється в результаті вторинного збагачення SRB, може нарешті сприяти збагаченню SOB. Ramirez 等人13 报告了一个超过6 个月的海洋微生物生态系统中的三步转变(FeOB => SRB/IRB => SOB)，其中二次富集SRB 产生的硫化氢可能最终有助于SOB 的富集。Ramirez 等 人 13 报告 了 个 超过 超过 6 个 月 海洋 微生物 生态 系统 中 的 三 步 转变 转变转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 r srb/IRB) ， 其中 次 富集 srb 产生硫化氢 可能 最终 有助于 sob 的富集。 Ramirez et al.13 повідомили про трьохступенчатий перехід (FeOB => SRB/IRB => SOB) в морській мікробній екосистемі протягом 6 місяців, в якому сероводород, що утворюється в результаті вторинного обогачення SRB, може в кінцевому результаті сприяти обогащенню SOB. Рамірес та ін.13 повідомили про триетапний перехід (FeOB => SRB/IRB => SOB) у морській мікробній екосистемі протягом 6 місяців, при якому сірководень, що утворюється в результаті вторинного збагачення SRB, може зрештою сприяти збагаченню SOB.Макбет та Емерсон36 повідомили про первинне збагачення FeOB. Аналогічно, у цьому дослідженні спостерігається збагачення FeOB на ранній фазі корозії, але мікробні зміни з прогресуванням корозії, що спостерігаються у вуглецевих сталях, сталях з вмістом 1% та 2,25% Cr та чавуні протягом 22 місяців, такі: FeOB => IRB = > SRB (рис. 7 та 8). Аналогічно, у цьому дослідженні спостерігається збагачення FeOB на ранній фазі корозії, але мікробні зміни з прогресуванням корозії, що спостерігаються у вуглецевих сталях та чавуні з вмістом 1% та 2,25% Cr протягом 22 місяців, виглядають так: FeOB => IRB => SRB (рис. 7 та 8). Точно так само в цьому дослідженні спостерігається обогащення FeOB на ранній стадії коррозії, але мікробні зміни за мірою прогресування коррозії, що спостерігаються в углеродистості та 1% і 2,25% Cr сталей і чугуна протягом 22 місяців, представляють собою FeOB => IRB = > SRB (рис. 7 і 8). Аналогічно, у цьому дослідженні спостерігається збагачення FeOB на ранній стадії корозії, але мікробні зміни в міру прогресування корозії, що спостерігаються у вуглецевих сталях та чавуні з вмістом 1% та 2,25% Cr протягом 22 місяців, мають наступний вигляд: FeOB => IRB => SRB (рисунки 7 та 8).同样，在本研究中观察到早期腐蚀阶段FeOB 的富集，但在碳和1% 和2,25% Cr 钢以及超过22个月的铸铁中观察到的微生物随着腐蚀的进展而变化是FeOB => IRB => SRB（图7 和8）。同样 ， 在 本 研究 中 观察 早期 腐蚀 阶段 feob 的 富集 ， 但 碳 和 和 1% 和 2,25% Cr 钢 超过22 个 的 铸铁 中 到 的 微生物 腐蚀 的 进展 而 变化 FEOB => IRB => SRB（图7和8）。 Аналогічним чином, в цьому дослідженні спостерігалося збагачення FeOB на ранніх стадіях коррозії, але мікробіологічні зміни, що спостерігаються в углеродистих і 1% і 2,25% Cr сталях і чугуні протягом 22 місяців, були FeOB => IRB => SRB (рис. 7 і 8). Аналогічно, у цьому дослідженні спостерігалося збагачення FeOB на ранніх стадіях корозії, але мікробіологічні зміни, що спостерігалися у вуглецевих сталях та чавуні з вмістом 1% та 2,25% Cr протягом 22 місяців, були такими: FeOB => IRB => SRB (рис. 7 та 8).СВБ можуть легко накопичуватися в морському середовищі через високу концентрацію сульфат-іонів, але їх збагачення в прісноводному середовищі уповільнюється низькою концентрацією сульфат-іонів. Про збагачення СВБ у морській воді повідомлялося часто10,12,45.
a Органічний вуглець та азот через Fe(II)-залежний енергетичний метаболізм оксидом заліза (червоні [Dechloromonas sp.] та зелені [Sideroxydans sp.] клітини) та Fe(III)-відновлювальними бактеріями (сірі клітини [Geothrix sp. та Geobacter sp.]) на ранній стадії корозії, потім анаеробні сульфатредукуючі бактерії (SRP) та гетеротрофні мікроорганізми збагачують зрілу стадію корозії, споживаючи накопичену органічну речовину. b Зміни в мікробних спільнотах на корозійностійких металах. Фіолетові, сині, жовті та білі клітини представляють бактерії з родин Comamonadaceae, Nitrospira sp., Beggiatoacea та інших відповідно.
Що стосується змін у мікробному співтоваристві та можливого збагачення SRB, FeOB є критично важливим на ранній стадії корозії, а Dechloromonas можуть отримувати енергію для росту від окислення Fe(II). Мікроорганізми можуть виживати в середовищах, що містять мікроелементи, але вони не будуть рости експоненціально. Однак басейн, що використовується в цьому дослідженні, являє собою переливний басейн з притоком 20 м3/год, який безперервно постачає мікроелементи, що містять неорганічні іони. На ранніх стадіях корозії іони заліза вивільняються з вуглецевої сталі та чавуну, і FeOB (такі як Dechloromonas) використовують їх як джерело енергії. Слідові кількості вуглецю, фосфату та азоту, необхідні для росту клітин, повинні бути присутніми в технологічній воді у вигляді органічних та неорганічних речовин. Тому в цьому прісноводному середовищі FeOB спочатку збагачується на металевих поверхнях, таких як вуглецева сталь та чавун. Згодом IRB можуть рости та використовувати органічну речовину та оксиди заліза як джерела енергії та кінцеві акцептори електронів відповідно. У зрілих продуктах корозії повинні бути створені анаеробні умови, збагачені азотом, завдяки метаболізму FeOB та IRB. Отже, SRB може швидко зростати та замінювати FeOB та IRB (рис. 8a).
Нещодавно Танг та ін. повідомили про корозію нержавіючої сталі, спричинену Geobacter ferroreducens у прісноводному середовищі внаслідок прямого переносу електронів від заліза до мікробів46. Враховуючи EMIC, внесок мікроорганізмів з властивостями EET є критичним. SRB, FeOB та IRB є основними мікробними видами в продуктах корозії в цьому дослідженні, які повинні мати характеристики EET. Отже, ці електрохімічно активні мікроорганізми можуть сприяти корозії через EET, і склад їхньої спільноти змінюється під впливом різних іонних видів у міру утворення продуктів корозії. Навпаки, мікробна спільнота в сталі з 9% Cr відрізнялася від інших сталей (рис. 8b). Через 14 місяців, крім збагачення FeOB, такі як Sideroxydans, SOB47Beggiatoacea та Thiomonas також були збагачені (рис. 7i). Ця зміна помітно відрізняється від інших корозійних матеріалів, таких як вуглецева сталь, і на неї можуть впливати багаті на хром іони, розчинені під час корозії. Примітно, що Thiomonas має не лише властивості окислення сірки, але й властивості окислення Fe(II), систему EET та стійкість до важких металів48,49. Вони можуть збагачуватися завдяки окислювальній активності Fe(II) та/або прямому споживанню електронів металу. У попередньому дослідженні відносно висока кількість Beggiatoacea спостерігалася в біоплівках на Cu за допомогою системи моніторингу переривчастої біоплівки, що свідчить про те, що ці бактерії можуть бути стійкими до токсичних металів, таких як Cu та Cr. Однак джерело енергії, необхідне Beggiatoacea для росту в цьому середовищі, невідоме.
Це дослідження повідомляє про зміни в мікробних спільнотах під час корозії в прісноводному середовищі. В одному й тому ж середовищі мікробні спільноти відрізнялися за типом металу. Крім того, наші результати підтверджують важливість FeOB на ранніх стадіях корозії, оскільки залізозалежний енергетичний метаболізм мікробів сприяє утворенню багатого на поживні речовини середовища, сприятливого для інших мікроорганізмів, таких як SRB. Для зменшення мінімальної інгібіції фосфору (MIC) у прісноводному середовищі необхідно обмежити збагачення FeOB та IRB.
У цьому дослідженні було використано дев'ять металів, які були оброблені у блоки розміром 50 × 20 × 1–5 мм (товщина для сталі ASTM 395 та 1%, 2,25% та 9% Cr: 5 мм; товщина для ASTM A283 та ASTM A179: 3 мм), мм; ASTM A109 за міцністю 4/5 та нержавіюча сталь типу 304 та 316, товщина: 1 мм) з двома отворами 4 мм. Хромисті сталі полірували наждачним папером, а інші метали - наждачним папером зернистістю 600 перед зануренням. Всі зразки обробляли ультразвуком у 99,5% етанолі, висушували та зважували. Десять зразків кожного металу використовували для розрахунку швидкості корозії та аналізу мікробіому. Кожен зразок фіксували у вигляді драбини за допомогою PTFE-стрижнів та розпірок (φ 5 × 30 мм, Додатковий рис. 2).
Басейн має об'єм 1100 кубічних метрів і глибину близько 4 метрів. Приплив води становив 20 м3/год, перелив був скинутий, а якість води не коливалася сезонно (Додатковий рис. 3). Драбина для відбору проб опускається на 3-метровий сталевий дріт, підвішений посередині резервуара. Два комплекти драбин було вийнято з басейну через 1, 3, 6, 14 та 22 місяці. Зразки з однієї драбини використовувалися для вимірювання втрати ваги та розрахунку швидкості корозії, тоді як зразки з іншої драбини використовувалися для аналізу мікробіому. Розчинений кисень у занурювальному резервуарі вимірювався поблизу поверхні та дна, а також посередині, за допомогою датчика розчиненого кисню (InPro6860i, Mettler Toledo, Колумбус, Огайо, США).
Продукти корозії та біоплівки на зразках видаляли шляхом зіскрібання пластиковим скребком або протирання ватним тампоном, а потім очищали в 99,5% етанолі за допомогою ультразвукової ванни. Потім зразки занурювали в розчин Кларка відповідно до ASTM G1-0351. Всі зразки зважували після завершення сушіння. Розрахуйте швидкість корозії (мм/рік) для кожного зразка за такою формулою:
де K – константа (8,76 × 104), T – час експозиції (год), A – загальна площа поверхні (см2), W – втрата маси (г), D – густина (г см–3).
Після зважування зразків, 3D-зображення кількох зразків були отримані за допомогою 3D-вимірювального лазерного мікроскопа (LEXT OLS4000, Olympus, Токіо, Японія).