Inhibition of Microbial Corrosion, Caused by Sulfate-Reducing Bacteria, by Heterocyclic Amines and Substances, Composed on Their Basis

Інна Сергіївна Погребова, Ірина Панасівна Козлова, Лариса Михайлівна Пуриш, Марія Володимирівна Соколовська

Abstract


Background. Microbial corrosion, caused by sulfate-reducing bacteria (SRB), is one of the dangerous kinds of iron and steeldestruction. However, today there are only a small number of compounds, which are used as inhibitors of microbial corrosion are known.

Objective.The objective is to study the effect of nitrogen-containing heterocyclic compounds and their combination with the metal salts in the carbon steel corrosion in salt solution containing SRB and determination of mechanisms of their protective action.

Methods. Research was carried out with mass-metrical, electrochemical and microbiological methods with carbon steel in chloride salt electrolytes, the culture of “Kiev 10” and organic and inorganic compounds.

Results.The compositions of benzotriazole with calcium and magnesium salts are the most effective in 3 % NaCl solution and quaternary pyridinium salts practically make no influence on corrosion of steel. Protective effect of quaternary pyridinium salts is substantially increased and the degree of protection of steel in anaerobic conditions reaches 98 % at the transition to the inoculated salt solution. It was established that increase of the efficiency is caused by the changing nature of the cathodic reaction of corrosion process, by high antibacterial properties of              organic compounds and the synergistic effect of metabolic products of SRB.

Conclusions. Quaternary pyridinium salts and benzotriazole compositions with calcium and magnesium salts demonstrate high protective properties in steel corrosion in salt solutions containing SRB. The degree of protection is achieved by 90–98 %.


Keywords


Microbiological corrosion; Sulfate-reducing bacteria; Polarization resistance; Carbon steel; Quaternary pyridinium salt; Benzotriazole; Calcium salt; Magnesium salt

References


K.І. Andreyuk et al., Microbial Corrosion of the Underground Constructions. Kyiv, Ukraine: Naukova Dumka, 2005, 260 p. (in Ukrainian).

E.I. Andreyuk and I.A. Kozlova, Lithotrophic Bacteria and Microbiological Corrosion. Kyiv, USSR: Naukova Dumka, 1977, 167 p. (in Russian).

M. Gerald and I. M. Stams, “Nature review”, Microbiology, no. 6, pp. 441–458, 2008.

C.A.H. von Wolzogen Kühr and L.S. van der Vlugt, “Graphitization of cast iron as an electro-biochemical process in anaerobic soils”, Water, no. 18, pp. 147–165, 1934.

G.H. Booth, “Sulphur bacteria in relation to corrosion”, J. Appl. Bacteriol., no. 27, pp. 147–181, 1964.

G.H. Booth et al., “Corrosion of mild steel by sulphate-reducing bacteria: an alternative mechanism”, J. Appl. Bacteriol., no. 3, pp. 242–245, 1963.

R.A. King and J.D.A. Miller, “Corrosion by the sulphate-reducing bacteria”, Nature, vol. 233, no. 5320, pp. 491–492, 1971.

I.A. Kozlova et al., “Microbial corrosion and protection of metallic structures”, Praktika Protivokorrozionnoy Zashchity, no. 3(13), pp. 21–27, 1999 (in Russian).

S.M. Beloglazov and E.M. Kondrasheva, “Microbiological corrosion of stainless steel of the martensitic class in the water-salt medium with SRB”, Praktika Protivokorrozionnoy Zashchity, no. 3(13), pp. 28–32, 1999 (in Russian).

N.M. Agaev, “Regularities of the creation of biocides to prevent the development of sulphate-reducing bacteria and the formation of biogenic hydrogen sulfide”, Fizyko-Khimichna Mekhanika Materialiv, no. 1, pp. 479–481, 2000 (in Russian).

I.S. Pogrebova et al., “Mechanism of steel corrosion inhibition in the presence of sulfate-reducing bacteria”, Fizyko-Khimichna Mekhanika Materialiv, no. 5, pp. 57–63, 2001 (in Russian).

I. Pogrebova et al., “Corrosion inhibitors of zinc and steel in chloride salt electrolytes that contain sulfate-reducing bacteria”, Fizyko-Khimichna Mekhanika Materialiv, no. 3, pp. 708–713, 2002 (in Russian).

І.M. Kurmakova, “Scientific bases of formation of nitrogen-containing polycyclic polyfunctional corrosion inhibitors of steel and their action mechanism”, Doctoral tesis, NTUU “KPI”, Kyiv, Ukraine, 2014 (in Ukrainian).

L.I. Antropov et al., Corrosion Inhibitors of Metals. Kyiv, USSR: Tekhnika, 1981, 184 p. (in Russian).

I.S. Pogrebova, Synergistic Effect in Inhibiting of Metals Corrosion. Kyiv, USSR: Znanie, 1980, 32 p. (in Russian).

Yu.S. Gerasimenko, “Accounting of the electrical double layer structure by the polarization resistance method”, Zashchita Metallov, vol. 20, no. 6, pp. 898–907, 1984 (in Russian).

I.S. Pogrebova et al., “Catalytic hydrogen evolution on zinc in the presence of benzotriazole and its inhibition by calcium cations”, Elektrokhimiya, vol. 26, pp. 793–794, 1990 (in Russian).


GOST Style Citations


  1. Мікробна корозія підземних споруд / К.І. Андреюк, І.П. Козлова, Ж.П. Коптєва та ін. – К.: Наук. думка, 2005. – 260 c. 
            
  2. Андреюк Е.И., Козлова И.А. Литотрофные бактерии и микробиологическая коррозия. – К: Наук. думка, 1977. – 167 с.
     
  3. M. Gerald, Stams I.M. Nature review // Microbiology. – 2008. – № 6. – Р. 441–458.
     
  4. Von Wolzogen Kühr C.A.H., Van der Vlugt L.S. Graphitization of cast iron as an electro-biochemical process in anaerobic soils // Water. – 1934. – № 18. – P. 147–165.
     
  5. Booth G.H. Sulphur bacteria in relation to corrosion // J. Appl. Bacteriol. – 1964. – № 27. – P. 147–181.
     
  6. Booth G.H., Elford L., Wakerley D.C. Corrosion of mild steel by sulphate-reducing bacteria: an alternative mechanism // J. Appl. Bacteriol. – 1963. – № 3. – P. 242–245.
     
  7. King R.A., Miller J.D.A. Corrosion by the sulphate-reducing bacteria // Nature. – 1971. – 233, № 5320. – P. 491–492.
     
  8. Микробная коррозия и защита металических сооружений / И.А. Козлова, Ж.П. Коптева, Л.М. Пуриш и др. // Практика противокоррозионной защиты. – 1999. – № 3(13). – С. 21–27.
     
  9. Белоглазов С.М., Кондрашева Е.М. Микробиологическая коррозия нержавеющей стали мартенситного класса в водно-солевой среде с СРБ // Практика противокоррозионной защиты. – 1999. – № 3(13). – С. 28–32.
     
  10. Агаев Н.М. Закономерности создания биоцидов, предотвращающих развитие сульфатредуцирующих бактерий и образование биогенного сероводорода // Фізико-хімічна механіка матеріалів. Спец. вып. – 2000. – № 1. – С. 479–481.
     
  11. Механизм ингибирования коррозии стали в присутствии сульфатредуцирующих бактерий / И.С. Погребова, И.А. Козлова, Л.М. Пуриш и др. // Фізико-хімічна механіка матеріалів. – 2001. – № 5. – С. 57–63.
     
  12. Ингибиторы коррозии цинка и сталей в солевых хлоридных электролитах, содержащих сульфатредуцирующие бактерии / И. Погребова, Л. Пуриш, Т. Краснопир и др. // Физико-химическая механика материалов. Спец. вып. – 2002. – № 3. – С. 708–713.
     
  13. Курмакова І.М. Наукові основи створення поліциклічних нітрогеновмісних поліфункціональних інгібіторів корозії сталі та механізм їх дії: Автореф. дис. ... д.т.н.: 05.17.14. – К.: НТУУ “КПІ”, 2014. – 41 c.
     
  14. Антропов Л.И., Макушин Е.М. Панасенко В.Ф. Ингибиторы коррозии металлов. – К.: Техника, 1981. – 184 с.
     
  15. Погребова И.С. Эффекты синергизма при ингибировании коррозии металлов. – К.: Знание, 1980. – 32 с.
     
  16. Герасименко Ю.С. Учет структуры двойного электрического слоя методом поляризационного сопротивления // Защита металлов. – 1984. – 20, № 6. – С. 898–907.
     
  17. Каталитическое выделение водорода на цинке в присутствии бензотриазола и его подавление катионами кальция / И.С. Погребова, Л.И. Антропов, А.А. Бабич и др. // Электрохимия. – 1990. –  26. – С. 793–794.




DOI: https://doi.org/10.20535/1810-0546.2015.6.52770

Refbacks

  • There are currently no refbacks.




Copyright (c) 2017 NTUU KPI