대한용접접합학회 2002년도 Proceedings of the International Welding/Joining Conference-Korea
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pp.133-138
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2002
Microbiologically Influenced Corrosion (MIC) was suspected in a corrosion failure of cooling system of stainless piping welded joint, carrying marine water. Marine water which is used for cooling water in a plant was transferred to the laboratory and used for experiment. In the first experiment, weld metal samples were exposed to the test solution for 56 days (marine water and sterilized marine water (control)). Surface condition of experimental coupons was observed using a Scanning Electron Microscope (SEM). In another experiment, free corrosion potential of these material was monitored for 56 days. Pitting corrosion was found in the coupons exposed to marine water. Free corrosion potential ennoblement was found to be significant compared to control. It was suspected that this corrosion case was MIC. In the second experiment, coupons were exposed to diluted nutrient medium containing single culture of microbes isolated from the MIC causing marine water sample used for the first experiment. After exposure test, surface condition of experimental coupon was observed using SEM. Pitting corrosion was found in coupons exposed to some of the isolates. The results indicate that they contribute to the corrosive effect of the SUS316L welds.
In general, the reason of the abnormal corrosion on oil tanks has been proved the MIC (Microbiologically Influenced Corrosion). The concern about MIC is increasing more and more now days. Therefore, this paper presents the results of basic study on the Microbiologically Influenced Corrosion of gas pipeline running parallel with 22.9kV D/L (Distribution Line).
Microbiologically Influenced Corrosion (MIC) occurring in underground buried pipes of API 5L X65 steel was investigated. MIC is a corrosion phenomenon caused by microorganisms in soil; it affects steel materials in wet atmosphere. The microstructure and mechanical properties resulting from MIC were analyzed by OM, SEM/EDS, and mapping. Corrosion of pipe cross section was composed of ① surface film, ② iron oxide, and ③ surface/internal microbial corrosive by-product similar to surface corrosion pattern. The surface film is an area where concentrations of C/O components are on average 65 %/16 %; the main components of Fe Oxide were measured and found to be 48Fe-42O. The MIC area is divided into surface and inner areas, where high concentrations of N of 6 %/5 % are detected, respectively, in addition to the C/O component. The high concentration of C/O components observed on pipe surfaces and cross sections is considered to be MIC due to the various bacteria present. It is assumed that this is related to the heat-shrinkable sheet, which is a corrosion-resistant coating layer that becomes the MIC by-product component. The MIC generated on the pipe surface and cross section is inferred to have a high concentration of N components. High concentrations of N components occur frequently on surface and inner regions; these regions were investigated and Na/Mg/Ca basic substances were found to have accumulated as well. Therefore, it is presumed that the corrosion of buried pipes is due to the MIC of the NRB (nitrate reducing bacteria) reaction in the soil.
We have investigated the differences between the general corrosion and microbiologically influenced corrosion (MIC) of steels in terms of electrochemical behavior and surface phenomena. Corrosion potential of steels in the absence of SRB (sulfate-reducing bacteria) shifted to a low level and was maintained throughout the experimental period (40 days). The potential in the presence of SRB, however, shifted to a noble level after 20 days' incubation, indicating the growth of SRB biofilms on the test metal specimens and a formation of corrosion products. In addition, the color of medium inoculated with SRB changed from gray to black. The color change appeared to be caused by the formation of pyrites (FeS) as a corrosion product while no significant color change was observed in the medium without SRB inoculation. Moreover, corrosion rates of various steels tested for MIC were higher than those in the absence of SRB. This is probably because SRB were associated with the increasing corrosion rates through increasing cathodic reactions which caused reduction of sulfate to sulfide as well as formation of an oxygen concentration cell. The pitting corrosions were also observed in the SRB-inoculated medium.
Microbiologically influenced corrosion (MIC) of carbon steel gas pipeline in soil environments was investigated at field and laboratory MIC is very severe corrosion and it is not easy to distinguish this corrosion from Inorganic corrosion because of its localized, pitting-type character Therefore, it is important to provide proper assessment techniques for the prediction, detection, monitoring and mitigation of MIC. It is possible to predict the MIC risk, i.e., the activity of sulfate-reducing bacteria (SRB) through the analysis of soil environments. Chemical, microbiological and surface analysis of corrosion products and metal attacked could reveal the possibility of the occurrence of MIC. Various electrochemical and surface analysis techniques could be used for the study of MIC. Among these techniques, thin-film electrical resistance (ER) type sensors are promising to obtain localized corrosion rate of MIC induced by SRB. It is also important to study the effect of cathodic protection (CP) on the MIC In case of coated pipeline, the relationship between coating disbondment and the activity of SRB beneath the disbanded coating is also important.
The experimental methods to rapidly and stably reproduce Microbially Influenced Corrosion (MIC) of stainless steel by sulfate-reducing bacteria such as Desulfovibrio vulgaris were developed. In this study, using two types of stainless steel, 304 and 444, obtained from Pohang Steel & Iron Co., Ltd. (POSCO)., three major factors were tested; overall medium composition, dilution ratio, and chloride concentration. In the overall medium tests, three different media were prepared according to $FeSO_4$ concentration; PM (original Postgate's medium No. 2), MPM 1 (modified PM, no $FeSO_4$, MPM 2 (modified PM, 1/10 $FeSO_4$). The effects of various dilution ratios (3, 1, 1/3, 1/10, 1/30, and 1/100 times) and chloride concentrations (0.0067M, 0.01M, 0.05M, and 0.1M) were examined during 2 months cultivation. Through SEM (Scanning Electron Microscopy) observation, the diluted and modified media, particularly the $1/3{\times}MPM$ I medium, showed more micro-pitting points on surfaces compared to the original PM medium. High concentrations of chloride ions (above 0.05M) were not adequate for observation of MIC since those brought about non-microbiologically induced corrosion. From this study, the optimization of medium composition was very effective to routinely observe MIC in a laboratory system.
대한용접접합학회 2002년도 Proceedings of the International Welding/Joining Conference-Korea
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pp.260-265
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2002
Microbiologically influenced Corrosion (MIC) is one of the most deleterious effects of metal microbe interactions. When a fresh metal surface comes in contact with a non-sterile fluid, biofilm formation is ensued. This might result in the initiation of corrosion. The sites and materials where MIC is implicated are versatile. Industries such as shipping, power generation, chemical etc are reported to be affected. The rapid and unexpected failure of AISI type 304 stainless steel was investigated in the laboratory by simulation studies for a period of 4 months. Slime and water samples from the failure site were screened for corrosion causing bacteria. Both aerobic and anaerobic nora were enumerated and identified using PCR techniques. Pseudomonas sp. and Bacillus sp. were the most common aerobic bacteria isolated from the water and slime samples, whilst sulfate reducing bacteria (SRB) were the major anaerobic bacteria. The aerobic bacteria were used for the corrosion experiments in the laboratory. Coupon exposure studies were conducted using a very dilute (0.1%V/V) nutrient broth medium. The coupons after retrieval were observed under a Scanning Electron Microscope (SEM) for the presence of MIC pits. Compared to sterile controls, metal coupons exposed to Pseudomonas sp and Bacillus sp. showed the initiation of severe pitting corrosion. However, amongst these two strains, Psudomonas sp. caused pits in a very short span of 14 days. Towards the end of the experiment, severe pitting was observed in both the cases. The detailed observation of pits showed they vary both in number and shapes. Whilst the coupons exposed to Bacillus sp. showed widely spread scales like pits, those exposed to Pseudomonas sp. showed smaller and circular pits, which had grown in number and size by the end of the experiment. From these results it is inferred that the rapid and unexpected failure of 304 SS might be due to MIC. Pseudonwnas sp. could be considered as the major responsible bacteria that could initiate pits in the metallic structures. As the appearance of pits was different in both the tested strains, it was thought that the mechanisms of pit formation are different. Experiments on these lines are being continued.
Park, Kyung-Ran;Lee, Hyun-Jin;Lee, Hong-Keum;Kim, Yeong-Kwan;Oh, Young-Sook;Choi, Sung-Chan
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제13권6호
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pp.937-941
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2003
Microbiologically influenced corrosion (MIC) is an electrochemical process where the participation of microorganisms initiates, facilitates, or accelerates the corrosion reaction. Sulfate-reducing bacteria (SRB) reduce sulfate to sulfide and are known to be the most destructive microorganisms in anaerobic MIC. Accordingly, the current study attempted to elucidate the mechanisms involved and the relative importance of the corrosive products in SRB-induced corrosion. The measured rate of anaerobic corrosion of iron coupons by Desulfovibrio desulfuricans was $89.9{\;}\mu\textrm{g}{\;}\textrm{m}^{-2}{\;}d^{-1}$. Direct contact between the cells and the iron coupon did not seem to be necessary for corrosion to occur, since the corrosion rate was similar ($100.8{\;}\mu\textrm{g}{\;}\textrm{m}^{-2}{\;}d^{-1}$) when the coupon was enclosed in a dialysis bag. The participation of sulfide in the corrosion process was only marginal, as the specific corrosion rate was 2.5 times higher in a sulfate-free pyruvate medium than in an $H_2S-producing$ lactate medium. Acetate (18.8-22.1 mM), the end-product of pyruvate and lactate metabolism, was identified in the culture medium and thus presumed to play a major role in the corrosion process involving Desulfovibrio desulfuricans.
The aims of this study were to determine the corrosion behavior of pure copper in the presence of Desulfovibrio sp. and also to investigate the effects of glutaraldehyde (GD) and isothiazolinone (ISO) on the corrosion behavior of pure copper in the presence of this sulfate-reducing bacteria (SRB) strain by using electrochemical techniques. Electrochemical measurements of pure copper were carried out at specified time intervals (0, 8, 24, 48, and 96 hr) over a period of exposure. Corrosion rates of pure copper from anodic and cathodic Tafel slopes and corrosion potential ($E_{corr}$) were determined. Biofilm and corrosion products on the copper surfaces were observed by Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) and Energy Dispersive X-Ray Spectrometry (EDS) analyses. The effects of solution types (PC (Postgate's C medium) and SRB (Desulfovibrio sp.)) and exposure times of copper and biocides (ISO or GD) on the corrosion rates of pure copper were evaluated by statistical analyses. As a result of the FESEM analysis, biofilm formation was observed on the surfaces of pure copper exposed to the Desulfovibrio sp. cultures both with and without the biocides. The results show that the pure copper was corroded by Desulfovibrio sp. However, the addition of GD or ISO to the Desulfovibrio sp. culture resulted in a decrease in the corrosion rate of the pure copper. It was also observed that both of the biocides showed a similar effect on pure copper's corrosion rate caused by Desulfovibrio sp.
Microbiologically influenced corrosion (MIC) of metal is common in the natural environment and sulfate reducing bacteria are representative microorganisms for MIC. We found that biofilm fomlation by SRB on the metal surface might be controlled by quorum sensing, which is a cell density dependent regulation of cell metabolism. As cell free culture fluids (spent media) of Desulfovibrio vulgaris and D. desulfuricans were tested for quontrn sensing related test strains, it was found that spent media of two SRB induced increased luminescence of Vibrio harveyi BB886 (sensor 1+, sensor 2-) and BB170 (sensor 1-, sensor 2+). Quorum activities of D. vulgaris and D. desulfuricans appeared to be parallel to growth patterns, i.e., it was low in the lag phase, highly increased in the exponential phase, and reached maximum in the stationary phase. Interestingly, however, luminescence of V. harveyi BB886 and BB170 induced by a unit cell mass of the SHB showed a maximal peak in the late lag phase. Hence, it was suspected that quorum sensing of these two SHB play unknown roles in shifting cells from dormant to growth stages.
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