Nature.com saytına daxil olduğunuz üçün təşəkkür edirik.Siz məhdud CSS dəstəyi ilə brauzer versiyasından istifadə edirsiniz.Ən yaxşı təcrübə üçün sizə yenilənmiş brauzerdən istifadə etməyi tövsiyə edirik (və ya Internet Explorer-də Uyğunluq rejimini söndürün).Bundan əlavə, davamlı dəstəyi təmin etmək üçün biz saytı üslub və JavaScript olmadan göstəririk.
Eyni anda üç slayddan ibarət karuseli göstərir.Eyni anda üç slayd arasında hərəkət etmək üçün Əvvəlki və Sonrakı düymələrindən istifadə edin və ya bir anda üç slayd arasında hərəkət etmək üçün sonundakı sürüşmə düymələrindən istifadə edin.
Mikrob korroziyası (MİK) bir çox sənaye sahələrində əsas problemdir, çünki bu, böyük iqtisadi itkilərə səbəb ola bilər.Super dupleks paslanmayan polad 2707 (2707 HDSS) əla kimyəvi müqavimətinə görə dəniz mühitində istifadə olunur.Bununla belə, onun MİK-ə qarşı müqaviməti eksperimental olaraq nümayiş etdirilməmişdir.Bu tədqiqat dəniz aerob bakteriyası Pseudomonas aeruginosa tərəfindən törədilən MIC 2707 HDSS davranışını araşdırdı.Elektrokimyəvi analiz göstərdi ki, 2216E mühitində Pseudomonas aeruginosa biofilminin iştirakı ilə korroziya potensialı müsbət dəyişib, korroziya cərəyanının sıxlığı artıb.X-şüaları fotoelektron spektroskopiyasının (XPS) analizinin nəticələri biofilmin altında nümunə səthində Cr tərkibinin azaldığını göstərdi.Çuxur şəkillərinin təhlili göstərdi ki, Pseudomonas aeruginosa biofilmləri 14 günlük kulturadan sonra maksimum 0,69 µm çuxur dərinliyi əmələ gətirir.Bu kiçik olsa da, 2707 HDSS-nin P. aeruginosa biofilmlərinin MİK-ə təsirinə qarşı tam immun olmadığını göstərir.
Dupleks paslanmayan polad (DSS) əla mexaniki xassələrin və korroziyaya davamlılığın mükəmməl birləşməsinə görə müxtəlif sənaye sahələrində geniş istifadə olunur1,2.Bununla belə, lokallaşdırılmış çuxurlar hələ də baş verə bilər ki, bu da bu poladın 3, 4 bütövlüyünə təsir göstərə bilər.DSS mikrob korroziyasından (MIC) qorunmur5,6.DSS-nin tətbiq dairəsi çox geniş olsa da, DSS-nin korroziyaya davamlılığının uzunmüddətli istifadə üçün kifayət etmədiyi mühitlər hələ də mövcuddur.Bu o deməkdir ki, daha yüksək korroziyaya davamlı olan daha bahalı materiallar tələb olunur.Jeon et al.7 aşkar etdilər ki, hətta super dupleks paslanmayan polad (SDSS) korroziyaya davamlılıq baxımından bəzi məhdudiyyətlərə malikdir.Buna görə də, müəyyən tətbiqlərdə daha yüksək korroziyaya davamlılığa malik super dupleks paslanmayan poladlara (HDSS) ehtiyac var.Bu, yüksək alaşımlı HDSS-nin inkişafına səbəb oldu.
DSS-nin korroziyaya davamlılığı α-fazanın γ-faza və ikincili fazalara bitişik Cr, Mo və W-də tükənmiş sahələrin nisbəti ilə müəyyən edilir8,9,10.HDSS yüksək miqdarda Cr, Mo və N11 ehtiva edir ki, bu da ona əla korroziyaya davamlılıq və yüksək dəyər (45-50) ekvivalent pitting müqavimət dəyərini (PREN) verir ki, bu da wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo) ilə müəyyən edilir. + 0, 5 ağırlıq % W) + 16 ağırlıq %.N12.Onun mükəmməl korroziyaya davamlılığı təxminən 50% ferritik (α) və 50% austenitik (γ) fazaları ehtiva edən balanslaşdırılmış tərkibdən asılıdır.HDSS adi DSS13 ilə müqayisədə təkmilləşdirilmiş mexaniki xassələrə və daha yüksək xlor müqavimətinə malikdir.Kimyəvi korroziyanın xüsusiyyətləri.Təkmilləşdirilmiş korroziya müqaviməti HDSS-nin dəniz mühitləri kimi daha aqressiv xlorid mühitlərində istifadəsini genişləndirir.
MİK neft və qaz və su təchizatı daxil olmaqla bir çox sənaye sahələrində əhəmiyyətli problemdir14.MİK bütün korroziya zərərlərinin 20%-ni təşkil edir15.MİK bir çox mühitdə müşahidə oluna bilən bioelektrokimyəvi korroziyadır16.Metal səthlərdə biofilmlərin əmələ gəlməsi elektrokimyəvi şəraiti dəyişir və bununla da korroziya prosesinə təsir göstərir.Ümumiyyətlə qəbul edilir ki, MİK korroziyasına biofilmlər səbəb olur14.Elektrogen mikroorqanizmlər yaşamaq üçün enerji əldə etmək üçün metalları yeyirlər17.Son MİK tədqiqatları göstərdi ki, EET (hüceyrədənkənar elektron ötürülməsi) elektrogen mikroorqanizmlər tərəfindən törədilən MİK üçün məhdudlaşdırıcı amildir.Zhang et al.18 elektron vasitəçilərin Desulfovibrio vulgaris oturaq hüceyrələr və 304 paslanmayan polad arasında elektron köçürməsini sürətləndirdiyini və nəticədə daha şiddətli MİK hücumu ilə nəticələndiyini nümayiş etdirdi.Anning və başqaları.19 və Wenzlaff et al.20 göstərmişdir ki, korroziyalı sulfat azaldan bakteriyaların (SRB) biofilmləri birbaşa metal substratlardan elektronları udmaq qabiliyyətinə malikdir və nəticədə ciddi çuxurlar yaranır.
DSS-nin tərkibində SRB, dəmiri azaldan bakteriyalar (IRB) və s. olan mühitlərdə MİK-ə həssas olduğu məlumdur. 21 .Bu bakteriyalar biofilm22,23 altında DSS səthində lokallaşdırılmış çuxurlara səbəb olur.DSS-dən fərqli olaraq, MIC HDSS24 haqqında çox az şey məlumdur.
Pseudomonas aeruginosa təbiətdə geniş yayılmış qram-mənfi, hərəkətli, çubuqşəkilli bakteriyadır25.Pseudomonas aeruginosa həm də dəniz mühitində poladın MİK-indən məsul olan əsas mikrobiotadır26.Pseudomonas növləri birbaşa korroziya proseslərində iştirak edir və biofilmin əmələ gəlməsi zamanı ilk kolonizatorlar kimi tanınırlar27.Mahat və başqaları.28 və Yuan et al.29 göstərdi ki, Pseudomonas aeruginosa su mühitində yumşaq polad və ərintilərin korroziya sürətini artırmağa meyllidir.
Bu işin əsas məqsədi elektrokimyəvi üsullar, səth analizi üsulları və korroziya məhsullarının təhlilindən istifadə etməklə dəniz aerob bakteriyası Pseudomonas aeruginosa tərəfindən törədilən 2707 HDSS-nin MİK xüsusiyyətlərini öyrənməkdir.MIC 2707 HDSS davranışını öyrənmək üçün açıq dövrə potensialı (OCP), xətti polarizasiya müqaviməti (LPR), elektrokimyəvi impedans spektroskopiyası (EIS) və dinamik potensial qütbləşmə daxil olmaqla elektrokimyəvi tədqiqatlar aparılmışdır.Korroziyaya uğramış səthlərdə kimyəvi elementləri aşkar etmək üçün enerji dispersiya spektroskopiyası (EDS) analizi aparılır.Bundan əlavə, Pseudomonas aeruginosa olan dəniz mühitinin təsiri altında oksid filminin passivləşməsinin sabitliyi rentgen fotoelektron spektroskopiyası (XPS) ilə müəyyən edilmişdir.Çuxurların dərinliyi konfokal lazer skan edən mikroskop (CLSM) ilə ölçüldü.
Cədvəl 1-də 2707 HDSS-nin kimyəvi tərkibi göstərilir.Cədvəl 2-də göstərilir ki, 2707 HDSS 650 MPa-a çatma gücü ilə əla mexaniki xüsusiyyətlərə malikdir.Əncirdə.Şəkil 1 2707 HDSS ilə istiliklə işlənmiş məhlulun optik mikrostrukturunu göstərir.Təxminən 50% austenitik və 50% ferritik fazaları ehtiva edən mikro strukturda ikincil fazaları olmayan austenitik və ferritik fazaların uzanmış zolaqlarını görmək olar.
Əncirdə.Şəkil 2a 37°C-də 14 gün ərzində 2216E abiotik mühitdə və Pseudomonas aeruginosa bulyonunda 2707 HDSS üçün açıq dövrə potensialını (Eocp) məruz qalma müddətinə qarşı göstərir.Məlum olub ki, Eocp-də ən bariz dəyişikliklər ilk 24 saat ərzində baş verib.Hər iki halda Eocp dəyərləri təxminən 16 saatda təqribən -145 mV (SCE-ə qarşı) pik həddə çatdı və sonra qeyri-bioloji nümunələr üçün -477 mV (SCE-ə qarşı) və -236 mV (SCE qarşı) və nisbi üçün P-yə kəskin şəkildə düşdü. SCE) müvafiq olaraq patina yarpaqları.24 saatdan sonra Pseudomonas aeruginosa 2707 HDSS-nin Eocp dəyəri -228 mV (SCE ilə müqayisədə) nisbətən sabit qaldı, qeyri-bioloji nümunə üçün müvafiq dəyər isə təxminən -442 mV (SCE ilə müqayisədə) idi.Pseudomonas aeruginosa varlığında Eocp olduqca aşağı idi.
37°C temperaturda abiotik mühitdə və Pseudomonas aeruginosa bulyonunda 2707 HDSS nümunəsinin elektrokimyəvi sınağı:
(a) Ekspozisiya vaxtı ilə Eocp-də dəyişiklik, (b) 14-cü gündə qütbləşmə əyrisi, (c) ekspozisiya vaxtı ilə Rp-də dəyişiklik, (d) məruz qalma vaxtı ilə korrda dəyişiklik.
Cədvəl 3 14 gün ərzində abiotik və P. aeruginosa aşılanmış mühitə məruz qalmış 2707 HDSS nümunəsinin elektrokimyəvi korroziya parametrlərini göstərir.Anodik və katod əyrilərinin kəsişmə nöqtəsinə tangensial ekstrapolyasiyası standart üsullara əsasən korroziya cərəyanının sıxlığını (icorr), korroziya potensialını (Ecorr) və Tafel yamacını (βα və βc) təyin etməyə imkan verdi30,31.
Şəkil 2b-də göstərildiyi kimi, P. aeruginosa əyrisinin yuxarıya doğru sürüşməsi abiotik əyri ilə müqayisədə Ecorr-un artması ilə nəticələndi.Tərkibində Pseudomonas aeruginosa olan nümunənin korroziya dərəcəsinə mütənasib olaraq düzgün dəyəri 0,328 µA sm-2-ə yüksəldi ki, bu da qeyri-bioloji nümunəninkindən dörd dəfə çoxdur (0,087 µA sm-2).
LPR korroziyanın qeyri-dağıdıcı ekspress analizi üçün klassik elektrokimyəvi üsuldur.O, həmçinin MIC32-ni öyrənmək üçün istifadə edilmişdir.Əncirdə.2c ekspozisiya müddətindən asılı olaraq polarizasiya müqavimətinin (Rp) dəyişməsini göstərir.Daha yüksək Rp dəyəri daha az korroziya deməkdir.İlk 24 saat ərzində Rp 2707 HDSS qeyri-bioloji nümunələr üçün 1955 kΩ sm2 və Pseudomonas aeruginosa nümunələri üçün 1429 kΩ sm2-ə çatdı.Şəkil 2c də göstərir ki, Rp dəyəri bir gündən sonra sürətlə azalıb və sonrakı 13 gün ərzində nisbətən dəyişməz qalıb.Pseudomonas aeruginosa test nümunəsi üçün Rp dəyəri təqribən 40 kΩ sm2 təşkil edir ki, bu da bioloji olmayan test nümunəsi üçün 450 kΩ sm2 dəyərindən xeyli aşağıdır.
icorr dəyəri vahid korroziya sürətinə mütənasibdir.Onun dəyəri aşağıdakı Stern-Giri tənliyindən hesablana bilər:
Zoe və başqalarının fikrincə.33 Tafel yamacı B bu işdə 26 mV/dec tipik qiymət kimi qəbul edilmişdir.Əncirdə.2d göstərir ki, 2707 abiotik ştamının icorr nisbəti nisbətən sabit qaldı, Pseudomonas aeruginosa zolağının icorr isə ilk 24 saatdan sonra böyük bir sıçrayışla güclü şəkildə dəyişdi.Pseudomonas aeruginosa test nümunəsinin düzgün dəyəri bioloji olmayan nəzarətdən daha yüksək miqyasda idi.Bu tendensiya polarizasiya müqavimətinin nəticələrinə uyğundur.
EIS korroziya interfeysində elektrokimyəvi reaksiyaları xarakterizə etmək üçün istifadə edilən başqa bir qeyri-dağıdıcı üsuldur34.Abiotik mühitə və Pseudomonas aeruginosa məhlullarına məruz qalan zolaqların empedans spektrləri və tutum hesablamaları, Rb zolağın səthində əmələ gələn passiv/biofilmin müqaviməti, Rct yük ötürmə müqaviməti, Cdl ikiqat elektrik təbəqəsidir.) və QCPE sabit faza elementi (CPE) parametrləri.Bu parametrlər məlumatları ekvivalent elektrik dövrəsi (EEC) modeli ilə müqayisə etməklə daha da təhlil edilmişdir.
Əncirdə.3-də müxtəlif inkubasiya dövrlərində abiotik mühitdə və Pseudomonas aeruginosa bulyonunda 2707 HDSS nümunəsinin tipik Nyquist planları (a və b) və Bode planları (a' və b') göstərilir.Pseudomonas aeruginosa varlığında Nyquist döngəsinin diametri azalır.Bode planı (Şəkil 3b') ümumi empedansın artımını göstərir.Faza maksimumlarından relaksasiya vaxtı sabiti haqqında məlumat əldə etmək olar.Əncirdə.Şəkil 4 bir qat (a) və iki qat (b) əsasında fiziki strukturları və müvafiq EEC-ni göstərir.CPE AET modelinə daxil edilmişdir.Onun qəbulu və empedansı aşağıdakı kimi ifadə edilir:
2707 HDSS kupon empedans spektrinə uyğunlaşdırmaq üçün iki fiziki model və müvafiq ekvivalent sxemlər:
Y0 CPE-nin böyüklüyü, j xəyali ədəd və ya (−1)1/2, ω bucaq tezliyi və n CPE güc əmsalı birdən35-dən kiçikdir.Yük ötürmə müqavimətinin inversiyası (yəni 1/Rct) korroziya dərəcəsinə uyğundur.Daha aşağı Rct dəyəri daha yüksək korroziya dərəcəsi deməkdir27.14 günlük inkubasiyadan sonra Pseudomonas aeruginosa test nümunəsinin Rct göstəricisi 32 kΩ sm2-ə çatdı ki, bu da bioloji olmayan test nümunəsinin 489 kΩ sm2-dən xeyli azdır (Cədvəl 4).
Əncirdə CLSM şəkilləri və SEM şəkilləri.Şəkil 5 aydın şəkildə göstərir ki, HDSS 2707 nümunəsinin səthində biofilm örtüyü 7 gündən sonra çox sıx olmuşdur.Lakin 14 gündən sonra biofilm örtüyü seyrəkləşdi və bəzi ölü hüceyrələr meydana çıxdı.Cədvəl 5-də Pseudomonas aeruginosa ilə təmasdan 7 və 14 gün sonra 2707 HDSS nümunəsinin biofilm qalınlığı göstərilir.Maksimum biofilmin qalınlığı 7 gündən sonra 23,4 µm-dən 14 gün sonra 18,9 µm-ə dəyişdi.Orta biofilmin qalınlığı da bu tendensiyanı təsdiqləyir.7 gündən sonra 22,2 ± 0,7 μm-dən 14 gündən sonra 17,8 ± 1,0 μm-ə qədər azaldı.
(a) 7 gündə 3-D CLSM şəkli, (b) 14 gündə 3-D CLSM şəkli, (c) 7 gündə SEM görüntüsü və (d) 14 gündə SEM görüntüsü.
EMF 14 gün ərzində Pseudomonas aeruginosa ilə məruz qalmış nümunələrdə biofilm və korroziya məhsullarında kimyəvi elementlər aşkar edib.Əncirdə.Şəkil 6 göstərir ki, biofilm və korroziya məhsullarında C, N, O, P-nin tərkibi təmiz metaldan xeyli yüksəkdir, çünki bu elementlər biofilm və onun metabolitləri ilə bağlıdır.Mikroorqanizmlər yalnız az miqdarda Cr və Fe tələb edir.Nümunənin səthində biofilmdə və korroziya məhsullarında Cr və Fe-nin yüksək olması korroziya nəticəsində metal matrisdə elementlərin itirilməsindən xəbər verir.
14 gündən sonra 2216E mühitində P.aeruginosa olan və olmayan çuxurlar müşahidə edilmişdir.İnkubasiyadan əvvəl nümunələrin səthi hamar və qüsursuz idi (Şəkil 7a).İnkubasiya və biofilm və korroziya məhsullarının çıxarılmasından sonra nümunənin səthindəki ən dərin çuxurlar Şəkil 7b və c-də göstərildiyi kimi CLSM istifadə edərək tədqiq edildi.Qeyri-bioloji nəzarətin səthində heç bir aşkar çuxur aşkar edilməmişdir (çuxurun maksimal dərinliyi 0,02 µm).Pseudomonas aeruginosa səbəb olduğu maksimum çuxur dərinliyi 3 nümunədən (hər nümunə üçün maksimum 10 çuxur dərinliyi seçilmişdir) orta maksimum çuxur dərinliyinə əsasən 7 gündən sonra 0,52 µm və 14 gündən sonra 0,69 µm olub və 0,42 ± 0,12 µm-ə çatıb. .və müvafiq olaraq 0,52 ± 0,15 µm (Cədvəl 5).Bu çuxur dərinliyi dəyərləri kiçik, lakin vacibdir.
(a) məruz qalmadan əvvəl;(b) abiotik mühitdə 14 gün;(c) P. aeruginosa bulyonunda 14 gün.
Əncirdə.Cədvəl 8 müxtəlif nümunə səthlərinin XPS spektrlərini göstərir və hər bir səth üçün təhlil edilən kimya Cədvəl 6-da ümumiləşdirilmişdir. Cədvəl 6-da Fe və Cr atom faizləri P. aeruginosa (A və B nümunələri) olduqda xeyli aşağı idi. ) qeyri-bioloji nəzarət zolaqlarına nisbətən.(C və D nümunələri).Pseudomonas aeruginosa nümunəsi üçün Cr 2p əsas səviyyəli spektral əyri Cr, Cr2O3, CrO3 və CrO3-ə təyin edilmiş 574.4, 576.6, 578.3 və 586.8 eV bağlama enerjiləri (BE) olan dörd pik komponentə uyğunlaşdırılmışdır. 3, müvafiq olaraq (Şəkil 9a və b).Bioloji olmayan nümunələr üçün, Şek.9c və d müvafiq olaraq Cr (BE 573.80 eV) və Cr2O3 (BE 575.90 eV) iki əsas zirvəsini ehtiva edir.Abiotik kuponla P. aeruginosa kuponu arasında ən diqqəti çəkən fərq biofilmin altında Cr6+ və Cr(OH)3-ün (BE 586,8 eV) nisbətən yüksək hissəsinin olması idi.
Müvafiq olaraq 7 və 14 gün ərzində iki mühitdə 2707 HDSS nümunəsinin geniş səthli XPS spektrləri.
(a) 7 gün P. aeruginosa məruz qalma, (b) 14 gün P. aeruginosa məruz qalma, (c) 7 gün abiotik məruz qalma, (d) 14 gün abiotik məruz qalma.
HDSS əksər mühitlərdə yüksək səviyyədə korroziyaya davamlılıq nümayiş etdirir.Kim və digərləri2 bildirdilər ki, HDSS UNS S32707 PREN 45-dən çox olan yüksək qatqılı DSS kimi müəyyən edilib. Bu işdə HDSS nümunəsi 2707-nin PREN dəyəri 49 olub. Bu, yüksək Cr məzmunu və Mo və yüksək səviyyələri ilə bağlıdır. Ni, turşu mühitlərdə və yüksək miqdarda xlorid olan mühitlərdə faydalıdır.Bundan əlavə, yaxşı balanslaşdırılmış kompozisiya və qüsursuz mikro quruluş struktur sabitliyini və korroziyaya davamlılığını təmin edir.Mükəmməl kimyəvi müqavimətə baxmayaraq, bu işdəki eksperimental məlumatlar göstərir ki, 2707 HDSS Pseudomonas aeruginosa biofilm MİK-lərinə qarşı tamamilə immun deyil.
Elektrokimyəvi nəticələr göstərdi ki, Pseudomonas aeruginosa bulyonunda 2707 HDSS-nin korroziya dərəcəsi qeyri-bioloji mühitlə müqayisədə 14 gündən sonra əhəmiyyətli dərəcədə artıb.Şəkil 2a-da ilk 24 saat ərzində həm abiotik mühitdə, həm də P.aeruginosa bulyonunda Eocp-nin azalması müşahidə edilmişdir.Bundan sonra biofilm nümunənin səthini örtür və Eocp nisbətən sabit olur.Bununla belə, biotik Eocp səviyyəsi abiotik Eocp səviyyəsindən xeyli yüksək idi.Bu fərqin P. aeruginosa biofilmlərinin əmələ gəlməsi ilə bağlı olduğuna inanmaq üçün əsaslar var.Əncirdə.2g, 2707 HDSS-nin düzgün dəyəri Pseudomonas aeruginosa varlığında 0,627 µA sm-2-ə çatdı ki, bu da Rct ilə uyğun gələn qeyri-bioloji nəzarətdən (0,063 µA sm-2) daha yüksəkdir. EIS ilə ölçülən dəyər.İlk bir neçə gün ərzində P. aeruginosa bulyonunda empedans dəyərləri P. aeruginosa hüceyrələrinin birləşməsi və biofilmin əmələ gəlməsi səbəbindən artdı.Bununla belə, biofilm nümunənin səthini tamamilə əhatə etdikdə empedans azalır.Qoruyucu təbəqə ilk növbədə biofilm və biofilm metabolitlərinin əmələ gəlməsi səbəbindən hücuma məruz qalır.Buna görə də, zaman keçdikcə korroziyaya davamlılıq azalır və Pseudomonas aeruginosa çöküntüləri lokallaşdırılmış korroziyaya səbəb olur.Abiotik mühitlərdə meyllər fərqlidir.Qeyri-bioloji nəzarətin korroziyaya davamlılığı Pseudomonas aeruginosa bulyonuna məruz qalmış nümunələrin müvafiq qiymətindən xeyli yüksək olmuşdur.Bundan əlavə, abiotik nümunələr üçün Rct 2707 HDSS dəyəri 14-cü gündə 489 kΩ sm2-ə çatdı ki, bu da Pseudomonas aeruginosa (32 kΩ sm2) mövcudluğundan 15 dəfə yüksəkdir.Beləliklə, 2707 HDSS steril mühitdə əla korroziya müqavimətinə malikdir, lakin Pseudomonas aeruginosa biofilminin MİK hücumundan qorunmur.
Bu nəticələr Şəkillərdəki qütbləşmə əyrilərindən də müşahidə edilə bilər.2b.Anodik budaqlanma Pseudomonas aeruginosa biofilm əmələ gəlməsi və metal oksidləşmə reaksiyaları ilə əlaqələndirilir.Eyni zamanda, katodik reaksiya oksigenin azalmasıdır.P. aeruginosa-nın olması korroziya cərəyanının sıxlığını əhəmiyyətli dərəcədə artırdı ki, bu da abiotik nəzarətdən daha yüksək miqyasda idi.Bu, Pseudomonas aeruginosa biofilminin 2707 HDSS-nin lokallaşdırılmış korroziyasını gücləndirdiyini göstərdi.Yuan et al.29 70/30 Cu-Ni ərintisinin korroziya cərəyanının sıxlığının Pseudomonas aeruginosa biofilmi ilə artırıldığını müəyyən etdi.Bu, Pseudomonas aeruginosa biofilminin oksigen reduksiyasının biokatalizinə görə ola bilər.Bu müşahidə bu işdə MIC 2707 HDSS-ni də izah edə bilər.Aerob biofilmlər onların altındakı oksigen miqdarını da azalda bilər.Beləliklə, metal səthini oksigenlə təkrar pasivləşdirməkdən imtina bu işdə MİK-ə kömək edən amil ola bilər.
Dickinson və başqaları.38 kimyəvi və elektrokimyəvi reaksiyaların sürətinin birbaşa nümunə səthinə yapışan bakteriyaların metabolik fəaliyyətindən və korroziya məhsullarının təbiətindən asılı olduğunu irəli sürdü.Şəkil 5 və Cədvəl 5-də göstərildiyi kimi, hüceyrələrin sayı və biofilmin qalınlığı 14 gündən sonra azalıb.Bunu əsaslı şəkildə izah etmək olar ki, 14 gündən sonra 2707 HDSS səthindəki lövbərlənmiş hüceyrələrin əksəriyyəti 2216E mühitində qida maddələrinin tükənməsi və ya 2707 HDSS matrisindən zəhərli metal ionlarının buraxılması səbəbindən öldü.Bu, toplu sınaqların məhdudlaşdırılmasıdır.
Bu işdə Pseudomonas aeruginosa biofilmi 2707 HDSS səthində biofilmin altında Cr və Fe-nin yerli tükənməsini təşviq etdi (Şəkil 6).Cədvəl 6-da C nümunəsi ilə müqayisədə D nümunəsində Fe və Cr azalıb, bu onu göstərir ki, P. aeruginosa biofilminin yaratdığı Fe və Cr həlli ilk 7 gündən sonra saxlanılıb.2216E mühiti dəniz mühitini simulyasiya etmək üçün istifadə olunur.Tərkibində 17700 ppm Cl- var ki, bu da təbii dəniz suyundakı tərkibi ilə müqayisə edilə bilər.XPS ilə analiz edilən 7 günlük və 14 günlük qeyri-bioloji nümunələrdə Cr-nin azalmasının əsas səbəbi 17700 ppm Cl- olması olmuşdur.Pseudomonas aeruginosa-nın sınaq nümunəsi ilə müqayisədə, abiotik mühitdə 2707 HDSS-nin xlora qarşı güclü müqavimətinə görə abiotik sınaq nümunəsində Cr-nin həlli xeyli azdır.Əncirdə.9 passivləşdirici filmdə Cr6+ varlığını göstərir.Bu, Chen və Clayton39 tərəfindən təklif edildiyi kimi, Cr-nin P. aeruginosa biofilmləri tərəfindən polad səthlərdən çıxarılması ilə bağlı ola bilər.
Bakteriyaların böyüməsi səbəbindən inkubasiyadan əvvəl və sonra mühitin pH dəyərləri müvafiq olaraq 7,4 və 8,2 olmuşdur.Belə ki, üzvi turşuların korroziyası toplu mühitdə nisbətən yüksək pH səbəbiylə P. aeruginosa biofilms altında bu işə kömək etmək ehtimalı azdır.Qeyri-bioloji nəzarət mühitinin pH-ı 14 günlük sınaq müddəti ərzində əhəmiyyətli dərəcədə dəyişməyib (ilkin 7,4-dən son 7,5-ə qədər).İnkubasiyadan sonra inokulum mühitində pH-nın artması Pseudomonas aeruginosa-nın metabolik aktivliyi ilə əlaqəli idi və pH-a eyni təsir test zolağı olmadıqda aşkar edilmişdir.
Şəkildə göstərildiyi kimi.7-də Pseudomonas aeruginosa biofilminin yaratdığı maksimum çuxur dərinliyi 0,69 µm olmuşdur ki, bu da abiotik mühitdəkindən (0,02 µm) əhəmiyyətli dərəcədə böyükdür.Bu, yuxarıda göstərilən elektrokimyəvi məlumatlarla uyğun gəlir.Eyni şərtlər altında 0,69 µm dərinlik 2205 DSS40 üçün müəyyən edilmiş 9,5 µm dəyərdən on dəfədən çox kiçikdir.Bu məlumatlar göstərir ki, 2707 HDSS 2205 DSS ilə müqayisədə MİK-lərə daha yaxşı müqavimət göstərir.Bu təəccüblü deyil, çünki 2707 HDSS daha yüksək Cr səviyyəsinə malikdir, bu da daha uzun passivləşdirməyə imkan verir, Pseudomonas aeruginosa-nın depassivasiyasını çətinləşdirir və Pitting41 zərərli ikincil yağıntı olmadan prosesi başlayır.
Nəticə olaraq, Pseudomonas aeruginosa bulyonunda 2707 HDSS səthində MİK çuxurları aşkar edildi, abiotik mühitdə isə çuxurlaşma cüzi idi.Bu iş göstərir ki, 2707 HDSS MİK-ə 2205 DSS-dən daha yaxşı müqavimət göstərir, lakin Pseudomonas aeruginosa biofilminə görə MİK-ə qarşı tam immun deyil.Bu nəticələr dəniz mühiti üçün uyğun paslanmayan poladların və gözlənilən ömür müddətinin seçilməsinə kömək edir.
2707 HDSS nümunəsi Şimal-Şərq Universiteti (NEU) Metallurgiya Məktəbi, Şenyan, Çin tərəfindən təmin edilmişdir.2707 HDSS elementar tərkibi Şimal-Şərq Universitetinin Materialların Təhlili və Sınaq Departamenti tərəfindən təhlil edilən Cədvəl 1-də göstərilmişdir.Bütün nümunələr 1 saat ərzində 1180°C-də bərk məhlul üçün işlənmişdir.Korroziya sınağından əvvəl, açıq səth sahəsi 1 sm2 olan 2707 HDSS sikkə polad silisium karbid zımpara ilə 2000 qumla cilalanmış və sonra 0,05 µm Al2O3 toz məhlulu ilə cilalanmışdır.Yanlar və alt hissə inert boya ilə qorunur.Quruduqdan sonra nümunələr steril deionlaşdırılmış su ilə yuyulur və 75% (v/v) etanol ilə 0,5 saat sterilizasiya edilir.Daha sonra istifadə etməzdən əvvəl 0,5 saat ultrabənövşəyi (UV) işığında havada qurudular.
Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 dəniz ştammı Çinin Xiamen Dəniz Mədəniyyəti Kolleksiyasından (MCCC) alınıb.Dəniz 2216E maye mühiti (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Çin) 37°C-də aerob şəraitdə 250 ml kolbalarda və 500 ml elektrokimyəvi şüşə hüceyrələrdə Pseudomonas aeruginosa yetişdirmək üçün istifadə edilmişdir.Tərkibində (q/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, SrCl2, Na, 0,08, SrB0302, SrB0302, SrB0302 var. , 0,008, 0,008 Na4F0H20PO.1,0 maya ekstraktı və 0,1 dəmir sitrat.Peyvənddən əvvəl 20 dəqiqə 121 °C-də avtoklavda saxlayın.Sessil və planktonik hüceyrələr 400x böyütmədə hemositometrdən istifadə edərək işıq mikroskopu altında sayılıb.Peyvənddən dərhal sonra planktonik P. aeruginosa hüceyrələrinin ilkin konsentrasiyası təqribən 106 hüceyrə/mL təşkil etmişdir.
Elektrokimyəvi sınaqlar orta həcmi 500 ml olan klassik üç elektrodlu şüşə hüceyrədə aparılmışdır.Platin təbəqəsi və doymuş kalomel elektrodu (SCE) duz körpüsü ilə doldurulmuş Luggin kapilyar vasitəsilə reaktora qoşulmuş və müvafiq olaraq əks və istinad elektrodları kimi xidmət etmişdir.İşçi elektrodu yaratmaq üçün hər bir nümunəyə rezinlə örtülmüş mis məftil bağlandı və epoksi ilə örtüldü, bir tərəfdən işçi elektrod üçün təxminən 1 sm2 səth sahəsi qaldı.Elektrokimyəvi ölçmələr zamanı nümunələr 2216E mühitinə yerləşdirilib və su hamamında sabit inkubasiya temperaturunda (37°C) saxlanılıb.OCP, LPR, EIS və potensial dinamik qütbləşmə məlumatları Autolab potensiostatı (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., ABŞ) istifadə edərək ölçüldü.LPR testləri -5 və 5 mV diapazonda 0,125 mV s-1 skan sürətində və 1 Hz seçmə tezliyi ilə Eocp ilə qeydə alınıb.EIS 0,01 ilə 10,000 Hz tezlik diapazonu üzərində sinusoid ilə 5 mV tətbiq olunan gərginlikdən istifadə edərək, sabit vəziyyətdə Eocp-də yerinə yetirildi.Potensial süpürmədən əvvəl elektrodlar 42 sabit sərbəst korroziya potensialına çatana qədər açıq dövrə rejimində idi.ilə.Hər bir test Pseudomonas aeruginosa ilə və olmadan üç dəfə təkrarlandı.
Metaloqrafik analiz üçün nümunələr mexaniki olaraq 2000 qumlu nəm SiC kağızı ilə cilalanmış və sonra optik müşahidə üçün 0,05 µm Al2O3 toz məhlulu ilə cilalanmışdır.Metalloqrafik analiz optik mikroskopla aparılmışdır.Nümunə 10 ağırlıq% kalium hidroksid məhlulu ilə işlənmişdir43.
İnkubasiyadan sonra 3 dəfə fosfat tamponlu salin (PBS) ilə yuyun (pH 7,4 ± 0,2) və sonra biofilmi bərkitmək üçün 2,5% (v/v) qlutaraldehidlə 10 saat fiksasiya edin.Hava ilə qurutmadan əvvəl etanol ilə mərhələli seriyada (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% və 100% həcmdə) sonrakı dehidrasiya.Nəhayət, SEM44 müşahidəsi üçün keçiriciliyi təmin etmək üçün nümunənin səthinə qızıl film səpildi.SEM təsvirləri hər bir nümunənin səthində ən çox qurulmuş P. aeruginosa hüceyrələrinin olduğu yerə yönəldilmişdir.Kimyəvi elementləri aşkar etmək üçün EMF analizi aparılmışdır.Çuxurun dərinliyini ölçmək üçün Zeiss konfokal lazer tarama mikroskopu (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Almaniya) istifadə edilmişdir.Biofilmin altındakı korroziya çuxurlarını müşahidə etmək üçün sınaq nümunəsi əvvəlcə Çin Milli Standartına (CNS) GB/T4334.4-2000-ə uyğun olaraq test nümunəsinin səthindən korroziya məhsulları və biofilmi təmizləmək üçün təmizləndi.
X-ray fotoelektron spektroskopiyası (XPS, ESCALAB250 Səthi Analiz Sistemi, Thermo VG, ABŞ) monoxromatik rentgen mənbəyindən (1500 eV enerji və 150 Vt gücə malik Al Ka xətti) geniş bağlama enerjilərində analiz 0 -1350 eV standart şərtlərdən aşağı.50 eV keçid enerjisi və 0,2 eV addım ölçüsündən istifadə edərək yüksək ayırdetmə spektrlərini qeyd edin.
İnkubasiya edilmiş nümunəni çıxarın və 15 s45 müddətində PBS (pH 7,4 ± 0,2) ilə yumşaq bir şəkildə yuyun.Nümunə üzərində biofilmin bakterial canlılığını müşahidə etmək üçün biofilm LIVE/DEAD BacLight Bakterial Canlılıq Kitindən (Invitrogen, Eugene, OR, ABŞ) istifadə edərək boyandı.Kitdə iki flüoresan boya var: SYTO-9 yaşıl floresan boya və propidium yodid (PI) qırmızı flüoresan boya.CLSM-də flüoresan yaşıl və qırmızı nöqtələr müvafiq olaraq canlı və ölü hüceyrələri təmsil edir.Boyanma üçün 3 µl SYTO-9 və 3 µl PI məhlulu olan 1 ml qarışığı otaq temperaturunda (23°C) qaranlıqda 20 dəqiqə inkubasiya edin.Bundan sonra, ləkələnmiş nümunələr Nikon CLSM aparatı (C2 Plus, Nikon, Yaponiya) istifadə edərək iki dalğa uzunluğunda (canlı hüceyrələr üçün 488 nm və ölü hüceyrələr üçün 559 nm) müşahidə edildi.3-D tarama rejimində biofilmin qalınlığını ölçün.
Bu məqaləyə necə istinad etmək olar: Li, H. et al.Pseudomonas aeruginosa dəniz biofilminin 2707 super dupleks paslanmayan poladdan mikrob korroziyasına təsiri.Elm.Ev 6, 20190;doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Tiosulfatın iştirakı ilə xlorid məhlullarında LDX 2101 dupleks paslanmayan poladdan stres korroziya krekinqi.korroziya.elm.80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS və Park, YS Super duplex paslanmayan polad qaynaqların korroziyaya davamlılığına qoruyucu qazda məhlulun istilik müalicəsinin və azotun təsiri.korroziya.elm.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. və Lewandowski, Z. 316L paslanmayan poladda mikrob və elektrokimyəvi çuxurun kimyəvi müqayisəli tədqiqi.korroziya.elm.45, 2577–2595 (2003).
Luo H., Dong KF, Li HG və Xiao K. Xlorid varlığında müxtəlif pH dəyərlərində qələvi məhlullarda 2205 dupleks paslanmayan poladdan elektrokimyəvi davranış.elektrokimya.Jurnal.64, 211–220 (2012).
Göndərmə vaxtı: 09 yanvar 2023-cü il