由于微生物腐蝕(MIC)研究的周期長(zhǎng)、影響因素復(fù)雜、實(shí)驗(yàn)條件苛刻,因而長(zhǎng)期以來(lái)未被科研工作者所重視。最早有關(guān)微生物影響燃料腐蝕性問(wèn)題的報(bào)道見(jiàn)于國(guó)外20世紀(jì)30年代。而自20世紀(jì)80年代以來(lái),隨著中國(guó)生物科學(xué)和技術(shù)的迅猛發(fā)展,材料腐蝕與微生物密切相關(guān)性,尤其是微生物對(duì)金屬腐蝕的危害性越來(lái)越被人們認(rèn)識(shí)和關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計(jì),全世界每年因金屬的微生物腐蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到300億~500億美元。通常,人們對(duì)金屬M(fèi)IC的研究主要集中在不銹鋼、碳鋼、銅、鋁等金屬及其合金方面,而對(duì)由飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)的鎂合金部件的微生物腐蝕研究涉及者不多。然而飛機(jī)燃油中發(fā)生微生物污染引發(fā)的一系列的問(wèn)題正在日益加重。隨著航空、汽車(chē)和船舶等交通業(yè)的快速發(fā)展,燃油用量越來(lái)越大。一般微生物優(yōu)先選擇利用C10-C18碳鏈的烴類(lèi),所以煤油和柴油受微生物污染比汽油更普遍。微生物生命活動(dòng)離不開(kāi)水,對(duì)于飛機(jī)燃油來(lái)說(shuō),水分主要有以下3個(gè)來(lái)源。1)燃油中本身就含有少量的游離水。2)清洗儲(chǔ)油罐時(shí)操作不嚴(yán)謹(jǐn)、儲(chǔ)油罐口密封不嚴(yán)或未將清洗用水徹底干燥,從而引入了天然水和殘存水。3)溫度的急劇變化。飛機(jī)在機(jī)場(chǎng)停放時(shí)白天和夜晚的溫度變化大,飛行時(shí)高空和地面的溫差更大,會(huì)造成凝露現(xiàn)象,致使飛機(jī)油箱中產(chǎn)生冷凝水。
目前對(duì)于航空煤油微生物腐蝕機(jī)理說(shuō)法不一致,有些學(xué)者認(rèn)為是陰極去極化理論,而有些學(xué)者卻認(rèn)為是濃差電池理論。較為一致的觀點(diǎn)認(rèn)為是由于微生物代謝產(chǎn)物及微生物本身對(duì)飛機(jī)油箱造成的腐蝕和輸油管的堵塞。微生物在有水和煤油(富含碳源)條件下極易生存,產(chǎn)生了很多代謝產(chǎn)物,而大多數(shù)代謝產(chǎn)物為低碳鏈的脂肪酸,常見(jiàn)的為醋酸。當(dāng)醋酸在微生物腐蝕沉積物的情況下濃縮時(shí),根據(jù)氧化還原活動(dòng)性順序的不同,醋酸會(huì)對(duì)飛機(jī)油箱的材質(zhì)(主要為鎂鋁合金)產(chǎn)生巨大的腐蝕,甚至導(dǎo)致穿孔漏油。鑒定結(jié)果表明:污染微生物中的真菌有15種,其中枝孢霉菌的數(shù)量最多,生長(zhǎng)最快,對(duì)煤油的污染最為嚴(yán)重。細(xì)菌有革蘭氏陰性桿菌、陽(yáng)性球菌、芽孢桿菌等,這些菌都能以石油類(lèi)物質(zhì)(如航空煤油)為碳源進(jìn)行代謝生長(zhǎng),并產(chǎn)生具有腐蝕性的代謝產(chǎn)物。
腐蝕防治措施
1、加強(qiáng)管理與物理方法維護(hù)
解決燃油微生物污染問(wèn)題的最好方法是預(yù)防污染的發(fā)生,最好的預(yù)防措施是在儲(chǔ)存和使用過(guò)程中使儲(chǔ)罐和油箱中的自由水盡可能少。應(yīng)確保燃油潔凈,使水分含量不超標(biāo),定期對(duì)油罐和油箱進(jìn)行徹底清洗,避免油罐和油箱內(nèi)可能存在的微生物再次污染燃油。盡量減少水分進(jìn)入燃油的機(jī)會(huì),儲(chǔ)存時(shí)可采用浮頂罐,最大限度地減少燃油上面的空氣層。同時(shí)進(jìn)行定期排水,把油罐的積水及時(shí)排走,減少微生物污染的機(jī)會(huì)。定期檢查過(guò)濾系統(tǒng),查看是否粘有泥土,及時(shí)更換過(guò)濾器。使用防腐涂料處理儲(chǔ)罐和油箱以及用電化學(xué)方法進(jìn)行陰極保護(hù)等方法雖然費(fèi)用昂貴,但可以緩解微生物引起的腐蝕問(wèn)題,避免燃油泄漏對(duì)環(huán)境造成的嚴(yán)重污染。但這些方法并不能解決除腐蝕外的其他微生物的污染問(wèn)題。
2、預(yù)防控制微生物污染燃油除了加強(qiáng)管理外,最有效的措施就是往燃油中添加殺菌劑來(lái)進(jìn)行預(yù)防和控制。殺菌劑廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)系統(tǒng),在控制微生物的污染方面起到了非常重要的作用。燃油使用殺菌劑分為2種情況:1)為預(yù)防燃油微生物污染而在燃油中預(yù)先添加一定量的殺菌劑進(jìn)行保護(hù);2)燃油被微生物污染后,用殺菌劑對(duì)微生物進(jìn)行殺滅,以避免更嚴(yán)重的污染發(fā)生。人們擔(dān)心的問(wèn)題是殺菌劑的添加會(huì)不會(huì)影響燃油的性能,給實(shí)際使用帶來(lái)問(wèn)題。應(yīng)用殺菌劑對(duì)燃油微生物進(jìn)行控制已有不少研究[21],現(xiàn)已開(kāi)發(fā)了多種應(yīng)用于燃油的殺菌劑產(chǎn)品,表1列出了在EPA注冊(cè)的燃油殺菌劑產(chǎn)品。結(jié)合實(shí)際情況,合理使用殺菌劑,可以有效保護(hù)燃油免受微生物的污染。
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