Deutsch
Francais
Nederlands
Svenska
Norsk
Dansk
Suomi
Espanol
Italiano
Portugues
Magyar
Polski
Cestina
Русский
In olieomgevingen werden sulfaat-reducerende bacteriën (SRB) voor het eerst geïsoleerd in de jaren 1920. Deze micro-organismen ontwikkelen microbiologisch beïnvloede corrosie (MIC) op materialen zoals koolstof- en roestvrijstalen, koper en aluminiumlegeringen, die vaak worden gebruikt in pijpleidingen, tanks en flensverbindingen. Het probleem van MIC ontstaat vooral in vochtige of vochtige omgevingen, waarin bacteriën bijdragen aan de afbraak van metalen. Micro-organismen die verantwoordelijk zijn voor biodeterioratie, biofouling en biocorrosie spelen een cruciale rol in het versnellen van het afbraakproces van materialen. Chemische verbindingen die gebruikt worden in het oxidatieproces of de oxidatie van anorganische stoffen vormen de energiebronnen voor chemolithotrofe bacteriën, die bijvoorbeeld ferreus ijzer (Fe2+), zwavel en ammoniumionen (NH4+) gebruiken.
De sulfaat-reducerende bacteriën zijn bijzonder relevant voor dit proces, vooral omdat zij in anaerobe omstandigheden werken, waarbij sulfaat wordt omgezet in waterstofsulfide (H2S), wat leidt tot de vorming van ferrosulfiden (FeS) die slecht oplosbaar zijn en zich kunnen ophopen op metalen oppervlakken. Dit resulteert in de obstructie van olie- of gasstromen, wat ernstige gevolgen heeft voor de efficiëntie van industriële processen. Het mengen van H2S met ijzer leidt vaak tot de vorming van een donkere slib die een directe aanwijzing is voor sulfaat-reducerende bacteriën die MIC veroorzaken. Enkele van de meest voorkomende SRB-stammen zijn onder andere Desulfosporomusa, Syntrophobacterales en Desulfovibrionales.
Er zijn ook thermofiele SRB die actief zijn bij hogere temperaturen, zoals de geslachten Thermodesulfovibrio en Thermodesulfobium. Daarnaast zijn er archaea, zoals Archaeoglobus en Thermocladium, die sulfaat kunnen reduceren in olievoorraden. Ondanks hun belang wordt de rol van ijzer-reducerende bacteriën (IRB) vaak onderschat. In omgevingen waar IRB en SRB samenkomen, neemt de corrosie van koolstofstaal sneller toe, vooral door de vermindering van mangaan- of ijzeroxiden door bacteriën zoals Pseudomonas en Shewanella.
Naast de sulfaat-reducerende bacteriën zijn er ook zwavel-oxiderende bacteriën (SOB) die hun energie halen uit het oxideren van gereduceerde zwavelverbindingen, zoals H2S, naar elementaire zwavel (S0) of sulfaat (SO4 2−). Dit proces kan, in combinatie met water, thiosulfaationen en zwavelzuur (H2SO4) produceren, wat verder bijdraagt aan de corrosie van materialen. Bekende voorbeelden van SOB zijn onder andere Paracoccus en Beggiatoa. Deze bacteriën zijn van belang bij de biodeterioratie van beton in riolen, waar ze zwavelzuur uitscheiden dat de betonstructuren aantast.
De mechanismen die ten grondslag liggen aan microbiologisch beïnvloede corrosie kunnen grofweg in twee categorieën worden ingedeeld: depolarisatie van de kathode door waterstof, en anodische depolarisatie. Bij de eerste is het de activiteit van waterstof-oxidatie die de kathode depolariseert, waardoor er reacties ontstaan die ijzer sulfiden en hydroxiden vormen. Dit zorgt ervoor dat het metaal sneller wordt afgebroken. Studies hebben aangetoond dat de activiteit van het enzym waterstofase in de biofilm belangrijker is voor de snelheid van de corrosie dan de populatiegrootte van de bacteriën zelf. De klassieke theorieën over kathodische depolarisatie konden echter niet alle factoren verklaren, zoals de invloed van waterstofsulfide en elementaire zwavel op cathodische reacties.
In tegenstelling tot kathodische depolarisatie, wordt bij anodische depolarisatie het ijzer zelf direct aangetast door de oxidatieprocessen die plaatsvinden in de aanwezigheid van sulfaat-reducerende bacteriën. De mechanismen achter deze depolarisatie werden in 1981 uitgebreid onderzocht en betreffen het vrijkomen van elektronen tijdens de corrosie van ijzer, het dissociëren van water, en de vorming van beschermende lagen zoals Fe(OH)2. Deze processen leiden tot de afbraak van het metaal en kunnen op grote schaal bijdragen aan de verslechtering van metalen structuren in industriële toepassingen.
Het is belangrijk te benadrukken dat MIC niet alleen resulteert in de afbraak van metalen, maar ook in de vorming van schadelijke bijproducten die verdere complicaties kunnen veroorzaken in industriële systemen. Daarom is het noodzakelijk om preventieve maatregelen te nemen, zoals het monitoren van microbiële populaties en het implementeren van corrosiebeschermingsstrategieën. Het begrijpen van de microbiologische factoren die bijdragen aan de corrosie kan leiden tot betere beheersing van de integriteit van metalen structuren en het minimaliseren van de impact op de efficiëntie van olie- en gasproductie.
Wat zijn de belangrijkste factoren die corrosie in de papierindustrie veroorzaken en hoe kan het worden voorkomen?
Corrosie in de papierindustrie, met name op elektrisch geleidende materialen zoals zilver, vormt een voortdurende uitdaging voor de operationele integriteit van fabrieken. Wanneer zilver wordt blootgesteld aan waterstofsulfide, een veelvoorkomende stof in papierproductieprocessen, kan dit leiden tot ernstige schade aan zowel de apparatuur als de productkwaliteit. Zilver wordt vaak gebruikt in de papierindustrie, zowel in bulk als als beschermende coating voor andere elektrische geleiders, wat de kwetsbaarheid voor sulfuurcorrosie vergroot.
De gevolgen van corrosie in de papierindustrie zijn niet alleen technisch van aard, maar ook economisch. De kosten voor het onderhoud van apparatuur die wordt aangetast door corrosie zijn aanzienlijk, maar de werkelijke schade ontstaat wanneer er geen adequaat onderhoud plaatsvindt. De kosten die voortvloeien uit uitvaltijd, vervangingen en de afname van productkwaliteit, kunnen de bedrijfsresultaten ernstig beïnvloeden.
Om deze problemen aan te pakken, zijn er verschillende preventieve strategieën en technieken ontwikkeld. Onder andere het gebruik van roestvrij staal, duplex roestvrij staal en coatings die specifiek ontworpen zijn om corrosie te weerstaan, bieden effectieve oplossingen. De selectie van materialen speelt een cruciale rol in het minimaliseren van de impact van corrosie. Roestvrij staal, met zijn hoge corrosiebestendigheid, wordt vaak gekozen voor de productie van onderdelen die aan corrosieve omgevingen worden blootgesteld.
Naast materiaalkeuze is de rol van het ontwerp essentieel. Door goed ontworpen productiesystemen kunnen bedrijven hun apparatuur beter beschermen tegen de invloeden van corrosieve stoffen zoals waterstofsulfide. De manier waarop componenten worden geïnstalleerd, inclusief hun blootstelling aan luchtvochtigheid en andere omgevingsfactoren, kan het risico op corrosie aanzienlijk verminderen.
Samenwerking tussen ontwerpers, leveranciers, eigenaren en onderhoudspersoneel is van groot belang om corrosie in de papierindustrie effectief te beheersen. Het gezamenlijke doel is om te begrijpen welke factoren bijdragen aan de corrosie, zoals de chemische samenstelling van het gebruikte papier en de specifieke milieuomstandigheden binnen de fabriek. Daarnaast is het belangrijk om voortdurend de effectiviteit van beschermingsmaatregelen te monitoren en bij te sturen waar nodig.
De kosten voor het voorkomen van corrosie kunnen in eerste instantie hoog lijken, maar het niet implementeren van preventieve maatregelen leidt vaak tot hogere uitgaven op de lange termijn door verlies van productiecapaciteit en schade aan machines. De waarde van een goed onderhoudssysteem en het gebruik van geschikte materialen en beschermende coatings mag dan ook niet worden onderschat.
Het is van groot belang dat bedrijven in de papierindustrie voortdurend investeren in het verbeteren van hun corrosiebeschermingstechnieken en het monitoren van corrosie-gerelateerde risico’s. Bij gebrek aan adequate bescherming kunnen zelfs de beste productiemachines in gevaar komen, wat niet alleen leidt tot stilstand, maar ook de productiekwaliteit kan verminderen.