由于微生物腐蝕(MIC)研究的周期長、影響因素復(fù)雜、實驗條件苛刻,因而長期以來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題的報道見于國外20世紀30年代。而自20世紀80年代以來,隨著中國生物科學(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,尤其是微生物對金屬腐蝕的危害性越來越被人們認識和關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計,全世界每年因金屬的微生物腐蝕所造成的經(jīng)濟損失達到300億~500億美元。通常,人們對金屬MIC的研究主要集中在不銹鋼、碳鋼、銅、鋁等金屬及其合金方面,而對由飛機發(fā)動機潤滑油系統(tǒng)的鎂合金部件的微生物腐蝕研究涉及者不多。然而飛機燃油中發(fā)生微生物污染引發(fā)的一系列的問題正在日益加重。隨著航空、汽車和船舶等交通業(yè)的快速發(fā)展,燃油用量越來越大。一般微生物優(yōu)先選擇利用C10-C18碳鏈的烴類,所以煤油和柴油受微生物污染比汽油更普遍。微生物生命活動離不開水,對于飛機燃油來說,水分主要有以下3個來源。1)燃油中本身就含有少量的游離水。2)清洗儲油罐時操作不嚴謹、儲油罐口密封不嚴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。飛機在機場停放時白天和夜晚的溫度變化大,飛行時高空和地面的溫差更大,會造成凝露現(xiàn)象,致使飛機油箱中產(chǎn)生冷凝水。
目前對于航空煤油微生物腐蝕機理說法不一致,有些學(xué)者認為是陰極去極化理論,而有些學(xué)者卻認為是濃差電池理論。較為一致的觀點認為是由于微生物代謝產(chǎn)物及微生物本身對飛機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,常見的為醋酸。當醋酸在微生物腐蝕沉積物的情況下濃縮時,根據(jù)氧化還原活動性順序的不同,醋酸會對飛機油箱的材質(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,生長最快,對煤油的污染最為嚴重。細菌有革蘭氏陰性桿菌、陽性球菌、芽孢桿菌等,這些菌都能以石油類物質(zhì)(如航空煤油)為碳源進行代謝生長,并產(chǎn)生具有腐蝕性的代謝產(chǎn)物。
腐蝕防治措施
1、加強管理與物理方法維護
解決燃油微生物污染問題的最好方法是預(yù)防污染的發(fā)生,最好的預(yù)防措施是在儲存和使用過程中使儲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,定期對油罐和油箱進行徹底清洗,避免油罐和油箱內(nèi)可能存在的微生物再次污染燃油。盡量減少水分進入燃油的機會,儲存時可采用浮頂罐,最大限度地減少燃油上面的空氣層。同時進行定期排水,把油罐的積水及時排走,減少微生物污染的機會。定期檢查過濾系統(tǒng),查看是否粘有泥土,及時更換過濾器。使用防腐涂料處理儲罐和油箱以及用電化學(xué)方法進行陰極保護等方法雖然費用昂貴,但可以緩解微生物引起的腐蝕問題,避免燃油泄漏對環(huán)境造成的嚴重污染。但這些方法并不能解決除腐蝕外的其他微生物的污染問題。
2、預(yù)防控制微生物污染燃油除了加強管理外,最有效的措施就是往燃油中添加殺菌劑來進行預(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行保護;2)燃油被微生物污染后,用殺菌劑對微生物進行殺滅,以避免更嚴重的污染發(fā)生。人們擔心的問題是殺菌劑的添加會不會影響燃油的性能,給實際使用帶來問題。應(yīng)用殺菌劑對燃油微生物進行控制已有不少研究[21],現(xiàn)已開發(fā)了多種應(yīng)用于燃油的殺菌劑產(chǎn)品,表1列出了在EPA注冊的燃油殺菌劑產(chǎn)品。結(jié)合實際情況,合理使用殺菌劑,可以有效保護燃油免受微生物的污染。
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