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A corrosão microbiana (CIM) é um problema sério em muitas indústrias, pois pode levar a enormes perdas econômicas.O aço inoxidável super duplex 2707 (2707 HDSS) é utilizado em ambientes marítimos devido à sua excelente resistência química.No entanto, sua resistência ao 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 de biofilme de Pseudomonas aeruginosa no meio 2216E ocorre uma mudança positiva no potencial de corrosão e um aumento na densidade de corrente de corrosão.A análise de espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS) mostrou uma diminuição no 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 2707 HDSS não é completamente imune ao MIC de biofilmes de P. aeruginosa.
Os aços inoxidáveis ​​duplex (DSS) são amplamente utilizados em diversas indústrias devido à combinação perfeita de excelentes propriedades mecânicas e resistência à corrosão1,2.No entanto, pitting localizado ainda ocorre e afeta a integridade desse aço3,4.DSS não é resistente à corrosão microbiana (MIC)5,6.Apesar da ampla gama de aplicações para DSS, ainda existem ambientes onde a resistência à corrosão do DSS não é suficiente para uso a longo prazo.Isso significa que são necessários materiais mais caros com maior resistência à corrosão.Jeon et al7 descobriram que mesmo os aços inoxidáveis ​​super duplex (SDSS) têm algumas limitações em termos de resistência à corrosão.Portanto, em alguns casos, são necessários aços inoxidáveis ​​super duplex (HDSS) com maior resistência à corrosão.Isso levou ao desenvolvimento de HDSS altamente ligado.
A 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.O HDSS contém um alto teor de Cr, Mo e N11, portanto, possui excelente resistência à corrosão e um alto valor (45-50) do número de resistência à corrosão equivalente (PREN) determinado por % em peso de Cr + 3,3 (% em peso de Mo + 0,5 em peso. .% em peso) + 16% em pesoN12.Sua excelente resistência à corrosão depende de uma composição balanceada contendo aproximadamente 50% de fases ferríticas (α) e 50% austeníticas (γ).HDSS tem melhores propriedades mecânicas e maior resistência à corrosão por cloretos.A resistência à corrosão aprimorada estende o uso de HDSS em ambientes de cloreto mais agressivos, como ambientes marítimos.
Os MICs são um grande problema em muitas indústrias, como as indústrias de petróleo, gás e água14.MIC é responsável por 20% de todos os danos por corrosão15.MIC é uma corrosão bioeletroquímica que pode ser observada em muitos ambientes.Os biofilmes que se formam nas superfícies metálicas alteram as condições eletroquímicas, afetando assim o processo de corrosão.Acredita-se amplamente que a corrosão MIC é causada por biofilmes.Microrganismos eletrogênicos comem metais para obter a energia de que precisam 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 ai.18 demonstraram que os intermediários eletrônicos aceleram a transferência de elétrons entre as células Desulfovibrio sessificans e o aço inoxidável 304, resultando em um ataque MIC mais severo.Anning et ai.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.
DSS é conhecido por ser suscetível a 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 HDSS24 MIC não é muito conhecido.
Pseudomonas aeruginosa é uma bactéria Gram-negativa, móvel, em forma de bastonete, 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 do biofilme.Mahat et ai.28 e Yuan et al.29 demonstraram que Pseudomonas aeruginosa tende a aumentar a taxa de corrosão de aço doce e ligas em ambientes aquáticos.
O principal objetivo deste trabalho foi investigar as propriedades do MIC 2707 HDSS causado pela bactéria aeróbica marinha Pseudomonas aeruginosa usando métodos eletroquímicos, métodos de análise de superfície e análise de produto 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 usada para determinar a estabilidade da passivação do filme de óxido sob a influência de um ambiente marinho contendo Pseudomonas aeruginosa.A profundidade das cavidades 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 tem excelentes propriedades mecânicas com um limite de escoamento de 650 MPa.Na fig.1 mostra a microestrutura óptica de 2707 HDSS tratado termicamente em solução.Na microestrutura contendo cerca de 50% de fases de austenita e 50% de fases de ferrita, são visíveis bandas 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 P. aeruginosa por 14 dias a 37°C.Ele 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 drasticamente, chegando a -477 mV (comparado ao SCE) e -236 mV (comparado ao SCE) para a amostra abiótica.e cupons Pseudomonas aeruginosa, respectivamente).Após 24 horas, o valor de Eocp 2707 HDSS para P. aeruginosa era relativamente estável em -228 mV (em comparação com SCE), enquanto o valor correspondente para amostras não biológicas era de aproximadamente -442 mV (em comparação com SCE).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 abióticos e inoculados com Pseudomonas aeruginosa durante um período de 14 dias.As tangentes das curvas do ânodo e do 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 para cima na curva de P. aeruginosa resultou em um aumento no Ecorr em comparação com a curva abiótica.O valor icorr, que é proporcional à taxa de corrosão, aumentou para 0,328 µA cm-2 na amostra de Pseudomonas aeruginosa, quatro vezes maior que na amostra não biológica (0,087 µA cm-2).
O LPR é um método eletroquímico não destrutivo clássico para análise rápida de corrosão.Também tem sido usado para estudar 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, Rp 2707 HDSS atingiu um pico de 1955 kΩ cm2 para espécimes abióticos e 1429 kΩ cm2 para espécimes de Pseudomonas aeruginosa.A Figura 2c também mostra que o valor de Rp diminuiu rapidamente após um dia e permaneceu relativamente inalterado nos 13 dias seguintes.O valor de Rp de uma amostra de Pseudomonas aeruginosa é de cerca de 40 kΩ cm2, que é muito menor do que o 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 oscilou bastante após as primeiras 24 horas.Os valores icorr das amostras de P. aeruginosa foram uma ordem de grandeza maior do que os dos controles não biológicos.Esta tendência é consistente com os resultados da resistência de 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 posteriormente analisados ​​ajustando os dados usando um modelo de circuito equivalente (EEC).
Na fig.3 mostra gráficos de Nyquist típicos (aeb) e gráficos de Bode (a' eb') para 2707 amostras de 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 da impedância total.Informações sobre a constante de tempo de relaxação podem ser obtidas a partir dos máximos de fase.Na fig.4 mostra as estruturas físicas baseadas em uma monocamada (a) e uma bicamada (b) e os respectivos EECs.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 de 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, muito inferior aos 489 kΩ cm2 das amostras não biológicas (Tabela 4).
As imagens CLSM e as 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 pobre e algumas células mortas apareceram.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 mudou de 23,4 µm após 7 dias para 18,9 µm após 14 dias.A espessura média do biofilme também confirmou essa 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.
EMF revelou 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 a biofilmes e seus metabólitos.Os micróbios precisam apenas de vestígios 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, pontuações com e sem P. aeruginosa foram observadas no meio 2216E.Antes da incubação, a superfície das amostras era lisa e sem defeitos (Fig. 7a).Após a incubação e remoção do biofilme e produtos de corrosão, os sulcos mais profundos na superfície das amostras foram examinados usando CLSM, conforme mostrado na Fig. 7b e c.Nenhuma corrosão óbvia foi encontrada na superfície dos controles não biológicos (profundidade máxima de corrosão de 0,02 µm).A profundidade máxima da cova causada por P. aeruginosa foi de 0,52 µm aos 7 dias e 0,69 µm aos 14 dias, com base na média da profundidade máxima da cova de 3 amostras (10 profundidades máximas foram selecionadas para cada amostra).Obtenção 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 Pseudomonas aeruginosa.
Na fig.A Tabela 8 mostra os espectros XPS de várias superfícies de amostra, e a composição química analisada para cada superfície é 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.
HDSS exibe 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 DSS altamente ligado com um PREN maior que 45. O valor 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 balanceada e uma microestrutura livre de defeitos são benéficas para a estabilidade estrutural e resistência à corrosão.No entanto, apesar de sua excelente resistência química, os dados experimentais neste trabalho sugerem que o 2707 HDSS não é completamente imune às MICs do biofilme de P. aeruginosa.
Os resultados eletroquímicos mostraram que a taxa de corrosão do 2707 HDSS no caldo P. aeruginosa aumentou significativamente após 14 dias em comparação com o ambiente não biológico.Na Figura 2a, observou-se diminuição da Eocp tanto no meio abiótico quanto no caldo P. aeruginosa nas primeiras 24 horas.Depois disso, o biofilme cobre completamente a superfície da amostra e o Eocp torna-se relativamente estável36.No entanto, o nível de Eocp biológico foi muito maior do que o nível de Eocp não biológico.Há razões para acreditar que essa diferença esteja associada à formação de biofilmes de P. aeruginosa.Na fig.2d na presença de P. aeruginosa, o valor icorr 2707 HDSS atingiu 0,627 μA cm-2, que é uma ordem de grandeza maior que a do controle abiótico (0,063 μA cm-2), que foi consistente com o valor Rct medido por EIS.Durante os primeiros dias, os valores de impedância no caldo de P. aeruginosa aumentaram devido à fixação de células de P. aeruginosa e à formação de biofilmes.No entanto, 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 do biofilme.Consequentemente, a resistência à corrosão diminuiu ao longo do tempo e a fixação de P. aeruginosa causou corrosão localizada.As tendências em ambientes abióticos foram diferentes.A resistência à corrosão do controle não biológico foi muito superior ao valor correspondente das amostras expostas ao caldo P. aeruginosa.Além disso, para acessos abióticos, o valor de Rct 2707 HDSS atingiu 489 kΩ cm2 no dia 14, o que é 15 vezes maior que o valor de Rct (32 kΩ cm2) na presença de P. aeruginosa.Assim, o 2707 HDSS tem excelente resistência à corrosão em um ambiente estéril, mas não é resistente a MICs de biofilmes de P. aeruginosa.
Estes resultados também podem ser observados a partir das curvas de polarização nas Figs.2b.A ramificação anódica tem sido associada à formação de biofilme de Pseudomonas aeruginosa e reações de oxidação de metais.Neste caso, a reação catódica é a redução do oxigênio.A presença de P. aeruginosa aumentou significativamente a densidade de corrente de corrosão, cerca de uma ordem de grandeza maior do que no controle abiótico.Isso indica que o biofilme de P. aeruginosa aumenta a corrosão localizada do 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.Isso pode ser devido à biocatálise de redução de oxigênio por biofilmes de Pseudomonas aeruginosa.Esta observação também pode explicar o MIC 2707 HDSS neste trabalho.Também pode haver menos oxigênio sob biofilmes aeróbicos.Portanto, a recusa em repassivar a superfície metálica com oxigênio pode ser um fator que contribui para o MIC neste trabalho.
Dickinson e outros.38 sugeriram que a velocidade das reações químicas e eletroquímicas pode ser diretamente afetada pela atividade metabólica de 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.Isso pode ser razoavelmente explicado pelo fato de que, após 14 dias, a maioria das células sésseis na superfície do 2707 HDSS morreu devido ao esgotamento de nutrientes no meio 2216E ou à liberação de íons metálicos tóxicos da matriz do 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 nos primeiros 7 dias.O ambiente 2216E é usado para simular o ambiente marinho.Contém 17700 ppm Cl-, que é comparável ao seu conteúdo na água do mar natural.A presença de 17700 ppm Cl- foi a principal razão para a diminuição de Cr nas amostras abióticas de 7 e 14 dias analisadas pelo 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 em 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 mostrou 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).Isso é consistente com os dados eletroquímicos descritos acima.A profundidade do poço de 0,69 µm é mais de dez vezes menor do que o valor de 9,5 µm relatado para 2205 DSS nas mesmas condições.Esses dados mostram que 2707 HDSS exibe melhor resistência a MICs do que 2205 DSS.Isso não deve ser uma surpresa, já que o 2707 HDSS tem níveis mais altos de Cr, que fornecem passivação mais longa, mais difícil de despassivar P. aeruginosa e, devido à sua estrutura de fase balanceada, sem precipitação secundária prejudicial que causa pitting.
Em conclusão, pontuações MIC foram encontradas na superfície de 2707 HDSS em caldo de P. aeruginosa em comparação com pontuações insignificantes no ambiente abiótico.Este trabalho mostra que 2707 HDSS tem melhor resistência a MIC do que 2205 DSS, mas não é completamente imune a 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 de 2707 HDSS é mostrada na Tabela 1, que foi analisada pelo NEU Materials Analysis and Testing Department.Todas as amostras foram tratadas para solução sólida a 1180°C por 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 para 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.Em seguida, foram secas ao ar sob luz ultravioleta (UV) por 0,5 h antes do uso.
A cepa marinha de Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 foi adquirida do Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC), China.Pseudomonas aeruginosa foi cultivada em 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 6NH 320NH2, 0,022 H3BO3, 0,004 NaSiO3. extrato de levedura e 0,1 citrato de ferro.Autoclave a 121°C por 20 minutos antes da inoculação.Conte células sésseis e planctônicas com um hemocitômetro sob um microscópio de luz com ampliação de 400x.A concentração inicial de Pseudomonas aeruginosa planctônica imediatamente após a inoculação foi de aproximadamente 106 células/ml.
Os testes eletroquímicos foram realizados em uma célula de vidro clássica de três eletrodos com volume médio de 500 ml.A folha de platina e o eletrodo de calomelano saturado (SAE) foram conectados ao reator através de capilares de Luggin preenchidos com pontes salinas, que serviram como contra e eletrodos de referência, respectivamente.Para a confecção dos eletrodos de trabalho, 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 medições eletroquímicas, as amostras foram colocadas no meio 2216E e mantidas a uma temperatura de incubação constante (37°C) em banho-maria.Os dados de OCP, LPR, EIS e potencial de polarização dinâmica foram medidos usando um potenciostato Autolab (Referência 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 livre de corrosão fosse alcançado.As curvas de polarização foram então medidas de -0,2 a 1,5 V em função de 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 granulação 2000 úmido e posteriormente polidas com uma suspensão de pó Al2O3 de 0,05 µm para observação óptica.A análise metalográfica foi realizada usando 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 fixadas com glutaraldeído 2,5% (v/v) por 10 horas para fixação dos biofilmes.Foi então desidratado com etanol descontínuo (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 as células mais sésseis de P. aeruginosa na superfície de cada amostra.Realize 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 os 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 usando uma fonte monocromática de raios X (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.Os 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 usando 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 a coloração, 1 ml de uma mistura contendo 3 µl de SYTO-9 e 3 µl de solução de PI foi incubado por 20 minutos em temperatura ambiente (23°C) no escuro.Em seguida, as amostras coradas foram examinadas em dois comprimentos de onda (488 nm para células vivas e 559 nm para células mortas) usando um aparelho Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Japão).A espessura do biofilme foi medida no modo de varredura 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. Коррозионное растрескивание под напряжением дуплексной нержавеющей стали LDX 2101 в растворах хлоридов в присутствии тиосульфата. 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 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Коррозионное растрескивание под напряжением дуплексной нержавеющей стали LDX 2101 в растворе 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.ciência coros 80, 205-212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Efeitos da solução de tratamento térmico 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 Efeitos da solução de tratamento térmico e nitrogênio no gás de proteção na resistência à corrosão por pite 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 & Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS e Park, YS Efeito do tratamento térmico de solução e nitrogênio no gás de proteção na resistência à corrosão por pite de soldas de aço inoxidável super duplex.koros.a ciência.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Estudo comparativo em química de corrosão microbiana e induzida eletroquimicamente do aço inoxidável 316L. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Estudo comparativo em química de corrosão microbiana e induzida eletroquimicamente do aço inoxidável 316L.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. e Lewandowski, Z. Estudo químico comparativo da corrosão microbiológica e eletroquímica do aço inoxidável 316L. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. e Lewandowski, Z. Estudo químico comparativo de pites induzidos microbiológica e eletroquimicamente em aço inoxidável 316L.koros.a ciência.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. O comportamento eletroquímico do aço inoxidável duplex 2205 em soluções alcalinas com pH diferente na presença de cloreto. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. O comportamento eletroquímico do aço inoxidável duplex 2205 em soluções alcalinas com pH diferente 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 pHs na presença de cloreto. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 Comportamento eletroquímico do aço inoxidável de aço inoxidável na presença de cloreto em pH diferente em solução alcalina.Luo H., Dong KF, Lee HG e Xiao K. Comportamento eletroquímico do aço inoxidável duplex 2205 em soluções alcalinas com diferentes pHs na presença de cloreto.Electrochem.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 & Ray, RILittle, BJ, Lee, JS e Ray, RI Efeito de Biofilmes Marinhos na Corrosão: Uma Breve Revisão.Electrochem.Revista.54, 2-7 (2008).