Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Литературный обзор 9
1.1. Микробная коррозия в промышленности 9
1.2. Образование, структура и состав биопленок на металлических поверхностях в морской воде 13
1.3. Механизмы влияния бактерий на коррозионное поведение металлических материалов 18
1.4. Методы защиты морских объектов от обрастания и биокоррозии 26
1.5. Выводы 34
ГЛАВА 2. Экспериментальная часть 36
2.1. Выбор и подготовка металлических образцов 36
2.2. Микробиологические исследования 36
2.3. Проведение коррозионных исследований 39
2.4. Определение гидрохимических показателей морской воды 43
ГЛАВА 3. Структура и состав биопленок на поверхности сталей и алюминиевого сплава 44
3.1. Сравнительное исследование микрофлоры биопленок на поверхностях сталей и сплава в морской воде 44
3.2. Модельные представления о концентрационных изменениях в биопленке на инертной подложке 50
ГЛАВА 4. Влияние бактерий биопленки на коррозионно- электрохимическое поведение сталей и сплава 5 8
4.1. Коррозионное поведение малоуглеродистой стали СтЗ
в присутствии морских бактерий 58
4.2. Коррозионное поведение нержавеющей стали и алюминиевого сплава в присутствии морских бактерий 68
4.3. Оценка функционирования различных механизмов микробной коррозии в морской воде 77
4.3.1. Образование пар дифференциальной аэрации 77
4.3.2. Влияние морских бактерий на гальваническую коррозию
4.3.3. Концентрирование ионов металлов бактериями биопленки
ГЛАВА 5. Исследование биостатических и антикоррозионных свойств комплексных соединений висмута
Выводы
Литература
- Образование, структура и состав биопленок на металлических поверхностях в морской воде
- Проведение коррозионных исследований
- Модельные представления о концентрационных изменениях в биопленке на инертной подложке
- Коррозионное поведение нержавеющей стали и алюминиевого сплава в присутствии морских бактерий
Введение к работе
В связи с высокими темпами развития промышленности и введением новых, непрерывно нарастающих объемов металлоизделий резко возросли размеры их коррозионных повреждений. Ежегодно в результате коррозии промышленность теряет сотни тысяч тонн металла. По официальным данным потери от коррозии составляют ежегодно 10-15% годового бюджета стран [1]. При этом более 50% всех случаев коррозионного . разрушения металлоконструкций связано с деятельностью микроорганизмов [2].
Биологическая коррозия становится определяющим фактором надежности и долговечности металлических конструкций. Микроорганизмы, благодаря своим малым размерам, высокой биохимической активности и исключительным адаптационным механизмам, способны проникать в любые щели и зазоры, выживать в экстремальных условиях, при этом нанося значительный ущерб металлическим конструкциям в результате своей жизнедеятельности. Микробной коррозии подвергаются многочисленные установки предприятий нефтехимической, химической, металлургической, пищевой, целлюлозно-бумажной промышленности, а также различные конструкции и сооружения, находящиеся в непосредственном контакте с морской водой. В связи с перечисленными фактами исследование закономерностей биокоррозионных процессов, выявление механизмов воздействия микроорганизмов на кинетику процесса коррозии представляют собой актуальную задачу и имеют существенное значение для разработки более эффективных методов борьбы с микробной коррозией.
Морская вода является природным многокомпонентным электролитом, характеризующимся большим набором равновесных состояний. По имеющимся литературным данным наличие в морской воде большого количества микроорганизмов, помимо физических и химических факторов, обуславливает ее повышенную коррозионную активность по сравнению с синтетическими солевыми растворами. На поверхности металлов в морской воде микроорганизмы (грибы, микрово доросли, бактерии) образуют сложные сообщества, называемые биопленками, которые представляют собой, с одной стороны, физический барьер, снижающий диффузию растворенных соединений из водной толщи к границе металл/вода и в обратном направлении, а с другой стороны - биохимически активную систему с многочисленными ферментами и продуктами метаболизма, взаимодействующими друг с другом. В результате образования и функционирования биопленок на металлических поверхностях физико-химические параметры среды на границе металл/биопленка в значительной степени отличаются от таковых во внешней среде, что приводит к изменению кинетики коррозионных реакций, протекающих на поверхности металла.
Многолетние исследования процессов микро- и макро обрастания ряда сталей в морской воде показали, что коррозионная ситуация на металлической поверхности изначально создается структурно-функциональным состоянием первичного бактериального сообщества [3-5]. Участие макрообрастателей в коррозии заключается в активизации жизнедеятельности как аэробных, так и анаэробных микроорганизмов, развивающихся под основаниями их раковин. Кинетика и механизмы коррозионных процессов, протекающих в присутствии анаэробных бактерий, хорошо изучены. Влиянию аэробных микроорганизмов li і на процессы коррозии уделено внимание в немногих работах [6-8]. Данные, представленные в работах, часто противоречивы и не приводят к пониманию роли аэробных микроорганизмов в общем коррозионном процессе металлов и сплавов в морской воде.
Целью данной работы является изучение коррозионно-электрохимического поведения конструкционных материалов в морской воде в присутствии аэробных и факультативно аэробных бактерий.
Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие задачи: - определить структуру и состав аэробных биопленок, формирующихся в природной морской воде на поверхности высоколегированной стали 12Х18Н10Т, углеродистой стали СтЗ и алюминиевого сплава АМг5; предложить физико-химическую модель, описывающую концентрационные изменения растворенного кислорода и других компонентов морской воды в биопленке по мере ее роста; провести систематическое исследование коррозионно-электрохимического поведения выбранных материалов в стерильной морской воде и в присутствии морских бактерий; - исследовать механизмы воздействия аэробных морских бактерий на коррозионное поведение СтЗ, 12Х18Н10Т и АМг5; - провести исследование биостатических свойств ряда комплексных соединений висмута (III), синтезированных в Институте химии ДВО РАН.
Научная новизна. В процессе работы собрана коллекция микроорганизмов, выделенных с поверхности различных металлических материалов. Предложена физико-химическая модель, описывающая концентрационные изменения кислорода в биопленке по мере ее образования. Проведены систематические исследования коррозионно-электрохимического поведения сталей СтЗ, 12Х18Н10Т и сплава АМг5 в стерильной морской воде и под воздействием аэробных бактерий. Выявлено влияние ферментативной (каталазной) активности бактерий на коррозионную устойчивость сплавов, склонных к пассивации. Проведена оценка участия бактерий биопленки в различных механизмах интенсификации коррозионного процесса исследуемых материалов. Исследованием биостатических свойств комплексонатов висмута (III) установлено, что наилучшими бактерио статическими и противообрастающими свойствами обладает соединение Na3Bi(Nta)2-4H20.
Практическая ценность. Приведенные в работе результаты исследований о воздействии морских бактерий на коррозионное поведение конструкционных -8-материалов позволяют расширить представления о взаимодействии электрохимических и микробиологических процессов, протекающих на границе раздела металл/биопленка в природной морской воде.
Данные о видовом составе биопленок, механизмах интенсификации коррозионного процесса бактериями и биоцидных свойствах комплексонатов висмута(Ш) могут быть использованы при разработке более эффективных противокоррозионных методов, а также новых материалов с биостойкими свойствами.
Основные положения, выносимые на защиту:
Особенности коррозионно-электрохимического поведения малоуглеродистой стали СтЗ, высоколегированной стали 12Х18Н10Т и алюминиевого сплава АМг5 в морской воде в присутствии аэробных и факультативно аэробных бактерий.
Физико-химическая модель, описывающая концентрационные изменения в биопленке по мере ее образования.
Установленные бактериостатические свойства ряда комплексных соединений висмута(Ш).
Апробация работы. Основные результаты исследования доложены на XVII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Казань, 2003); Третьем Международном симпозиуме «Химия и химическое образование» (Владивосток, 2003); Международной научно-технической конференции «Биоповреждения и биокоррозия в строительстве» (Саранск, 2004).
По теме диссертации опубликовано 5 статей в научных журналах и 3 тезисов докладов.
Образование, структура и состав биопленок на металлических поверхностях в морской воде
Процесс образования биопленок на твердых поверхностях в морской воде включает в себя несколько последовательных стадий: транспорт и адсорбцию бактерий к поверхности субстрата; адгезию микроорганизмов; деление бактерий и образование ими микроколоний; развитие вторичной микрофлоры [53]. Еще в 30-х годах прошлого столетия было замечено, что границы раздела двух фаз (твердый субстрат-вода) благоприятны для колонизации микроорганизмами, так как они концентрируют питательные вещества [54]. В настоящее время известно, что практически все поверхности в водной среде, в том числе металлические, покрываются органической пленкой, которая содержит в большом количестве полисахариды микробного происхождения и другие органические вещества, а также неорганические вещества жидкой фазы [55]. Такой слой адсорбированных соединений, называемый «кондиционной пленкой», служит поверхностью для прикрепления бактерий и источником пищи для их роста. Кондиционные пленки, образующиеся на твердых поверхностях в морской воде, влияют на поселение микроорганизмов и эукариотных клеток посредством дифференциального распределения специфических рецепторов [56], расположение которых на поверхности пленки неоднородно: области с повышенной плотностью рецепторов распределены в более или менее гомогенном матриксе.
Формирование биопленки протекает в две стадии. Первая стадия образования биопленки - адсорбция бактерий к поверхности -контролируется рядом физических и химических факторов, важнейшими из которых являются силы электростатического взаимодействия. Кроме того, все подвижные бактерии имеют хеморецептори, определяющие движение микроорганизмов по направлению к аттрактантам, которыми выступают полипептиды, аминокислоты, сахара.
Затем, после первоначальной адсорбции к поверхности, бактерии начинают вырабатывать большое количество волокнистого гликокаликсного материала - матршсса - и «цементируют» себя к поверхности, так что обратимая адсорбция становится необратимой адгезией. Силы сцепления бактерий, прикрепляющихся при помощи внеклеточных полимеров, значительны. При делении бактерий внутри такого матрикса дочерние клетки остаются рядом, что приводит к образованию микроколоний морфологически идентичных клеток. Дальнейшее развитие биопленки на твердой поверхности в морской воде характеризуется появлением микроводорослей, грибов, простейших. Помимо живых организмов, в состав биопленки могут входить детрит, неорганические осадки и, в случае металлов и сплавов, продукты коррозии.
На процесс образования биопленок оказывают влияние множество факторов. Количество прикрепленных клеток, их разнообразие и распределение зависит, в первую очередь, от свойств самого субстрата: его поверхностного натяжения, степени гидрофобности поверхности, ее шероховатости и токсичности. Наиболее интенсивно микроорганизмы прикрепляются к материалам, характеризующимся более низкими значениями поверхностного натяжения [57, 58] и более высокими показателями гидрофобности поверхности [59]. Повышенной адсорбции и адгезии бактерий способствует также увеличение шероховатости и неоднородности поверхности [60]. Колонизация поверхностей токсичных для микроорганизмов материалов происходит очень медленно, так как клеткам необходимо время на адаптацию к токсичным веществам, входящих в состав данного материала [61, 62].
Взаимодействие бактерий с твердыми материалами в определенной степени зависит от физиологического состояния самих организмов, которое определяется их генетическими особенностями, а также условиями окружающей среды (рН, температурой, концентрацией ионов и питательных веществ) [63].
Исследования структуры биопленок, проведенные с использованием современных средств в области микроскопии, таких как, например, конфокальная сканнирующая лазерная микроскопия, позволили установить, что биопленки не являются однородными с равномерно распределенными в толще бактериальными клетками, как считалось на протяжении 1980-х годов, а имеют сложную гетерогенную структуру [64, 65]. Результаты исследований свидетельствуют, что как моновидовые микробные пленки, выращенные в лабораторных условиях, так и природные многовидовые биопленки состоят из кластеров бактериальных клеток, расположенных в неоднородном матриксе различной плотности и окруженных водными каналами [66 - 68]. Водные каналы непосредственно сообщаются с водной массой и обеспечивают биопленке высокую проницаемость. Они имеют диаметр, позволяющий диффундировать латексовым бусам диаметром до 0,3 мкм [69]. Непосредственные наблюдения за инертными частицами, введенными в каналы, подкрепленные исследованиями гидродинамики в биопленке с применением методов ядерного магнитного резонанса (ЯМР), показали, что внутри водных каналов осуществляется конвективный массотранспорт питательных соединений [70-72]. Однако внутрь микроколоний питательные вещества поступают посредством диффузионных процессов, скорость которых определяется значением коэффициента диффузии (D).
Проведение коррозионных исследований
Для осуществления коррозионных и электрохимических исследований применительно к задачам работы необходимо было обеспечить выполнение требований по сохранению чистоты используемых культур, соблюдению стерильных условий и воспроизводимости результатов экспериментов в условиях непрерывно меняющихся параметров коррозионной среды в процессе жизнедеятельности микроорганизмов. Перед проведением экспериментов используемая стеклянная посуда стерилизовалась в сушильном шкафу при 170С в течение 2 часов. Для предотвращения заражения используемых сред из воздуха все склянки в течение всего эксперимента были закрыты стерильными плотноприлегающими ватными пробками.
Стерилизацию морской воды осуществляли путем фильтрации через мембранный фильтр МФАС-Б1 с диаметром пор 0.1 мкм. Данный метод стерилизации позволяет освободить морскую воду от бактериальных клеток без изменения ее химического состава. Стерильность фильтрованной морской воды контролировалась путем посева 1 мл воды на агаризованную среду вышеописанного состава.
Гравиметрические измерения. Гравиметрические коррозионные испытания проводили на образцах стали СтЗ размером 40 20x2 мм. Отшлифованные и обезжиренные ацетоном образцы предварительно взвешивали, затем подвешивали на лесках в склянки, содержащие по 250 мл фильтрованной морской воды. В каждую опытную склянку вносили суспензию определенного штамма из расчета 109 клеток в 1мл воды. Контролем служили образцы, помещенные в стерильную морскую воду без добавления бактерий. Продолжительность испытаний 14 суток. Повторность опытов пятикратная. После окончания коррозионных испытаний образцы помещали на 15 минут в раствор (20%-ная НС1, 0.5% уротропина) для удаления коррозионных продуктов, промывали дистиллированной водой, сушили фильтровальной бумагой, выдерживали в эксикаторе, после чего взвешивали. Взвешивание проводилось на аналитических весах с точностью 0,00001г. О коррозионной активности того или иного штамма судили по скорости коррозии образцов, которую определяли весовым методом и рассчитывали по формуле; K= L2 LS (22) где К - скорость коррозии, г/м -ч; т} - масса образца до экспозиции, г; т2 -масса образца после экспозиции, г; S - площадь образца, м ; t - время, ч. Величину защитного эффекта оценивали по формуле: Z = LZ M00/D, (23) К, где К; - скорость коррозии стали в контроле, К2 - скорость коррозии образца в среде с бактериями.
Измерения электродных потенциалов. Измерение электродных потенциалов проводили относительно насыщенного хлорсеребряного электрода сравнения ЭВЛ-1М1 (Е=+0,201 В), соединенного с капилляром Луггина. Так же как и в гравиметрических исследованиях измерение электродного потенциала проводили в фильтрованной морской воде и в той же воде с добавлением суспензии чистой культуры бактерий или смеси штаммов (109 клеток/мл).
Потенциоданамические исследования. Снятие анодных и катодных поляризационных кривых было проведено в стеклянной трехэлектродной ячейке с хлорсеребряным электродом сравнения и платиновым вспомогательным электродом с использованием потенциостата с интеллектуальным управлением IPC-PRO, изготовленном в ИФХ РАН (г. Москва). Поляризационные кривые потенциал-плотность тока снимали после установления значения стационарного потенциала при скорости развертки потенциала 0.1 мВ/с. Коррозионные параметры рассчитывались на основе потенциодинамических кривых, снятых в областях = ±200 мВ и Е=Екор±10 мВ согласно уравнениям [178]: log ia = log ікор + (Е- Екор)/ЪЛ (24) log ik = log imp + (Екор Е)/Ък (25)
Данные уравнения соответствуют анодным и катодным тафелевским прямым с наклонами ba - 23RT/(l a)zF и bK = 2.3RT/azF, где R -универсальная газовая постоянная, z валентность ионов, а - коэффициент переноса, F- число Фарадея, Т - температура. Плотность коррозионного тока определяли экстраполяцией тафелевских прямых в область Е=Екор или по уравнению Штерна-Гири: iKop = W-hK/2.3(\ + \)Rp (26) где Rp представляет собой линейное поляризационное сопротивление, определяемое как тангенс прямой при Екор: Rp = (dE/di)E=&op (27) Скорость коррозии (мм/год) высчитывалась исходя из значений плотности коррозионного тока по следующему уравнению [179]: K = 0.13/K4PEw/p (28) где Ew - эквивалентный вес металла, р - плотность металла (г/см ), ікор — плотность коррозионного тока (мкА/см").
Модельные представления о концентрационных изменениях в биопленке на инертной подложке
Для определенности поставленной задачи в уравнении (30) необходимо определить конкретный вид выражения W для удельной скорости поглощения кислорода. В качестве такого выражения в микробиологии часто используется уравнение Михаелиса-Ментен [91]: где WQ — максимальная скорость поглощения кислорода бактериями в данных условиях; К - коэффициент, равный концентрации кислорода, при которой скорость поглощения равна половине от максимальной.
При использовании выражения (35) уравнение (30) может быть решено только численными методами, что часто затрудняет анализ получаемых результатов. Поэтому для получения решений в явном виде воспользуемся . приближенным выражением (35) при С; К:
В этом случае уравнения, описывающие распределение концентрации кислорода в биопленке и Б диффузионном слое, примут вид: Как видно из выражений (37) и (38) и непосредственно из рис.3.4, распределение концентраций кислорода в биопленке возрастает по параболическому закону, а в диффузионном слое по линейному закону. Из (37) также следует, что уменьшение толщины диффузионного слоя 5 способствует увеличению концентрации кислорода в биопленке при всех других равных параметрах системы. Из уравнения (37) можно получить критерий, при котором на поверхности подложки (х = 0) достигается концентрация кислорода, равная нулю, С/ = 0, а, следовательно, создаются условия для роста слоя анаэробных организмов:
Как следует из (39) достижению анаэробных условий способствует увеличение скорости поглощения кислорода WQ, ТОЛЩИНЫ биопленки h, толщины диффузионного слоя S, уменьшение концентрации кислорода в объеме СУ и коэффициента диффузии в диффузионном слое. В условиях сильного перемешивания 8— 0 анаэробные условия достигаются при толщине биопленки:
Как следует из уравнений (39) и (40) аэробный слой, начиная с определенной толщины должен стабилизироваться, и, оставаясь постоянным по толщине, должен сдвигаться от поверхности подложки, где и создаются условия для развития анаэробного слоя организмов. При этом, вследствие постоянной толщины аэробного слоя рост анаэробного слоя всегда будет ограничен диффузионным потоком питательных веществ через аэробный слой.
Исходя из такого предположения и, считая, что концентрация питательного вещества, по которому происходит лимитирование развития анаэробной пленки в глубине раствора, равна С", коэффициент диффузии постоянен в аэробной и анаэробной пленках и равен Dg и скорость поглощения питательного вещества в анаэробной пленке равна Wfli можно записать уравнение для стационарного диффузионного распределения питательного вещества в анаэробном слое: где he - толщина анаэробного слоя биопленки. Данное уравнение получено аналогично уравнению (37).
Из (41) можно получить зависимость максимальной толщины анаэробного слоя, при которой достигается предельная концентрация питательного вещества, равная нулю, на границе раздела подложка-анаэробный слой:
Решая квадратное уравнение (42) относительно hm получим максимально возможную толщину анаэробного слоя: к=-ь0+к+Щ . (43) -56 Считая he много меньше h0, что должно практически всегда оправдываться, получим из уравнения (42) приблизительное выражение для оценки толщины анаэробного слоя: Сп A-=W"- (44) Подставляя в (44) выражение (40), получим выражение для зависимости толщины анаэробного слоя от параметров двухслойной биопленки: С п W h= ±L _ІІ . (45)
Достигнув определенной толщины, биопленка стабилизируется. В стационарном состоянии процессы адгезии новых клеток и роста биомассы в биопленке уравновешены процессами отсоединения клеток и их лизисом. Общая толщина биопленки зависит от конкретных условий среды, в которой происходит развитие микроорганизмов, в частности, она определяется количеством питательных соединений в среде, гидродинамическими условиями и типом микроорганизмов, формирующих биопленку.
Мы оценили при какой толщине аэробной пленки возможно создание бескислородных условий для развития анаэробных микроорганизмов. Измеренная нами скорость поглощения кислорода морскими аэробными бактериями составляет 0.022 мг-см"3 с" . Приняв коэффициент диффузии кислорода в биопленке 1.76х 10 см2-с-1 [75] и концентрацию растворенного кислорода в морской воде 7.8 мг-л" мы получили значение h0 используя уравнение (40). Толщина пленки, при которой концентрация кислорода у поверхности подложки снижается до нуля, составила 35.1 мкм. Следовательно, для создания бескислородных зон у поверхности подложки не требуется развития мощной и толстой биопленки. Совместное существование аэробов и анаэробов возможно в узком пространстве даже в хорошо аэрируемых средах.
Коррозионное поведение нержавеющей стали и алюминиевого сплава в присутствии морских бактерий
Сопоставляя данные, представленные в таблице 4.2 с данными, отображенными на рис. 4.10, не трудно заметить, что степень увеличения катодного тока зависит от концентрации каталазы в среде. Зависимость степени увеличения плотности тока от концентрации каталазы в суспензиях показана на рис. 4.11. Из данных, представленных на рисунке, видно, что эти два показателя находятся в прямой зависимости друг от друга. Коэффициент корреляции между ними составляет 0.9074 для высоколегированной стали и 0.8982 для алюминиевого сплава, свидетельствуя о сильной взаимосвязи исследуемых параметров.
Влияние каталазы на увеличение плотности катодного тока сплавов, склонных к пассивации, можно объяснить следующим образом. Известно, что катодное восстановление кислорода протекает стадийно с образованием в одной из стадий в качестве промежуточного продукта пероксида водорода [190]. Согласно [131, 191], в области потенциалов, где образование H2C 2 происходит в достаточных количествах, а скорость его электрохимического восстановления снижена, каталаза может играть существенную роль, осуществляя восстановление пероксида, образованного электрохимическим путем и образуя дополнительные количества кислорода (уравнение (18)). Таким образом, экспериментально установленное в данной работе увеличение плотности катодного тока в присутствии бактерий может быть связано с восстановлением кислорода, образованного при ферментативном разложении Н2СЬ.
Зависимость увеличения плотности катодного тока высоколегированной стали и алюминиевого сплава от концентрации каталазы в суспензиях культур морских бактерий.
Полученные экспериментальные данные позволяют заключить, что по отношению к высоколегированной стали 12Х18Н10Т и алюминиевому сплаву АМг5 коррозивность морской воды, содержащей суспензии аэробных микроорганизмов, выше, чем в стерильной морской воде, вследствие деполяризации катодной реакции восстановления кислорода микроорганизмами. Наличие бактерий на поверхности приводит к увеличению коррозионного тока в 5.9 раз для АМг5 и в 11.6 раз для 12Х18Н10Т, что связано с ускорением катодного процесса. Наблюдаемое в присутствии бактерий увеличение плотности катодного тока в значительной степени взаимосвязано с концентрацией каталазы в бактериальных суспензиях. Представленные данные свидетельствуют в пользу каталазного механизма ускорения коррозионных процессов на сплавах, склонных к пассивации, в присутствии аэробных микроорганизмов.
Как показано в главе 3.1, биопленка характеризуется биологической неоднородностью, которая для металла отражается в химической неоднородности локальной коррозионной среды, что неизбежно ведет к возникновению локальных гальванических пар. Мы провели количественную оценку такого воздействия бактерий на стальные поверхности, используя электрохимическую ячейку с биологически разделенными пространствами.
Исследования показали, что между стерильным электродом и электродом, покрытым биопленкой, возникает ток (рис. 4.12). Через 60 часов ток стабилизируется на значениях 2 мкА/см для низкоуглеродистой стали и 1 мкА/см для высоколегированной стали и алюминиевого сплава.
Возникновение гальванического тока между стерильным электродом и электродом, покрытым биопленкой, является свидетельством работы так называемой «биологической батареи», в которой первый электрод является катодом, а второй - анодом. Это обусловлено тем, что в результате функционирования микроорганизмов в биопленке на ее границе с металлом снижается содержание кислорода и уменьшается значение рН. Модельные лабораторные эксперименты показали, что при создании дифференциальной аэрации в получейках между стерильными электродами также возникает ток, по величине примерно равный значениям, полученным в экспериментах с бактериями. Этот факт служит доказательством того, что основной причиной возникновения токов между электродами, отличающимися друг от друга наличием или отсутствием биопленки на поверхности, является дифференциальная аэрация.
В работе любой гальванической пары большое значение имеет соотношение площадей катода и анода. Как показано на рис. 4.13, с увеличением площади катода ток пары уменьшается. Эти данные свидетельствуют о том, что с возрастанием площади покрытия стальной поверхности биопленкой скорость коррозии будет уменьшаться, вследствие -уменьшения площади катодных участков. Однако данное заключение верно только в случае равномерной коррозии для малоуглеродистых сталей.
