Отправить статью по E-mail Исследование влияния нефтяного микробоценоза на процесс коррозии трубной стали
- Авторы: Нестерова Е.В.1, Борисенкова Е.А.2, Прохорова Н.В.1
-
Учреждения:
- Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва
- Самарский государственный технический университет
- Выпуск: Том 9, № 4 (2020)
- Страницы: 125-131
- Раздел: Общая биология
- URL: https://journals.rcsi.science/2309-4370/article/view/59444
- DOI: https://doi.org/10.17816/snv202094119
- ID: 59444
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В статье представлены результаты модельных лабораторных экспериментов, осуществленных для оценки влияния бактерий нефтяного микробоценоза на процесс коррозии внутренних поверхностей нефтепроводных труб, произведенных из стали марки 17Г1С. Известно, что к бактериям этой группы чаще всего относятся углеводородокисляющие (УОБ), сульфатвосстанавливающие (СВБ), сероокисляющие, или тионовые (ТБ), и железоокисляющие бактерии (ЖБ). В модельных экспериментах с образцами стали 17Г1С были использованы коррозионно-опасные бактерии родов Desulfotomaculum, Paracoccus, Pseudomonas, Sphaerotilus, выделенные из поврежденного участка нефтепровода на месторождении в северной части Самарской области. В начальной фазе эксперимента титр анализируемых бактерий был достаточно высоким (СВБ – 10⁴–10⁵, ТБ – 10³–10⁴ кл./см³), но к его концу из культуральной жидкости были высеяны только СВБ с количественными характеристиками 1–10 кл./см³, что может быть связано с высокой способностью к адгезии накопительных культур бактерий. На поверхности образцов стали методом электронной микроскопии были выявлены неравномерно распределенные рыхлые отложения, но клетки самих бактерий в них не просматривались. Морфологические особенности выявленных коррозионных отложений свидетельствовали об их бактериальном происхождении, которое было подтверждено также биохимическим анализом суспензии продуктов коррозии, в частности выявлением высокой массовой концентрации сульфидов, белка и фермента дегидрогеназы. Аэробные и анаэробные микробиологические взаимодействия, происходящие в нефтяном микробоценозе на внутренних поверхностях трубопроводов, экспериментально подтверждены и хорошо согласуются с данными других исследователей. Установлено, что основная роль в коррозионном разрушении образцов стали марки 17Г1С принадлежит СВБ, участие которых может осуществляться по двум основным механизмам: водородное растрескивание и анодное растворение железа. На поверхности стали образуются питтинги и сквозные отверстия, а скорость локальной коррозии может достигать 7,3 мм/год. Проведенные эксперименты доказали активную роль нефтяных микробоценозов, основу микробионта которых составляют 4 рода бактерий, в быстром разрушении нефтепроводов в Самарской области.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Екатерина Вячеславовна Нестерова
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва
Автор, ответственный за переписку.
Email: nevanest@yandex.ru
аспирант кафедры экологии, ботаники и охраны природы
Россия, СамараЕкатерина Александровна Борисенкова
Самарский государственный технический университет
Email: rudri@yandex.ru
кандидат технических наук, ассистент кафедры металловедения, порошковой металлургии и наноматериалов
Россия, СамараНаталья Владимировна Прохорова
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва
Email: prokhorova.55@mail.ru
доктор биологических наук, профессор кафедры экологии, ботаники и охраны природы
Россия, СамараСписок литературы
- Борисенкова Е.А. Разработка и применение методов исследования влияния состава и структуры материалов стальных труб на коррозионную стойкость в нефтяных средах: дис. … канд. тех. наук: 05.16.09. Самара, 2016. 198 с.
- Иоффе А.В., Борисенкова Е.А. Коррозия НКТ под воздействием биоценоза в скважинах ТПП «Лукойл-Усинскнефтегаз»: методы выявления и пути решения проблемы // Инженерная практика. 2011. № 8. С. 42–49.
- Андреюк Е.А., Козлова И.А. Литотрофные бактерии и микробиологическая коррозия. Киев: Наукова думка, 1977. 164 с.
- Little B.J., Wagner P.A. Microbiologically influenced corrosion // Peabody’s Control of Pipeline Corrosion. Houston, TX: NACE, 1967. P. 273–284.
- Розанова Е.П., Кузнецов С.И. Микрофлора нефтяных месторождений. М.: Наука, 1994. 198 с.
- Борисенкова Е.А., Веревкин А.Г., Борисенкова Т.А. Современный подход к выбору материалов для изготовления нефтегазопроводных труб в зависимости от превалирующего механизма коррозии // Черная металлургия. 2014. № 12. С. 47–51.
- Назина Т.Н., Беляев С.С. Биологическое и метаболическое разнообразие микроорганизмов нефтяных месторождений // Труды Института микробиологии им. С.Н. Виноградского. 2004. Вып. XII. С. 289–316.
- Борисенкова Е.А., Сачкова Е.Н., Иоффе А.В. О механизме микробиологической коррозии сталей нефтепромыслового оборудования в условиях эксплуатации и в лаборатории // Вестник СамГТУ. Серия: Технические науки. 2013. № 3 (39). С. 99–104.
- Способ испытания сталей на стойкость к микробиологической коррозии: патент 2432565 Российская Федерация № 2010136182/28; заявл. 27.08.2010; опубл. 27.10.2011.
- Postgate J.R. The sulphate-reducing bacteria. Cambridge: Cambridge University Press, 1984. 224 p.
- Назина Т.Н., Розанова Е.П., Беляев С.С., Иванов М.В. Химические и микробиологические методы исследования пластовых жидкостей и кернов нефтяных месторождений. Пущино: НЦБИ АН СССР, 1988. 25 с.
- Романенко В.И., Кузнецов С.И. Экология микроорганизмов пресных водоемов. Л.: Наука, 1974. 194 с.
- РД 39-3-973-83. Методика контроля микробиологической зараженности нефтепромысловых вод и оценка защитного и бактерицидного действия реагентов / под ред. Л.В. Батурина. Уфа: ВНИИСПТнефть, 1983. 32 с.
- Кузнецов С.И., Дубинина Г.А. Методы изучения водных микроорганизмов. М.: Наука, 1989. 285 с.
- Определитель бактерий Берджи. В 2-х т. / под ред. Дж. Хоулта, Н. Крига, П. Снита, Дж. Стейли, С. Уилльямса. М.: Мир, 1997. 800 с.
- NACE Standard TM0106-2016. Detection, Testing, and Evaluation of Microbiologically Influenced Corrosion (MIC) on External Surfaces of Buried Pipelines. Houston, TX: NACE, 2016. 21 p.
- Уикли Б. Электронная микроскопия для начинающих. М.: Мир, 1975. 336 с.
- Lowry O.H., Rosebrough N.J., Farr A.L., Randall R.J. Protein measurement with the Folin phenol reagent // The Journal of Biological Chemistry. 1951. Vol. 193, № 1. P. 265–275.
- Cline J.D. Spectrophotometric determination of hydrogen sulfide in natural waters // Limnology and Oceanography. 1969. Vol. 14, № 3. P. 454–458.
- Романенко В.И., Кузнецов С.И. Экология микроорганизмов пресных водоемов: лабораторное руководство. Л.: Наука, 1974. 194 с.
- Зайцева О.В. Биотехнологические приемы оценки устойчивости сталей к коррозии, вызываемой бактериальной сульфатредукцией, и пути повышения коррозионной устойчивости нефтегазового оборудования: дис. … канд. биол. наук: 03.00.23. Уфа, 2009. 140 с.
- NACE StandardTM0102-2012. Detection, Testing, and Evaluation of Microbiologically Influenced Corrosion on Internal Surfaces of Buried Pipelines. Houston, Texas: NACE International, 2012. 37 p.
- Заварзин Г.А., Колотилова Н.А. Введение в природоведческую микробиологию. М.: Книжный дом Университет, 2001. 226 с.
- Вигдорович В.И., Завершинский А.Н. Влияние СРБ на диффузию водорода через стальную мембрану и бактерицидное действие дигидроксиазосоединений // Защита металлов. 2003. Т. 39, № 1. С. 100–104.
Дополнительные файлы
