تعریف آسیب

خوردگی میکروبی نوعی خوردگی ناشی از ارگانیسم های زنده نظیر باکتری، جلبک یا قارچ است. این نوع خوردگی اغلب همراه با تابرکل (tubercle) یا مواد آلی لزج است.

مواد مستعد این نوع خوردگی

بسیاری از مواد مورد استفاده در ساخت تجهیزات شامل فولادهای کربنی و کم آلیاژ، فولادهای زنگ نزن سری 300 و 400، آلومینیوم، مس و برخی از آلیاژهای پایه نیکل.

فاکتورهای بحرانی

آ) خوردگی میکروبی اغلب در محیط های آبی یا سرویس هایی که در آن ها آب بصورت همیشگی یا دوره ای حضور دارد یافت می­شود. گفتنی است که شرایط سکون یا جریان اندک آب سبب افزایش نرخ رشد میکروارگانیسم ها می گردد.

ب) از آنجاییکه انواع زیادی از میکروارگانیسم ها وجود دارند، این موجودات زنده می­توانند در شرایط سختی از قبیل عدم حضور اکسیژن، نور یا تاریکی، شوری بالا، محدودهpHاز 0 تا 12 و دماهای 0 تا 235 درجه فارنهایت (17- تا ۱۱۳ درجه سانتی گراد)، زنده مانده و رشد کنند.

ج) سیستم ها ممکن است در صورت کنترل مناسب، در معرض ارگانیسم هایی که تکثیر و گسترش می یابند، مقاوم گردند.

د) ارگانیسم های مختلف در معرض موادی غیرآلی همچون سولفور، آمونیاک،H2S، هیدروکربنات ها و اسیدهای آلی، رشد می کنند. علاوه بر این، همه­ ارگانیسم ها برای رشد خود، نیازمند یک منبع کربن، نیتروژن و فسفر هستند.

ذ) نشت آلاینده های فرآیندی مانند هیدروکربنات ها یاH2S، ممکن است منجر به افزایش شدید نرخ بایوفولینگ (biofouling) و خوردگی، شود.

تجهیزات و واحدهای آسیب پذیر

آ) خوردگی میکروبی اغلب در مبدل های حرارتی، آب کف مخازن ذخیره، لوله هایی که دارای جریان کم و یا ساکن هستند و لوله هایی که در تماس با برخی خاک ها هستند، رخ می دهد.

ب) خوردگی میکروبی در تجهیزاتی که در آن ها آب هیدروتست برداشته نشده یا تجهیزاتی که بدون حفاظت رها شده اند نیز یافت می­­شود.

ج) مخازن ذخیره محصول و مبدل های حرارتی آب خنک در هر واحدی که آب خنک کننده به طور مناسبی تصفیه نشده باشد، می توانند نسبت به این نوع خوردگی آسیب پذیر واقع شوند.

د) سیستم های آب آتش نشانی می توانند متأثر از این نوع خوردگی باشند.

ظاهر یا مورفولوژی آسیب

آ) خوردگی میکروبی معمولاً بصورت حفرات محلی در زیر رسوب یا تابرکل هایی (tubercles) که ارگانسیم ها را می پوشانند، مشاهده می شود.

ب) این آسیب با حفرات فنجانی شکل درون حفره های فولاد کربنی یا حفره های زیر سطحی فولاد زنگ نزن، مشخص می شود (شکل 1 تا ۷).

جلوگیری / کاهش

آ) میکروب ها برای رشد به آب نیاز دارند. در سیستم هایی که محتوی آب هستند (مانند آب خنک کننده، مخازن ذخیره و ...)،  بایوسایدهایی از قبیل کلر، برم، نور فرابنفش یا ترکیبات خاص دیگر بایستی مورد استفاده قرار گیرند.

ب) استفاده صحیح از بایوسایدها توانایی کنترل میکروب ها را دارد اما سبب حذف آن ها نخواهد شد. به همین خاطر استفاده پیوسته از بایوسایدها ضروری است.

ج) نگهداری نرخ جریان بالاتر از حد مینیموم، به حداقل رساندن مناطق با نرخ جریان کم یا ساکن.

د) سیستم هایی که برای مهار آب طراحی نشده اند بایستی بصورت تمیز و خشک، تحت نگهداری قرار گیرند.

ذ) حتی الامکان آب هیدروتست را سریعاً تخلیه کنید، خشک کنید و از نفوذ رطوبت جلوگیری کنید.

ر) پوشش و حفاظت کاتدی روشی کارآمد و مؤثر برای جلوگیری از خوردگی میکروبی سازه های مدفون بوده اند.

ز) کاهش مؤثر ارگانیسم ها نیازمند حذف کامل رسوبات و ارگانیسم ها با استفاده از ترکیبی از روش های پیگینگ، بلاستینگ، تمیزکاری شیمیایی و استفاده از بایوساید است.

ژ) در مخازن ذخیره به فاز آب بایوساید اضافه کنید.

ن) پوشش داخلی مخازن ذخیره را حفظ کنید.

بازرسی و مانیتورینگ

آ) در سیستم های آب خنک کننده، اثربخشی عملیات توسط اندازه گیری بایوساید باقی مانده، تعداد میکروب ها و ظاهر تحت پایش قرار می گیرد.

ب) پروب های مخصوصی برای پایش حضور فولینگ طراحی شده اند.

ج) کاهش راندمان عملکردی یک مبدل حرارتی ممکن است نشانگر حضور فولینگ و پتانسیل خوردگی میکروبی باشد.

د) بوی بد آب ممکن است از نشانه های بروز مشکل باشد.

مکانیزم های مرتبط

خوردگی آب خنک کننده

شکل 1- خوردگی میکروبی در کف مخزن گازوئیل

شکل 2- خوردگی حفره ای در لوله 6 اینچ از جنس فولاد کربنی بعد از ۵/۲ سال سرویس. عرض حفرات تقریباً ۱ تا ۲ اینچ است.

شکل 3- خوردگی حفره ای  در لوله شکل 2

شکل ۴- خط لوله نفت با خوردگی میکروبی در زیر تابرکل ها

شکل ۵- خط لوله نفت مشابه با شکل ۴. حفرات نیم کروی ناشی از خوردگی میکروبی بعد از برداشتن‌ رسوبات قابل مشاهده است.

شکل 6- تیوب های مبدل از جنس فولاد زنگ­ نزن 304 بر اثر خوردگی حفره ای در سمت پوسته در سرویس آب خنک کننده بعد از ۵/۲ سال بدون استفاده از بایوساید دچار تخریب شده است.

شکل 7- سطح مقطع تیوب در شکل ۶ که در اثر خوردگی میکروبی دچارtunnelingزیر سطحی شده است.

منابع:

 1. D.H. Pope and J.G. Stoecker, “Process Industries Corrosion - The Theory and Practice,” NACE

International, Houston, TX, 1986, pp 227-235.

2. T.J. Tvedt, Jr., “Cooling Water Systems,” NACE Course Book on Corrosion Control in the Refining

Industry, NACE International, Houston, TX, 1999.

3. S.C. Dexter, “Biologically Induced Corrosion,” NACE Proceeding s of the International Conference on

Biologically Induced Corrosion, June 10 –12, 1985, NACE International, Houston, TX, 1986.