Vi sinh vật thường tồn tại trong lòng đất, đáy các bể nước ngầm, các bể chứa nước, đáy các bồn chứa xăng dầu... Sự hoạt động của các vi sinh ảnh hưởng đến quá trình ăn mòn kim loại theo cơ chế điện hoá.
Sự hoạt động của vi sinh hoặc sản phẩm hoạt động của nó có tác động đến các quá trình catot hoặc anot của sự ăn mòn điện hoá. Có hai loại vi khuẩn ảnh hưởng đến tốc độ ăn mòn: vi khuẩn hiếu khí và vi khuẩn kị khí.
– Ăn mòn kim loại có vi khuẩn hiếu khí:
Loại vi khuẩn hiếu khí tiêu thụ oxi, sự hoạt động của vi khuẩn này sinh ra chất thải dạng bùn và bám trên bề mặt kim loại tạo ra pin thông khí gây ra sự ăn mòn điện hoá phá huỷ kim loại. Mặt khác, loại vi khuẩn hiếu khí oxi hoá sulfua, ví dụ vi khuẩn Thiobaccillus, có khả năng oxi hoá nguyên tố lưu huỳnh hoặc các hợp chất có lưu huỳnh trong kim loại thành axit sulfuric H2SO4 theo phản ứng sau:
2S + 3O2 + 2H2O → 2H2SO4
và tạo ra môi trường axit làm tăng tốc độ hoà tan kim loại.
Vi khuẩn oxi hoá sulfua hoạt động tốt trong môi trường axit với pH = 0 ÷ 6.
Có loại vi khuẩn thúc đẩy quá trình oxi hoá ion Fe2+ thành Fe3+, khi đó nồng độ Fe2+ giảm và thúc đẩy quá trình anot hoà tan sắt:
Fe – 2e → Fe2+
Vi khuẩn oxi hoá sắt phát triển tốt ở vùng pH = 4 ÷ 10, sản phẩm ăn mòn có mầu đỏ. Tại những nơi màng sơn bị hư hỏng, sắt bị ăn mòn và có Fe(OH)3 kết tủa tạo ra các ổ gỉ cũng là nơi chú ẩn của các vi khuẩn kị khí.
– Ăn mòn kim loại có vi khuẩn kị khí.
Vi khuẩn kị khí chủ yếu là vi khuẩn khử sulfat (D.desulfuricals). Do hoạt động của chúng các ion sulfat bị khử thành sulfua theo phản ứng:
Vi khuÈn 2
4
SO − ⎯⎯⎯⎯⎯→ S2– + 4O
Sự có mặt sản phẩm S2– và oxi thúc đẩy quá trình ăn mòn điện hoá, nghĩa là oxi sinh ra sẽ phản ứng với nguyên tử H mới sinh của phản ứng catot. Mặt khác, sự có mặt S2– sẽ phản ứng với Fe2+ tạo ra sulfua sắt:
Fe2+ + S2–→ FeS↓
Cả hai yếu tố trên sẽ thúc đẩy quá trình ăn mòn điện hoá sắt. Sản phẩm ăn mòn thường dạng mầu đen, mầu của sulfua sắt, có dạng xốp cũng góp phần làm dễ dàng khử oxi.
Chương 7
Sự ăn mòn vật liệu kim loại và các biện pháp bảo vệ
kim loại chống ăn mòn điện hóa
Nghiên cứu các biện pháp chống ăn mòn kim loại nhằm mục đích nâng cao tuổi thọ các cấu kiện, các công trình có ý nghĩa khoa học và đặc biệt đem lại hiệu quả kinh tế đáng kể.
Căn cứ vào cơ chế ăn mòn điện hoá cũng như điều kiện hoạt động của các pin ăn mòn có thể đưa ra các biện pháp sau đây nhằm mục đích giảm tốc độ ăn mòn kim loại đến mức thấp nhất. Đó cũng chính là mục tiêu hướng tới của các phương pháp bảo vệ.