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A corrosão microbiana (MIC) é um problema sério em muitas indústrias, pois pode levar a enormes perdas económicas.O aço inoxidável super duplex 2707 (2707 HDSS) é utilizado em ambientes marítimos devido à sua excelente resistência química.No entanto, a sua resistência à MIC não foi demonstrada experimentalmente.Este estudo examinou o comportamento do MIC 2707 HDSS causado pela bactéria aeróbica marinha Pseudomonas aeruginosa.A análise eletroquímica mostrou que na presença do biofilme de Pseudomonas aeruginosa no meio 2216E ocorre uma alteração positiva no potencial de corrosão e um aumento na densidade da corrente de corrosão.A análise de espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS) mostrou diminuição do teor de Cr na superfície da amostra sob o biofilme.A análise visual das covas mostrou que o biofilme de P. aeruginosa produziu uma profundidade máxima de cova de 0,69 µm durante 14 dias de incubação.Embora seja pequeno, indica que o 2707 HDSS não é completamente imune ao MIC dos biofilmes de P. aeruginosa.
Os aços inoxidáveis ​​duplex (AID) são amplamente utilizados em diversas indústrias devido à combinação perfeita de excelentes propriedades mecânicas e resistência à corrosão1,2.Porém, pites localizados ainda ocorrem e afetam a integridade deste aço3,4.O DSS não é resistente à corrosão microbiana (MIC)5,6.Apesar da ampla gama de aplicações do AID, ainda existem ambientes onde a resistência à corrosão do AID não é suficiente para uso a longo prazo.Isto significa que são necessários materiais mais caros e com maior resistência à corrosão.Jeon et al7 descobriram que mesmo os aços inoxidáveis ​​super duplex (SDSS) apresentam algumas limitações em termos de resistência à corrosão.Portanto, em alguns casos, são necessários aços inoxidáveis ​​super duplex (HDSS) com maior resistência à corrosão.Isto levou ao desenvolvimento de HDSS altamente ligado.
Resistência à corrosão DSS depende da proporção das fases alfa e gama e esgotada nas regiões Cr, Mo e W 8, 9, 10 adjacentes à segunda fase.HDSS contém alto teor de Cr, Mo e N11, portanto possui excelente resistência à corrosão e alto valor (45-50) do número equivalente de resistência à corrosão (PREN) determinado por% em peso Cr + 3,3 (% em peso Mo + 0,5% em peso) + 16% em peso.N12.Sua excelente resistência à corrosão depende de uma composição balanceada contendo aproximadamente 50% de fases ferríticas (α) e 50% de fases austeníticas (γ).O HDSS possui melhores propriedades mecânicas e maior resistência à corrosão por cloretos.A resistência à corrosão aprimorada amplia o uso de HDSS em ambientes de cloreto mais agressivos, como ambientes marinhos.
Os MICs são um grande problema em muitas indústrias, como as indústrias de petróleo e gás e de água14.A MIC é responsável por 20% de todos os danos por corrosão15.MIC é uma corrosão bioeletroquímica que pode ser observada em diversos ambientes.Os biofilmes que se formam nas superfícies metálicas alteram as condições eletroquímicas, afetando assim o processo de corrosão.É amplamente aceito que a corrosão MIC é causada por biofilmes.Microrganismos eletrogênicos corroem metais para obter a energia necessária para sobreviver17.Estudos recentes de MIC mostraram que a EET (transferência extracelular de elétrons) é o fator limitante da taxa de MIC induzida por microrganismos eletrogênicos.Zhang et al.18 demonstraram que intermediários de elétrons aceleram a transferência de elétrons entre células de Desulfovibrio sessificans e aço inoxidável 304, resultando em ataque mais severo de MIC.Anning et al.19 e Wenzlaff et al.20 mostraram que biofilmes de bactérias corrosivas redutoras de sulfato (SRBs) podem absorver diretamente elétrons de substratos metálicos, resultando em corrosão severa.
Sabe-se que o DSS é suscetível à MIC em meios contendo SRBs, bactérias redutoras de ferro (IRBs), etc. 21 .Essas bactérias causam corrosão localizada na superfície do DSS sob biofilmes22,23.Ao contrário do DSS, o MIC HDSS24 não é bem conhecido.
Pseudomonas aeruginosa é uma bactéria Gram-negativa, móvel, em forma de bastonete e amplamente distribuída na natureza25.Pseudomonas aeruginosa também é um importante grupo microbiano no ambiente marinho, causando concentrações elevadas de MIC.Pseudomonas está ativamente envolvida no processo de corrosão e é reconhecida como colonizadora pioneira durante a formação de biofilme.Mahat et al.28 e Yuan et al.29 demonstraram que Pseudomonas aeruginosa tende a aumentar a taxa de corrosão de aço-carbono e ligas em ambientes aquáticos.
O objetivo principal deste trabalho foi investigar as propriedades do MIC 2707 HDSS causado pela bactéria aeróbica marinha Pseudomonas aeruginosa utilizando métodos eletroquímicos, métodos de análise de superfície e análise de produtos de corrosão.Estudos eletroquímicos, incluindo potencial de circuito aberto (OCP), resistência de polarização linear (LPR), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e polarização dinâmica de potencial, foram realizados para estudar o comportamento do MIC 2707 HDSS.A análise espectrométrica de energia dispersiva (EDS) foi realizada para detectar elementos químicos em uma superfície corroída.Além disso, a espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS) foi utilizada para determinar a estabilidade da passivação do filme de óxido sob a influência de um ambiente marinho contendo Pseudomonas aeruginosa.A profundidade das covas foi medida sob um microscópio confocal de varredura a laser (CLSM).
A Tabela 1 mostra a composição química do 2707 HDSS.A Tabela 2 mostra que o 2707 HDSS possui excelentes propriedades mecânicas com um limite de escoamento de 650 MPa.Na fig.1 mostra a microestrutura óptica do 2707 HDSS tratado termicamente em solução.Na microestrutura contendo cerca de 50% de fases de austenita e 50% de ferrita, são visíveis faixas alongadas de fases de austenita e ferrita sem fases secundárias.
Na fig.2a mostra o potencial de circuito aberto (Eocp) versus tempo de exposição para 2707 HDSS em meio abiótico 2216E e caldo de P. aeruginosa durante 14 dias a 37°C.Mostra que a maior e mais significativa mudança na Eocp ocorre nas primeiras 24 horas.Os valores de Eocp em ambos os casos atingiram um pico de -145 mV (comparado ao SCE) por volta das 16 h e depois caíram acentuadamente, atingindo -477 mV (comparado ao SCE) e -236 mV (comparado ao SCE) para a amostra abiótica.e cupons P Pseudomonas aeruginosa, respectivamente).Após 24 horas, o valor Eocp 2707 HDSS para P. aeruginosa foi relativamente estável em -228 mV (em comparação com SCE), enquanto o valor correspondente para amostras não biológicas foi de aproximadamente -442 mV (em comparação com SCE).A Eocp na presença de P. aeruginosa foi bastante baixa.
Estudo eletroquímico de 2707 amostras de HDSS em meio abiótico e caldo de Pseudomonas aeruginosa a 37 °C:
(a) Eocp em função do tempo de exposição, (b) curvas de polarização no dia 14, (c) Rp em função do tempo de exposição e (d) icorr em função do tempo de exposição.
A Tabela 3 mostra os parâmetros de corrosão eletroquímica de 2.707 amostras de HDSS expostas a meios inoculados com abióticos e Pseudomonas aeruginosa durante um período de 14 dias.As tangentes das curvas anódica e cátodo foram extrapoladas para obter interseções dando densidade de corrente de corrosão (icorr), potencial de corrosão (Ecorr) e inclinação de Tafel (βα e βc) de acordo com métodos padrão30,31.
Como mostrado na fig.2b, um deslocamento ascendente na curva de P. aeruginosa resultou em um aumento na Ecorr em comparação com a curva abiótica.O valor de icorr, que é proporcional à taxa de corrosão, aumentou para 0,328 µA cm-2 na amostra de Pseudomonas aeruginosa, que é quatro vezes maior que na amostra não biológica (0,087 µA cm-2).
LPR é um método eletroquímico não destrutivo clássico para análise rápida de corrosão.Também tem sido usado para estudar o MIC32.Na fig.2c mostra a resistência de polarização (Rp) em função do tempo de exposição.Um valor Rp mais alto significa menos corrosão.Nas primeiras 24 horas, o Rp 2707 HDSS atingiu um pico de 1955 kΩ cm2 para amostras abióticas e 1429 kΩ cm2 para amostras de Pseudomonas aeruginosa.A Figura 2c também mostra que o valor de Rp diminuiu rapidamente após um dia e depois permaneceu relativamente inalterado durante os 13 dias seguintes.O valor Rp de uma amostra de Pseudomonas aeruginosa é de cerca de 40 kΩ cm2, que é muito inferior ao valor de 450 kΩ cm2 de uma amostra não biológica.
O valor de icorr é proporcional à taxa de corrosão uniforme.Seu valor pode ser calculado a partir da seguinte equação de Stern-Giri:
De acordo com Zoe et al.33, o valor típico da inclinação Tafel B neste trabalho foi considerado 26 mV/dec.A Figura 2d mostra que o icorr da amostra não biológica 2707 permaneceu relativamente estável, enquanto a amostra de P. aeruginosa flutuou bastante após as primeiras 24 horas.Os valores de icorr das amostras de P. aeruginosa foram uma ordem de grandeza superiores aos dos controles não biológicos.Esta tendência é consistente com os resultados da resistência à polarização.
EIS é outro método não destrutivo usado para caracterizar reações eletroquímicas em superfícies corroídas.Espectros de impedância e valores de capacitância calculados de amostras expostas a ambiente abiótico e solução de Pseudomonas aeruginosa, resistência de filme/biofilme passivo Rb formado na superfície da amostra, resistência de transferência de carga Rct, capacitância elétrica de dupla camada Cdl (EDL) e parâmetros constantes do elemento de fase QCPE (CPE).Esses parâmetros foram analisados ​​posteriormente ajustando os dados usando um modelo de circuito equivalente (EEC).
Na fig.3 mostra gráficos típicos de Nyquist (a e b) e gráficos de Bode (a' e b') para 2707 amostras HDSS em meio abiótico e caldo de P. aeruginosa para diferentes tempos de incubação.O diâmetro do anel de Nyquist diminui na presença de Pseudomonas aeruginosa.O gráfico de Bode (Fig. 3b') mostra o aumento na impedância total.Informações sobre a constante de tempo de relaxamento podem ser obtidas a partir dos máximos de fase.Na fig.A Figura 4 mostra as estruturas físicas baseadas em uma monocamada (a) e uma bicamada (b) e os EEC correspondentes.O CPE é introduzido no modelo EEC.Sua admitância e impedância são expressas da seguinte forma:
Dois modelos físicos e circuitos equivalentes correspondentes para ajustar o espectro de impedância da amostra 2707 HDSS:
onde Y0 é o valor do KPI, j é o número imaginário ou (-1)1/2, ω é a frequência angular, n é o índice de potência do KPI menor que um35.A inversão da resistência à transferência de carga (ou seja, 1/Rct) corresponde à taxa de corrosão.Quanto menor o Rct, maior a taxa de corrosão27.Após 14 dias de incubação, o Rct das amostras de Pseudomonas aeruginosa atingiu 32 kΩ cm2, o que é muito inferior aos 489 kΩ cm2 das amostras não biológicas (Tabela 4).
As imagens CLSM e imagens SEM na Figura 5 mostram claramente que o revestimento de biofilme na superfície da amostra HDSS 2707 após 7 dias é denso.No entanto, após 14 dias, a cobertura do biofilme era fraca e apareceram algumas células mortas.A Tabela 5 mostra a espessura do biofilme em 2.707 amostras de HDSS após exposição a P. aeruginosa por 7 e 14 dias.A espessura máxima do biofilme variou de 23,4 µm após 7 dias para 18,9 µm após 14 dias.A espessura média do biofilme também confirmou esta tendência.Diminuiu de 22,2 ± 0,7 μm após 7 dias para 17,8 ± 1,0 μm após 14 dias.
(a) imagem CLSM 3-D aos 7 dias, (b) imagem CLSM 3-D aos 14 dias, (c) imagem SEM aos 7 dias e (d) imagem SEM aos 14 dias.
Os CEM revelaram elementos químicos em biofilmes e produtos de corrosão em amostras expostas a P. aeruginosa por 14 dias.Na fig.A Figura 6 mostra que o teor de C, N, O e P em biofilmes e produtos de corrosão é significativamente maior do que em metais puros, uma vez que esses elementos estão associados aos biofilmes e seus metabólitos.Os micróbios precisam apenas de pequenas quantidades de cromo e ferro.Altos níveis de Cr e Fe no biofilme e produtos de corrosão na superfície das amostras indicam que a matriz metálica perdeu elementos devido à corrosão.
Após 14 dias, foram observadas covas com e sem P. aeruginosa no meio 2216E.Antes da incubação, a superfície das amostras era lisa e livre de defeitos (Fig. 7a).Após incubação e remoção de biofilme e produtos de corrosão, os poços mais profundos na superfície das amostras foram examinados usando CLSM, como mostrado nas Figuras 7b e c.Nenhuma corrosão óbvia foi encontrada na superfície de controles não biológicos (profundidade máxima de corrosão 0,02 μm).A profundidade máxima de covas causada por P. aeruginosa foi de 0,52 µm aos 7 dias e 0,69 µm aos 14 dias, com base na profundidade máxima média de covas de 3 amostras (10 profundidades máximas de covas foram selecionadas para cada amostra).Alcance de 0,42 ± 0,12 µm e 0,52 ± 0,15 µm, respectivamente (Tabela 5).Esses valores de profundidade do furo são pequenos, mas importantes.
(a) antes da exposição, (b) 14 dias em ambiente abiótico e (c) 14 dias em caldo de Pseudomonas aeruginosa.
Na fig.A Tabela 8 mostra os espectros XPS de várias superfícies de amostras, e a composição química analisada para cada superfície está resumida na Tabela 6. Na Tabela 6, as porcentagens atômicas de Fe e Cr na presença de P. aeruginosa (amostras A e B) foram muito inferiores aos dos controlos não biológicos.(amostras C e D).Para uma amostra de P. aeruginosa, a curva espectral ao nível do núcleo Cr 2p foi ajustada a quatro componentes de pico com energias de ligação (BE) de 574,4, 576,6, 578,3 e 586,8 eV, que podem ser atribuídas a Cr, Cr2O3, CrO3 .e Cr (OH) 3, respectivamente (Fig. 9a e b).Para amostras não biológicas, o espectro do nível principal de Cr 2p contém dois picos principais para Cr (573,80 eV para BE) e Cr2O3 (575,90 eV para BE) nas Figs.9c e d, respectivamente.A diferença mais marcante entre amostras abióticas e amostras de P. aeruginosa foi a presença de Cr6+ e uma maior proporção relativa de Cr(OH)3 (BE 586,8 eV) sob o biofilme.
Os amplos espectros XPS da superfície da amostra 2707 HDSS em dois meios são de 7 e 14 dias, respectivamente.
(a) 7 dias de exposição a P. aeruginosa, (b) 14 dias de exposição a P. aeruginosa, (c) 7 dias em ambiente abiótico e (d) 14 dias em ambiente abiótico.
O HDSS apresenta um alto nível de resistência à corrosão na maioria dos ambientes.Kim et al.2 relataram que o HDSS UNS S32707 foi identificado como um AID altamente ligado com um PREN superior a 45. O valor de PREN da amostra 2707 HDSS neste trabalho foi 49. Isso se deve ao alto teor de cromo e ao alto teor de molibdênio e níquel, que são úteis em ambientes ácidos.e ambientes com alto teor de cloreto.Além disso, uma composição bem equilibrada e uma microestrutura livre de defeitos são benéficas para a estabilidade estrutural e resistência à corrosão.No entanto, apesar da sua excelente resistência química, os dados experimentais deste trabalho sugerem que o 2707 HDSS não é completamente imune aos MICs do biofilme de P. aeruginosa.
Os resultados eletroquímicos mostraram que a taxa de corrosão do 2707 HDSS no caldo de P. aeruginosa aumentou significativamente após 14 dias em comparação com o ambiente não biológico.Na Figura 2a, foi observada diminuição da Eocp tanto no meio abiótico quanto no caldo de P. aeruginosa durante as primeiras 24 horas.Depois disso, o biofilme cobre completamente a superfície da amostra e o Eocp torna-se relativamente estável .No entanto, o nível biológico de Eocp foi muito superior ao nível não biológico de Eocp.Há razões para acreditar que esta diferença esteja associada à formação de biofilmes de P. aeruginosa.Na fig.2d na presença de P. aeruginosa, o valor HDSS do icorr 2707 atingiu 0,627 μA cm-2, o que é uma ordem de grandeza superior ao do controle abiótico (0,063 μA cm-2), o que foi consistente com o valor Rct medido pela EIS.Durante os primeiros dias, os valores de impedância no caldo de P. aeruginosa aumentaram devido à fixação das células de P. aeruginosa e à formação de biofilmes.Porém, quando o biofilme cobre completamente a superfície da amostra, a impedância diminui.A camada protetora é atacada principalmente devido à formação de biofilmes e metabólitos de biofilmes.Consequentemente, a resistência à corrosão diminuiu ao longo do tempo e a fixação de P. aeruginosa causou corrosão localizada.As tendências em ambientes abióticos eram diferentes.A resistência à corrosão do controle não biológico foi muito superior ao valor correspondente das amostras expostas ao caldo de P. aeruginosa.Além disso, para acessos abióticos, o valor Rct 2707 HDSS atingiu 489 kΩ cm2 no dia 14, o que é 15 vezes maior que o valor Rct (32 kΩ cm2) na presença de P. aeruginosa.Assim, o 2707 HDSS possui excelente resistência à corrosão em ambiente estéril, mas não é resistente aos MICs dos biofilmes de P. aeruginosa.
Estes resultados também podem ser observados nas curvas de polarização nas Figs.2b.A ramificação anódica tem sido associada à formação de biofilme de Pseudomonas aeruginosa e às reações de oxidação de metais.Neste caso, a reação catódica é a redução do oxigênio.A presença de P. aeruginosa aumentou significativamente a densidade da corrente de corrosão, cerca de uma ordem de grandeza superior à do controle abiótico.Isto indica que o biofilme de P. aeruginosa aumenta a corrosão localizada de 2707 HDSS.Yuan et al.29 verificaram que a densidade de corrente de corrosão da liga Cu-Ni 70/30 aumentou sob a ação do biofilme de P. aeruginosa.Isto pode ser devido à biocatálise da redução de oxigênio pelos biofilmes de Pseudomonas aeruginosa.Esta observação também pode explicar o MIC 2707 HDSS neste trabalho.Também pode haver menos oxigênio sob os biofilmes aeróbicos.Portanto, a recusa em repassivar a superfície metálica com oxigênio pode ser um fator que contribui para a MIC neste trabalho.
Dickinson et al.38 sugeriram que a taxa de reações químicas e eletroquímicas pode ser diretamente afetada pela atividade metabólica das bactérias sésseis na superfície da amostra e pela natureza dos produtos de corrosão.Conforme mostrado na Figura 5 e na Tabela 5, o número de células e a espessura do biofilme diminuíram após 14 dias.Isto pode ser razoavelmente explicado pelo fato de que após 14 dias, a maioria das células sésseis na superfície do 2707 HDSS morreram devido ao esgotamento de nutrientes no meio 2216E ou à liberação de íons metálicos tóxicos da matriz 2707 HDSS.Esta é uma limitação dos experimentos em lote.
Neste trabalho, um biofilme de P. aeruginosa contribuiu para a depleção local de Cr e Fe sob o biofilme na superfície de 2707 HDSS (Fig. 6).A Tabela 6 mostra a redução de Fe e Cr na amostra D em comparação com a amostra C, indicando que o Fe e Cr dissolvidos causados ​​pelo biofilme de P. aeruginosa persistiram durante os primeiros 7 dias.O ambiente 2216E é usado para simular o ambiente marinho.Contém 17.700 ppm de Cl-, que é comparável ao seu conteúdo na água do mar natural.A presença de 17.700 ppm de Cl- foi a principal razão para a diminuição da Cr nas amostras abióticas de 7 e 14 dias analisadas por XPS.Em comparação com amostras de P. aeruginosa, a dissolução de Cr em amostras abióticas foi muito menor devido à forte resistência do 2707 HDSS ao cloro sob condições abióticas.Na fig.9 mostra a presença de Cr6+ no filme passivante.Pode estar envolvido na remoção de cromo de superfícies de aço por biofilmes de P. aeruginosa, conforme sugerido por Chen e Clayton.
Devido ao crescimento bacteriano, os valores de pH do meio antes e após o cultivo foram de 7,4 e 8,2, respectivamente.Assim, abaixo do biofilme de P. aeruginosa, é improvável que a corrosão por ácidos orgânicos contribua para este trabalho devido ao pH relativamente alto no meio a granel.O pH do meio de controle não biológico não mudou significativamente (de 7,4 inicial para 7,5 final) durante o período de teste de 14 dias.O aumento do pH no meio de inoculação após a incubação foi associado à atividade metabólica de P. aeruginosa e demonstrou ter o mesmo efeito no pH na ausência de tiras de teste.
Conforme mostrado na Figura 7, a profundidade máxima da cova causada pelo biofilme de P. aeruginosa foi de 0,69 µm, muito maior que a do meio abiótico (0,02 µm).Isto é consistente com os dados eletroquímicos descritos acima.A profundidade do poço de 0,69 µm é mais de dez vezes menor que o valor de 9,5 µm relatado para 2205 DSS nas mesmas condições.Estes dados mostram que o 2707 HDSS apresenta melhor resistência aos MICs do que o 2205 DSS.Isto não deve ser uma surpresa, uma vez que 2707 HDSS tem níveis mais elevados de Cr que proporcionam passivação mais longa, mais difícil de despassivar P. aeruginosa, e devido à sua estrutura de fase equilibrada sem precipitação secundária prejudicial causa corrosão.
Em conclusão, foram encontrados poços de MIC na superfície de 2707 HDSS em caldo de P. aeruginosa em comparação com poços insignificantes no ambiente abiótico.Este trabalho mostra que o 2707 HDSS tem melhor resistência ao MIC do que o 2205 DSS, mas não é completamente imune ao MIC devido ao biofilme de P. aeruginosa.Esses resultados auxiliam na seleção de aços inoxidáveis ​​adequados e na expectativa de vida para o ambiente marinho.
Cupom para 2707 HDSS fornecido pela Escola de Metalurgia da Northeastern University (NEU) em Shenyang, China.A composição elementar do 2707 HDSS é mostrada na Tabela 1, que foi analisada pelo Departamento de Análise e Teste de Materiais da NEU.Todas as amostras foram tratadas para solução sólida a 1180°C durante 1 hora.Antes do teste de corrosão, um HDSS 2707 em forma de moeda com uma área de superfície aberta superior de 1 cm2 foi polido até grão 2000 com lixa de carboneto de silício e depois polido com uma pasta de pó de Al2O3 de 0,05 µm.As laterais e o fundo são protegidos com tinta inerte.Após a secagem, as amostras foram lavadas com água deionizada estéril e esterilizadas com etanol 75% (v/v) por 0,5 h.Eles foram então secos ao ar sob luz ultravioleta (UV) por 0,5 h antes do uso.
A cepa marinha de Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 foi adquirida no Centro de Coleta de Cultura Marinha de Xiamen (MCCC), China.Pseudomonas aeruginosa foi cultivada sob condições aeróbicas a 37°C em frascos de 250 ml e células eletroquímicas de vidro de 500 ml usando meio líquido Marine 2216E (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, China).O meio contém (g/l): 19,45 NaCl, 5,98 MgCl2, 3,24 Na2SO4, 1,8 CaCl2, 0,55 KCl, 0,16 Na2CO3, 0,08 KBr, 0,034 SrCl2, 0,08 SrBr2, 0,022 H3BO3, 0,004 NaSiO3, 0016 6NH2 6NH3, 3,0016 NH3 5,0 peptona, 1,0 extrato de levedura e 0,1 citrato de ferro.Autoclave a 121°C por 20 minutos antes da inoculação.Contar células sésseis e planctônicas com um hemocitômetro sob um microscópio óptico com ampliação de 400x.A concentração inicial de Pseudomonas aeruginosa planctónica imediatamente após a inoculação foi de aproximadamente 106 células/ml.
Os testes eletroquímicos foram realizados em uma célula clássica de vidro com três eletrodos e volume médio de 500 ml.A folha de platina e o eletrodo de calomelano saturado (SAE) foram conectados ao reator através de capilares Luggin preenchidos com pontes salinas, que serviram como eletrodo contador e referência, respectivamente.Para a confecção dos eletrodos de trabalho, um fio de cobre emborrachado foi fixado em cada amostra e coberto com resina epóxi, deixando cerca de 1 cm2 de área desprotegida para o eletrodo de trabalho em um dos lados.Durante as medidas eletroquímicas, as amostras foram colocadas no meio 2216E e mantidas em temperatura de incubação constante (37°C) em banho-maria.Os dados de OCP, LPR, EIS e potencial polarização dinâmica foram medidos usando um potenciostato Autolab (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., EUA).Os testes LPR foram registrados a uma taxa de varredura de 0,125 mV s-1 na faixa de -5 a 5 mV com Eocp e uma taxa de amostragem de 1 Hz.O EIS foi realizado com uma onda senoidal em uma faixa de frequência de 0,01 a 10.000 Hz usando uma tensão aplicada de 5 mV em estado estacionário Eocp.Antes da varredura de potencial, os eletrodos estavam em modo inativo até que um valor estável do potencial de corrosão livre fosse alcançado.As curvas de polarização foram então medidas de -0,2 a 1,5 V em função da Eocp a uma taxa de varredura de 0,166 mV/s.Cada teste foi repetido 3 vezes com e sem P. aeruginosa.
As amostras para análise metalográfica foram polidas mecanicamente com papel SiC úmido de grão 2000 e depois polidas com suspensão de pó de Al2O3 de 0,05 µm para observação óptica.A análise metalográfica foi realizada utilizando um microscópio óptico.As amostras foram atacadas com uma solução de hidróxido de potássio 43 a 10% em peso.
Após a incubação, as amostras foram lavadas 3 vezes com solução salina tamponada com fosfato (PBS) (pH 7,4 ± 0,2) e depois fixadas com glutaraldeído 2,5% (v/v) por 10 horas para fixação dos biofilmes.Foi então desidratado com etanol em lote (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% e 100% em volume) antes da secagem ao ar.Finalmente, um filme de ouro é depositado na superfície da amostra para fornecer condutividade para observação SEM.As imagens SEM foram focadas em pontos com células de P. aeruginosa mais sésseis na superfície de cada amostra.Execute uma análise EDS para encontrar elementos químicos.Um microscópio confocal de varredura a laser Zeiss (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Alemanha) foi usado para medir a profundidade do poço.Para observar poços de corrosão sob o biofilme, a amostra de teste foi primeiro limpa de acordo com o Padrão Nacional Chinês (CNS) GB/T4334.4-2000 para remover produtos de corrosão e biofilme da superfície da amostra de teste.
A análise por espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS, sistema de análise de superfície ESCALAB250, Thermo VG, EUA) foi realizada utilizando uma fonte de raios X monocromática (linha Kα de alumínio com energia de 1500 eV e potência de 150 W) em uma ampla faixa de energias de ligação 0 sob condições padrão de –1350 eV.Espectros de alta resolução foram registrados usando uma energia de transmissão de 50 eV e um passo de 0,2 eV.
As amostras incubadas foram removidas e lavadas suavemente com PBS (pH 7,4 ± 0,2) por 15 s45.Para observar a viabilidade bacteriana dos biofilmes nas amostras, os biofilmes foram corados utilizando o Kit de Viabilidade Bacteriana LIVE/DEAD BacLight (Invitrogen, Eugene, OR, EUA).O kit contém dois corantes fluorescentes: corante fluorescente verde SYTO-9 e corante fluorescente vermelho de iodeto de propídio (PI).No CLSM, os pontos verdes e vermelhos fluorescentes representam células vivas e mortas, respectivamente.Para coloração, 1 ml de uma mistura contendo 3 µl de SYTO-9 e 3 µl de solução PI foi incubado por 20 minutos em temperatura ambiente (23°C) no escuro.Posteriormente, as amostras coradas foram examinadas em dois comprimentos de onda (488 nm para células vivas e 559 nm para células mortas) utilizando um aparelho Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Japão).A espessura do biofilme foi medida no modo de digitalização 3D.
Como citar este artigo: Li, H. et al.Corrosão microbiana do aço inoxidável super duplex 2707 por biofilme marinho de Pseudomonas aeruginosa.a ciência.6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Corrosão sob tensão do aço inoxidável duplex LDX 2101 em soluções de cloreto na presença de tiossulfato. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Corrosão sob tensão do aço inoxidável duplex LDX 2101 em soluções de cloreto na presença de tiossulfato. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. você será glorificado em um negócio de luxo. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Corrosão sob tensão do aço inoxidável duplex LDX 2101 em soluções de cloreto na presença de tiossulfato. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 。 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 双相aço inoxidável在福代sulfato分下下南性性生于中图像剧情开裂。 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. воре хлорида в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Corrosão sob tensão do aço inoxidável duplex LDX 2101 em solução de cloreto na presença de tiossulfato.coros ciência 80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Efeitos do tratamento térmico em solução e nitrogênio no gás de proteção na resistência à corrosão por pites de soldas de aço inoxidável hiperduplex. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Efeitos do tratamento térmico em solução e nitrogênio no gás de proteção na resistência à corrosão por pites de soldas de aço inoxidável hiperduplex.Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS e Park, YS Efeito do tratamento térmico de solução sólida e nitrogênio no gás de proteção na resistência à corrosão por pite de soldas de aço inoxidável hiperduplex. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS e Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS e Park, YS Efeito do tratamento térmico em solução e nitrogênio no gás de proteção na resistência à corrosão por pites de soldas de aço inoxidável super duplex.koros.a ciência.53, 1939–1947 (2011).
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Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. O comportamento eletroquímico do aço inoxidável duplex 2205 em soluções alcalinas com diferentes pH na presença de cloreto. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. O comportamento eletroquímico do aço inoxidável duplex 2205 em soluções alcalinas com diferentes pH na presença de cloreto.Luo H., Dong KF, Lee HG e Xiao K. Comportamento eletroquímico do aço inoxidável duplex 2205 em soluções alcalinas com diferentes pH na presença de cloreto. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 双相不锈钢在氯化物存在下不同pH 碱性溶液中的电化学行为。 Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 Comportamento eletroquímico de aço inoxidável 双相 na presença de cloreto em diferentes pH em solução alcalina.Luo H., Dong KF, Lee HG e Xiao K. Comportamento eletroquímico do aço inoxidável duplex 2205 em soluções alcalinas com diferentes pH na presença de cloreto.Eletroquímica.Revista.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI A influência dos biofilmes marinhos na corrosão: uma revisão concisa. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI A influência dos biofilmes marinhos na corrosão: uma revisão concisa.Little, BJ, Lee, JS e Ray, RI Efeito de biofilmes marinhos na corrosão: uma breve revisão. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI. Little, BJ, Lee, JS e Ray, RILittle, BJ, Lee, JS e Ray, RI Efeito de biofilmes marinhos na corrosão: uma breve revisão.Eletroquímica.Revista.54, 2-7 (2008).