Mikrobielle Korrosion ist eine Art von Metallkorrosion, die durch Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze und andere Mikroben verursacht wird. Sie tritt typischerweise in feuchten oder flüssigen Umgebungen auf, insbesondere in Bereichen, die Mikroben ausgesetzt sind, wie Wasserleitungen, Schiffsausrüstung, Ölplattformen und Abwasseraufbereitungsanlagen.
Mechanismus der mikrobiellen Korrosion
Der mikrobielle Korrosionsmechanismus bezieht sich auf den spezifischen Prozess, durch den Mikroorganismen Metallkorrosion verursachen, normalerweise durch mikrobielle Stoffwechselaktivitäten und die Bildung von Biofilmen, die die Korrosion beschleunigen. Zu den üblichen mikrobiellen Korrosionsmechanismen gehören:
- Bakterielle Stoffwechselprodukte: Bestimmte Bakterien geben im Rahmen ihrer Stoffwechselprozesse säurehaltige Substanzen ab, die zur Korrosion der Metalloberfläche führen.
- Biofilmbildung: Mikroorganismen können auf Metalloberflächen Biofilme bilden. Die Mikroben im Biofilm können weitere Korrosion verursachen.
- Elektrochemische Effekte: Die Stoffwechselaktivitäten von Mikroben können das Oberflächenpotenzial von Metallen verändern und so elektrochemische Korrosionsreaktionen verstärken.
Beispiele für biologische Korrosion
Mikrobiell induzierte Korrosion (MIC) in Wassersystemen
Beispiel: In Kühltürmen, Kesseln und Wasserleitungssystemen fördern Biofilme die mikrobielle Aggregation. Bakterien, Algen und andere Mikroorganismen bilden Biofilme auf den Metalloberflächen, verändern den lokalen pH-Wert und beschleunigen die Metallkorrosion, insbesondere in sauerstoffreichen oder sauren Umgebungen.
Auswirkungen biologischer Korrosion
- Strukturelle Schäden: Biologische Korrosion führt zu einer Verschlechterung der Metallstruktur und schwächt deren Festigkeit und Integrität.
- Erhöhte Wartungskosten: Regelmäßige Reinigung, Überwachung und der Einsatz von Bioziden zur Kontrolle des mikrobiellen Wachstums erhöhen die Betriebskosten.
- Geräteausfall: In kritischen Systemen wie Pipelines, Kesseln und Ölplattformen kann biologische Korrosion zu Lecks oder Geräteausfällen führen und so Sicherheitsrisiken und Umweltverschmutzung zur Folge haben.
Methoden zur Vorbeugung und Kontrolle biologischer Korrosion
- Einsatz von Bioziden: Wenden Sie regelmäßig chemische Inhibitoren (Biozide) an, um das Wachstum von Mikroorganismen abzutöten oder zu hemmen.
- Schutzbeschichtungen: Tragen Sie Korrosionsschutzbeschichtungen auf Metalloberflächen auf, um die Anhaftung von Mikroben und die Bildung eines Biofilms zu verhindern.
- Kathodischer Schutz: Verwenden Sie Opferanoden oder Fremdstromsysteme (kathodischer Schutz), um elektrochemische Korrosion zu verhindern.
- Wasseraufbereitung: Kontrollieren Sie die chemische Zusammensetzung von Wassersystemen (wie etwa pH-Wert, Sauerstoffgehalt usw.) und sorgen Sie für eine ordnungsgemäße Filterung, um die mikrobielle Aktivität zu reduzieren.
- Regelmäßige Inspektionen: Führen Sie regelmäßige Inspektionen der Ausrüstung und Infrastruktur durch, um frühzeitig Anzeichen biologischer Korrosion zu erkennen und Korrekturmaßnahmen zu ergreifen.
Der Einsatz von mikrobiellen Korrosionsschutzmaterialien kann das Auftreten von mikrobieller Korrosion verringern
- Korrosionsbeständige Legierungen: Materialien wie Edelstahl, Hastelloy und Nickellegierungen mit hohem Nickelanteil, die eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit aufweisen.
- Geeignete Materialbeschichtungen: Verwenden Sie Beschichtungen oder Schutzfolien, die antimikrobielle Zusätze enthalten.
Mikrobiell induzierte Korrosion von Edelstahl
Unter mikrobiell verursachter Korrosion von Edelstahl versteht man die Korrosion von Edelstahl, die durch Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze und andere verursacht wird.
Sulfatreduzierende Bakterien (SRB): Diese Bakterien können Sulfat in sauerstoffarmen Umgebungen zu Schwefelwasserstoff (H₂S) reduzieren. Schwefelwasserstoff ist eine ätzende Substanz, die mit Edelstahl reagiert und Metallsulfide bildet, was zu Lochfraß und Korrosion der Edelstahloberfläche führt.
Eisenreduzierende Bakterien (IRB): Diese Bakterien reduzieren Eisen in seinen oxidierten Zustand, was zur Ansammlung von Eisenionen im Wasser führt, was das Korrosionspotenzial des Metalls erhöht. Sie können Korrosion von Edelstahl verursachen, insbesondere in unterirdischen Rohrleitungen oder Umgebungen, die Eisen enthalten.
Zusammenfassung
Mikrobiell verursachte Korrosion ist ein erhebliches Problem, insbesondere in Umgebungen, die Feuchtigkeit oder Flüssigkeiten ausgesetzt sind. Das Verständnis ihrer Mechanismen und die Umsetzung wirksamer Präventions- und Kontrollstrategien können dazu beitragen, den durch Mikroorganismen verursachten Schaden zu minimieren und die Lebensdauer kritischer Infrastrukturen zu verlängern.
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