Биологическая коррозия

В последнее время приходится считаться не только с перечисленными выше видами коррозии, но и с наличием в топливах живых микроорганизмов, которые обусловливают так называемую биологическую коррозию. Загрязнения биологического характера представляют собой желеобразную подвижную массу, прочно удерживающуюся на поверхности металла.

Необходимым условием для роста микроорганизмов является сравнительно высокая температура среды (30 - 40^о С), наличие эмульсионной и подтопливного слоя воды, а также минеральных загрязнений (почвенная пыль, продукты коррозии, соли речной и особенно морской воды). Такие условия чаще всего создаются при длительном хранении или транспортировании топлив речным или морским путем во влажных тропических или субтропических районах Земли. Микроорганизмы интенсивно развиваются на границе раздела водного и топливного слоя за счет усвоения растворенных в воде минеральных солей и органических компонентов топлива. Особенно благоприятная среда для развития микроорганизмов – это устойчивая водно-топливная эмульсия в том случае, если в топливе содержится эмульгирующие поверхностно-активные вещества. Поэтому важно контролировать склонность топлива к эмульгированию с водой.

Одноклеточные организмы размножаются делением. Размер отдельных бактерий, грибков и спор составляет обычно 0,5´1-2 мкм, хотя их длина может достигать иногда 10 мкм. Полное отделение их от топлива с помощью фильтра невозможно, Среди микроорганизмов, развивающихся в системе вода – топливо - минеральные соли, найдены десятки разновидностей. Можно выделить три большие группы: 1) бактерии анаэробные; 2) бактерии аэробные; 3) грибки, водоросли и споры. Анаэробные микробы микроорганизмы могут существовать и в присутствии кислорода (но не развиваться). Наиболее распространенным классом анаэробных бактерий являются сульфатовосстанавливающие бактерии. В отсутствие свободного кислорода они превращают сульфаты, которых всегда много в загрязнениях минерального происхождения, в сульфиды. Существует разновидность сульфатовосстанавливающих бактерий, перерабатывающих в сероводород и органические серосодержащие соединения топлива.

Соли металлов стимулируют деятельность бактерий. Для сульфатовосстанавливающих бактерий поставщиками продуктов питания являются аэробные бактерии (серные). Поглощая растворенный в топливе кислород, они окисляют сернистые соединения топлива. Некоторые бактерии этой группы могут производить значительное количество серной кислоты.

Таким образом, в результате жизнедеятельности сульфатовосстанавливающих бактерий образуются сероводород и продукт его окисления – сера, а при развитии серных бактерий образуется серная кислота. Все эти вещества являются коррозионно активными по отношению к металлам.

Коррозия топливных отсеков реактивных самолетов сопровождается образованием на их стенках и дне коричневого слизистого осадка, представляющего собой сгустки твердых загрязнений топлива, воды и бактерий. После удаления этого осадка обнаруживается, что полимерное защитное покрытие топливных отсеков разрушилось и на поверхности алюминия появились очаги коррозии. В этих случаях коррозия или носит питтинговый характер, или является настолько глубокой, что топливо начинает просачиваться и обнаруживаться на поверхности крыла самолета.

Отрицательная роль микроорганизмов связана не только с загрязнениями топлива и развитием коррозионных процессов. Некоторые микроорганизмы оказывают существенное влияние на изменение физико-химических и некоторых эксплуатационных свойств топлив. Так, микроорганизмы вызывают увеличение содержания ароматических углеводородов, повышают йодное число и коэффициент рефракции. В присутствии микроорганизмов заметно возрастает в топливе количество продуктов окисления, что сопровождается увеличением кислотности и содержания фактических смол. В результате этого ухудшается термоокислительная стабильность топлива.

Одним из способов подавления жизнедеятельности микроорганизмов в среде нефтяных топлив является нанесение на стенки топливных баков покрытий из фурановых смол. В то время, как анодированные покрытия в присутствии микроорганизмов разрушаются через 2 – 2,5 месяца, через пленку натурального каучука толщиной 38 мкм микроорганизмы проникают через 4 суток, а через такую же пленку полиуретана через 8 суток, покрытия из фурановых смол защищают металл в течение нескольких лет.

Среди физико-механических способов защиты от микроорганизмов в топливах могут использоваться такие, как уничтожение их электромагнитным излучением и удаление с помощью бактериальных фильтров.

Для стерилизации топлива применяются биоцидные присадки, в присутствии которых жизнедеятельность микроорганизмов в подтопливном слое воды прекращается. К подобным присадкам относится жидкость «Биобор», которую добавляют в топливо в количестве 0,015 - 0,275 % по массе. Вводить через слой топлива в подтопливный водный слой монофункциональную биоцидную присадку целесообразно лишь в том случае, если при этом не будут ухудшаться другие важные свойства топлива. При крайней необходимости преимущество остается на стороне присадок, предотвращающих образование в топливе кристаллов льда. Они хорошо растворяются и в воде, и в топливе, не ухудшая других важных свойств последнего, выполняя при этом бифункциональную роль.