保持管道完整性在石油和天然氣工業(yè)中至關(guān)重要，當(dāng)檢測到管道缺陷或故障時，了解問題的起因至關(guān)重要。內(nèi)部和外部腐蝕防護是確保管道安全的關(guān)鍵。管道會產(chǎn)生腐蝕，其中一個原因就是微生物造成的腐蝕（MIC），石油和天然氣工業(yè)中高達40％的內(nèi)部腐蝕可能都是由MIC引起的。

    圖1：管道內(nèi)部腐蝕示例

    生物膜的清洗

    用于微生物測試樣品的優(yōu)選類型是從管道中可能發(fā)生重量損失的腐蝕試樣上獲得的生物膜，可以從專門設(shè)計用于收集生物膜樣品的側(cè)流裝置中或清洗時掉落的固體/材料上得到。

    微生物生長測試

    微生物生長測試是油氣工業(yè)中測試腐蝕相關(guān)微生物的最常用的方法，但是這一實驗必須使用需要新鮮樣品。一旦生物膜暴露于氧氣中被干燥了，就不能進行微生物生長測試，但是基因測試（定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)或qPCR）仍然可以進行，特別是如果在有沉積物下腐蝕和/或、有蝕坑存在，或者兩者共存的情況下。

    圖2：儲存條件對硫酸鹽還原細(xì)菌的準(zhǔn)確定量的影響

    從管道中獲取生物膜樣品富有挑戰(zhàn)，但可能的來源包括減重腐蝕試樣，側(cè)流裝置和清管返回。減重腐蝕監(jiān)測試樣的實例顯示在圖3中，側(cè)流裝置的示例如圖4。

    圖3：重量損失試樣示例

    圖4：用于微生物測試的生物膜培養(yǎng)的側(cè)流裝置示例

    圖5：來自相同清管回收物的微生物樣品的變異性

    管道清洗獲得的固體非常不均勻。圖5中的數(shù)據(jù)來自圖6所示的六個不同的清洗樣品。雖然從各種油、水和氣體管道清理中回收的固體的數(shù)量和形貌不同，但所有這些來源的清管固體在微生物測試中顯示相似的變化性。

    圖6：原油管道的清管回收示例

    老管段的微生物測試

    如果管段已經(jīng)從服役中移除并且當(dāng)時沒有采集新鮮的微生物樣品，則不能進行微生物生長測試。然而，遺傳測試仍然能夠檢測腐蝕相關(guān)微生物的DNA，因為遺傳測試可以檢測活細(xì)菌和死細(xì)菌的DNA。死細(xì)菌的DNA將最終降解并變得不可檢測，因此有一個有趣的問題是管段從使用中移除多長時間仍然產(chǎn)生用于基因測試的有用樣品。

    以下圖7中所示的管段已經(jīng)不被使用，并且在測試之前在大氣條件下保持幾個月。收集來自沒有明顯腐蝕的區(qū)域以及來自被腐蝕區(qū)域的管段的可能的生物膜樣品，使用遺傳qPCR測試對這些樣品進行分析以定量細(xì)菌，。在高于檢測限的濃度下，任何樣品中都沒有檢測到任何種類的DNA或細(xì)菌。

    圖7：干管段圖片

    在取樣之前已經(jīng)停止服役數(shù)周或數(shù)月的干管道段通常不產(chǎn)生可檢測的DNA，除非樣品從由腐蝕沉積物保護的深點蝕坑獲得，如圖8所示。遺傳試驗顯示約106個細(xì)胞/cm2的總細(xì)菌存在于圖8所示的坑中獲得的樣品中，以及約104個細(xì)胞/ ml硫酸鹽還原細(xì)菌。該管段中的深點蝕坑可能提供了對該樣品中細(xì)菌DNA的保護。

    圖8：含有深腐蝕坑的破裂管段的樣品

    微生物測試是管道監(jiān)測和維護計劃中的重要組成部分，基因測試甚至可以檢測來自死細(xì)菌的DNA或是測試樣品上的腐蝕相關(guān)微生物的存在。但是，當(dāng)進行微生物生長測試時，必須盡快分析樣品。并且當(dāng)對諸如清管回收的異質(zhì)材料進行取樣時，推薦收集多種混合樣品。需要注意的是，DNA會在環(huán)境中降解，如果管道樣品已被停止使用超過一個月，遺傳測試就會無效。

    結(jié)束語

    獲得綜合數(shù)據(jù)以確定任何給定樣品中的腐蝕機理很重要。應(yīng)使用物理和化學(xué)測試，以及微生物和遺傳測試。在確定可能的腐蝕機制時，使用管道中腐蝕坑的形態(tài)，腐蝕產(chǎn)物的化學(xué)分析，冶金分析，微生物分析，以及操作條件和流體組成的知識都應(yīng)當(dāng)被考慮。

更多關(guān)于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等等方面的國內(nèi)外最新動態(tài)，我們網(wǎng)站會不斷更新。希望大家一直關(guān)注中國腐蝕與防護網(wǎng)http://www.ecorr.org 

責(zé)任編輯：王元

《中國腐蝕與防護網(wǎng)電子期刊》征訂啟事
投稿聯(lián)系：編輯部
電話：010-62313558-806
郵箱：ecorr_org@163.com
中國腐蝕與防護網(wǎng)官方 QQ群：140808414