vsgiuВестник Сибирского государственного индустриального университетаBulletin of the Siberian State Industrial University2304 - 44972307-1710Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет"10.57070/2304-4497-2023-2(44)-51-59vsgiu-150Research ArticleРаздел 2. Металлургия и материаловедениеSection 2. Metallurgy and Materials ScienceВЗАИМНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ГРУНТОВОГО ЭЛЕКТРОЛИТА И УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ В ПРОЦЕССЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ КОРРОЗИИ ПРИ НАЛОЖЕНИИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙMUTUAL INFLUENCE OF EARTH ELECTROLYTE AND CARBON STEEL IN THE PROCESS OF BIOLOGICAL CORROSION UNDER THE APPLICATION OF ULTRASONIC VIBRATIONShttps://orcid.org/0009-0005-5320-3017ИстоминаТатьяна ЮрьевнаIstominaTatyana

ст. преподаватель кафедры физики

Senior Lecturer of the Depart-ment of Physics

t_yu_ist@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2579-3014КапуткинДмитрий ЕфимовичKaputkinDmitry

д.т.н., профессор кафедры физики

Dr. Sci. (Eng.), Prof. of Department of Physics

d.kaputkin@mstuca.aerohttps://orcid.org/0009-0004-1736-967XПоляковДмитрий ДенисовичPolyakovDmitry

младший научный сотрудник

Junior Researcher

dima.123.98@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0009-2720-9094ПреферансовДаниил ИльичPreferansovDaniil

 студент

student

preferansov@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0006-5346-9963СтепановаВалентина АнатольевнаStepanovaValentina

к.ф.-м.н., до-цент кафедры физики

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor

s.valentin.a@mail.ruМосковский государственный технический университет гражданской авиацииРоссияMoscow State Technical University of Civil AviationRussian FederationВсероссийский научно-исследовательский институт фитопатологииRussian FederationFederal State Budgetary Scientific Institution "All-Russian Research Institute of Phytopathology"Russian FederationМосковский государственный технический университет гражданской авиацииRussian FederationDepartment of Physics, Moscow State Tech-nical University of Civil AviationRussian Federation202330062023025159Copyright © Истомина Т.Ю., Капуткин Д.Е., Поляков Д.Д., Преферансов Д.И., Степанова В.А., 20252025Истомина Т.Ю., Капуткин Д.Е., Поляков Д.Д., Преферансов Д.И., Степанова В.А.Istomina T., Kaputkin D., Polyakov D., Preferansov D., Stepanova V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibsiu.ru/jour/article/view/150

Экспериментально исследовано взаимное влияние воды, взятой из реальных стоячих водоемов, и образцов нелегированной стали на кислотность и микробиологическую заселенность воды и на общую коррозию нелегированной стали, в том числе в присутствии низкочастотных ультразвуковых колебаний. При длительных выдержках конкурентная активность микроорганизмов приводит к колебаниям кислотности среды с последующим защелачиванием, повышающим вероятность питтинговой коррозии и стресс-коррозионного растрескивания. Изменений кислотности среды при контакте со сталью и воздействии ультразвука низкой частоты не выявлено, однако такой контакт подавляет жизнедеятельность бактерий, присутствующих в воде. Показано, что воздействие ультразвуковых колебаний низкой частоты и остаточные механические напряжения способствуют развитию процессов коррозии

The mutual influence of water taken from real stagnant reservoirs and samples of unalloyed steel has been experimentally studied on the acidity and microbiological population of water and on the general corrosion of unalloyed steel, including in the presence of low-frequency ultrasonic vibrations. The competitive activity of microorganisms, during long exposures, leads to fluctuations in the acidity of the medium, followed by alkalization, which increases the likelihood of pitting corrosion and stress-corrosion cracking. Changes in the acidity of the medium upon contact with steel and exposure to low-frequency ultrasound have not been identified, however, such contact suppresses the vital activity of bacteria present in the water. It is shown that the impact of low-frequency ultrasonic vibrations and residual mechanical stresses contribute to the development of corrosion processes.

коррозиябиокоррозиямикробиологическая заселенность водынизкочастотные ультразвуковые колебанияcorrosionbiocorrosionmicrobiological population of waterlow-frequency ultrasonic vibrationsавтор выражает признательность коллегам за помощьReferencesKoch G.H. et. al. Corrosion costs and preventive strategies in the United States. Washington D.C.: FHWA, 2001. P. 1–36.Koch G.H. et. al. Corrosion costs and preventive strategies in the United States. Washington D.C.: FHWA, 2001, pp. 1–36.Герасименко А.А. Защита от коррозии, старения и биоповреждений машин, оборудования и сооружений: справочник. Т. 1 / Под общ. ред. А.А. Герасименко. Москва: Машиностроение, 1987. 688 с.Gerasimenko A.A. Protection against corro-sion, aging and biological damage of ma-chines, equipment and structures. Vol. 1 / Gerasimenko A.A. ed. Moscow: Mashinostroenie, 1987, 688 p. (In Russ.).Герасименко А.А. Биокоррозия и защита металлоконструкций. 2. Микробная коррозия оборудования нефтяной промышленности // Практика противокоррозионной защиты. 2001. № 2. С. 35–36.Gerasimenko A.A. Biocorrosia and protection of metal structures. 2. Oil Industry Equipment Micro Corrosion. Praktika protivokorrozionnoj zashchity. 2001, no. 2, pp. 35–36. (In Russ.).Ахияров Р.Ж., Лаптев А.Б., Ибрагимов И.Г. Повышение промышленной безопасности эксплуатации объектов нефтедобычи при биозаражении и выпадении солей методом комплексной обработки пластовой воды // Нефтепромысловое дело. 2009. № 3. С. 44–46.Akhiyarov R.Zh., Laptev A.B., Ibragimov I.G. Improving the Industrial Safety of Oil Production Facilities during Biological Contamination and Salt Deposition by Complex Formation Water Treatment. Neftepromyslovoe delo. 2009, no. 3, pp. 44–46. (In Russ.).Singh A.K. Mitigation of microbial induced corro-sion // SpringerBriefs in Materials. 2020. P. 107–129. https://doi.org/10.1007/978-981-15-8019-2_6Singh A.K. Mitigation of microbial induced corrosion. Springer Briefs in Materials. 2020, pp. 107–129. https://doi.org/10.1007/978-981-15-8019-2_6Капуткина Л.М., Смарыгина И.В. и др. Влияние добавки азота на физико-химические свойства и сопротивление коррозии коррозионно - стойких сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 2015. № 7 (721). С. 29–35.Kaputkina L.M., Smarygina I.V. at al. Influence of nitrogen additive on physical and chemical properties and corrosion resistance of corrosion-resistant steels. Metallovedenie i termicheskaya obrabotka metallov. 2015, no. 7 (721), pp. 29–35. (In Russ.).Svyazhin A., Kaputkina L., et. al. Nitrogen Steels and High-Nitrogen Steels // Industrial Technologies and Properties. Steel Research International. 2022. Р. 2200160–2200190. https://doi.org/10.1002/srin.202200160Svyazhin A., Kaputkina L., et al. Nitrogen Steels and High-Nitrogen Steels. Industrial Technologies and Properties. Steel Research International. 2022, pp. 2200160–2200190. https://doi.org/10.1002/srin.202200160Розенфельд И.Л., Рубинштейн Ф.И. Анти-коррозионные грунтовки и ин-гибированные лакокрасочные покрытия. Москва: Химия, 1980. 200 с.Rosenfeld I.L., Rubinstein F.I. Anticorrosive primers and in-hybrid paint coatings. Moscow: Himiya, 1980, 200 p. (In Russ.).Shiibashi M., Deng X., Miran W., Okamoto A. Mechanism of anaerobic microbial corrosion suppression by mild negative cathodic polarization on carbon steel // Environmental Science and Technology Letters. 2020.Vol. 7. No. 9. P. 690–694. https://doi.org/10.1021/acs. estlett.0c00383Shiibashi M., Deng X., Miran W., Okamoto A. Mechanism of anaerobic microbial corrosion sup-pression by mild negative cathodic polarization on carbon steel. Environmental Science and Technology Letters. 2020, vol. 7, no. 9, pp. 690–694. https://doi.org/10.1021/ acs.estlett.0c00383Самедов А.М., Алиева Л.И., Аббасов В.М. Ингибирующее и бактерицидное действие солей природных нафтеновых кислот при коррозии стали в морской воде // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2008. Т. 44. № 4. С. 427–431.Samedov A.M., Aliyeva L.I., Abbasov V.M. Inhibition and bactericidal effect of salts of natural naphthenic acids during steel corrosion in seawater. Fizikohimiya poverhnosti i zashchita materialov. 2008, vol. 44, no 4, pp. 427–431. (In Russ.).Богданова Т.И., Шехтер Ю.Н. Ингибиро-ванные нефтяные составы для защиты от коррозии. Москва: Химия, 1984. 248 с.Bogdanova T.I., Shechter J.N. Inhibited petroleum compositions for corrosion protection. Moscow: Himiya, 1984, 248 p. (In Russ.).Грибанькова А.А., Мямина М.А., Белоглазов С.М. Микробиологическая коррозия мягкой стали в водно-солевых средах, содержащих суль-фатредуцирующие бактерии // Вестник балтийского федерального университета им. И. Канта. 2011. № 7. С. 23–29.Gribankova A.A., Myamina M.A., Beloglazov S.M. Microbiological corrosion of soft steel in water-salt media containing sulphate-curing bacteria. Vestnik baltijskogo federal'nogo universiteta im. I. Kanta. 2011, no 7, pp. 23–29. (In Russ.).Lavanya M. A brief insight into microbial corrosion and its mitigation with eco-friendly inhibitors // Journal of Bio- and Tribo-Corrosion. 2021. Vol. 7. No. 3. https://doi.org/10.1007/ s40735-021-00563-yLavanya M. A brief insight into microbial corrosion and its mitigation with eco-friendly inhibitors. Journal of Bio- and Tribo-Corrosion. 2021, vol. 7, no. 3. https://doi.org/ 10.1007/s40735-021-00563-yЗавьялов В.В., Завьялова Н.В. и др. Бакте-рицидные свойства модульных защитных материалов // Вестник войск РХБ защиты. 2022. Т. 6. № 2. С. 123–136. https://doi.org/ 10.35825/2587-5728-2022-6-2-123-136Zavyalov V.V., Zavyalova N.V., etc. Bactericidal properties of modular protective materials. Vestnik vojsk RHB zashchity. 2022, vol. 6, no. 2, pp. 123–136. (In Russ.). https://doi.org/10.35825/2587-5728-2022-6-2-123-136ГОСТ 18963 – 73. Вода питьевая. Методы санитарно-бактериологического анализа. Москва: Стандартинформ, 2008. 21 с.GOST 18963 – 73. Drinking water. Methods of sanitary and bacteriological analysis. Moscow: Standartinform, 2008, 21 p. (In Russ.).Zhang L., Li X.G., Du C.W., Cheng Y.F. Corrosion and stress corrosion cracking behavior of X70 pipeline steel in a CO 2-containing solution // Journal of Materials Engineering and Performance. 2009. Vol. 18. No. 3. P. 319–323. https://doi.org/10.1007/s11665-008-9282-9Zhang L., Li X.G., Du C.W., Cheng Y.F. Corrosion and stress corrosion cracking behavior of X70 pipeline steel in a CO 2-containing solution. Journal of Materials Engineering and Performance. 2009, vol. 18, no. 3, pp. 319–323. https://doi.org/10.1007/s11665-008-9282-9Liang P., Li X., Du C., Chen X. Stress corro-sion cracking of X80 pipeline steel in simulated alkaline soil solution // Materials and Design. 2009. Vol. 30. No. 5. P. 1712–1717. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2008.07.012Liang P., Li X., Du C., Chen X. Stress corro-sion cracking of X80 pipeline steel in simulated alkaline soil solution. Materials and Design. 2009, vol. 30, no. 5, pp. 1712–1717. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2008.07.012Amor D.R., Ratzke C., Gore J. Transient in-vaders can induce shifts between alternative stable states of microbial communities // Sci-ence advances. 2020. Vol. 6. No. 8. https://doi.org/10.1126/sciadv.aay8676Amor D.R., Ratzke C., Gore J. Transient in-vaders can induce shifts between alternative stable states of microbial communities. Science advances. 2020, vol. 6, no. 8. https://doi.org/10.1126/sciadv.aay8676Котова И.Б., Тактарова Ю.В. и др. Микробная деградация пластика и пути ее интенсификации // Микробиология. 2021. Т. 90. № 6. С. 627–659. https://doi.org/10.31857/ S0026365621060082Kotova I.B., Taktarova Yu.V., et al. Microbial degradation of plastic and ways of its intensification. Mikrobiologiya. 2021, vol. 90, no. 6, pp. 627–659. (In Russ.). https://doi.org/10.31857/S0026365621060082Черкасов С.В. Железобактерии в си-стемах питьевого водоснабжения // Сайт компании «Мировые Водные Технологии», статьи: – URL:https://wwtec.ru/index.php?id=418 (дата обращения: 03.02.2023).Cherkasov S.V. Zhelezobacteria in drinking water supply systems. Website of the company "World Water Technologies". URL: https://wwtec.ru/index.php?id=418 (date of appeal: 03.02.2023). (In Russ.).Yang G., Gong M., et. al. A review of microbial corrosion in reclaimed water pipelines: challenges and mitigation strategies // Water Practice and Technology. 2022. Vol. 17. No. 3. P. 731–748. https://doi.org/ 10.2166/wpt.2022.007Yang G., Gong M. et. al. A review of microbial corrosion in reclaimed water pipelines: challenges and mitigation strategies. Water Practice and Technology. 2022, vol. 17, no. 3, pp. 731–748. https://doi.org/10.2166/wpt.2022.007Zhou E., Xu D. et. al. Direct microbial electron uptake as a mechanism for stainless steel corrosion in aerobic environments // Water Research. 2022. Vol. 219. Article. 118553. https://doi.org/10.1016/j.watres.2022.118553Zhou E., Xu D., et. al. Direct microbial electron uptake as a mechanism for stainless steel corrosion in aerobic environments. Water Research. 2022, vol. 219, article 118553. https://doi.org/10.1016/j.watres.2022.118553

The authors declare that there are no conflicts of interest present.