Email this article The investigation of oil microbocenosis influence on the corrosion process of pipe steel
- Authors: Nesterova E.V.1, Borisenkova E.A.2, Prokhorova N.V.1
-
Affiliations:
- Samara National Research University
- Samara State Technical University
- Issue: Vol 9, No 4 (2020)
- Pages: 125-131
- Section: General Biology
- URL: https://journals.rcsi.science/2309-4370/article/view/59444
- DOI: https://doi.org/10.17816/snv202094119
- ID: 59444
Cite item
Full Text
Abstract
The paper presents the results of model laboratory experiments carried out to assess the influence of oil microbocenosis bacteria on the corrosion process on the internal surfaces of oil pipelines made of steel 17G1S. It is known that the bacteria of this group most often include hydrocarbon-oxidizing bacteria (HOB), sulfate-reducing bacteria (SRB), sulfur-oxidizing, or thionic (TB) and iron-oxidizing bacteria (IOB). In model experiments with 17G1S steel samples alloyed with 1% manganese we used corrosion-hazardous bacteria of the genera Desulfotomaculum, Paracoccus, Pseudomonas and Sphaerotilus, isolated from a damaged section of an oil pipeline at a field in the northern part of the Samara Region. In the initial phase of the experiment, the titer of the analyzed bacteria was quite high (SRB – 10⁴–10⁵, TB – 10³–10⁴ cells/cm³), but by the end of the experiment, only sulfate-reducing bacteria with quantitative characteristics of 1–10 cells/cm³ were isolated from the culture liquid, may be due to the high adhesion capacity of mass cultures of the bacteria. On the surface of the steel samples the method of electron microscopy revealed unevenly distributed loose deposits, but the cells of the bacteria themselves were not visible in them. The morphological features of the revealed corrosion deposits indicated their bacterial origin, which was also confirmed by biochemical analysis of corrosion products suspension, in particular, by revealing a high mass concentration of sulfides, protein, and the dehydrogenase. Aerobic and anaerobic microbiological interactions occurring in the oil microbocenosis on the internal surfaces of pipelines have been experimentally confirmed and are in good agreement with the data of other researchers. It has been established that the main role in the corrosion destruction steel samples belongs to SRB, whose participation can be carried out according to two main mechanisms: hydrogen cracking and anodic dissolution of iron. Pits and through holes are formed on the steel surface, and the local corrosion rate can approaches 7,3 mm/year. The experiments proved the active role of oil microbocenoses, the basis of the microbiont of which consists of four bacteria, in the rapid destruction of oil pipelines in the Samara Region.
Full Text
##article.viewOnOriginalSite##About the authors
Ekaterina Vyacheslavovna Nesterova
Samara National Research University
Author for correspondence.
Email: nevanest@yandex.ru
postgraduate student of Ecology, Botany and Nature Protection Department
Russian Federation, SamaraEkaterina Aleksandrovna Borisenkova
Samara State Technical University
Email: rudri@yandex.ru
candidate of technical sciences, assistant of Metal Science, Powder Metallurgy and Nanomaterials Department
Russian Federation, SamaraNataliya Vladimirovna Prokhorova
Samara National Research University
Email: prokhorova.55@mail.ru
doctor of biological sciences, professor of Ecology, Botany and Nature Protection Department
Russian Federation, SamaraReferences
- 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.
Supplementary files
