由于微生物腐蝕(MIC)研究的周期長、影響因素復雜、實驗條件苛刻,因而長期以來未被科研工作者所重視。最早有關微生物影響燃料腐蝕性問題的報道見于國外20世紀30年代。而自20世紀80年代以來,隨著中國生物科學和技術的迅猛發展,材料腐蝕與微生物密切相關性,尤其是微生物對金屬腐蝕的危害性越來越被人們認識和關注。據統計,全世界每年因金屬的微生物腐蝕所造成的經濟損失達到300億~500億美元。通常,人們對金屬MIC的研究主要集中在不銹鋼、碳鋼、銅、鋁等金屬及其合金方面,而對由飛機發動機潤滑油系統的鎂合金部件的微生物腐蝕研究涉及者不多。然而飛機燃油中發生微生物污染引發的一系列的問題正在日益加重。隨著航空、汽車和船舶等交通業的快速發展,燃油用量越來越大。一般微生物優先選擇利用C10-C18碳鏈的烴類,所以煤油和柴油受微生物污染比汽油更普遍。微生物生命活動離不開水,對于飛機燃油來說,水分主要有以下3個來源。1)燃油中本身就含有少量的游離水。2)清洗儲油罐時操作不嚴謹、儲油罐口密封不嚴或未將清洗用水徹底干燥,從而引入了天然水和殘存水。3)溫度的急劇變化。飛機在機場停放時白天和夜晚的溫度變化大,飛行時高空和地面的溫差更大,會造成凝露現象,致使飛機油箱中產生冷凝水。
目前對于航空煤油微生物腐蝕機理說法不一致,有些學者認為是陰極去極化理論,而有些學者卻認為是濃差電池理論。較為一致的觀點認為是由于微生物代謝產物及微生物本身對飛機油箱造成的腐蝕和輸油管的堵塞。微生物在有水和煤油(富含碳源)條件下極易生存,產生了很多代謝產物,而大多數代謝產物為低碳鏈的脂肪酸,常見的為醋酸。當醋酸在微生物腐蝕沉積物的情況下濃縮時,根據氧化還原活動性順序的不同,醋酸會對飛機油箱的材質(主要為鎂鋁合金)產生巨大的腐蝕,甚至導致穿孔漏油。鑒定結果表明:污染微生物中的真菌有15種,其中枝孢霉菌的數量最多,生長最快,對煤油的污染最為嚴重。細菌有革蘭氏陰性桿菌、陽性球菌、芽孢桿菌等,這些菌都能以石油類物質(如航空煤油)為碳源進行代謝生長,并產生具有腐蝕性的代謝產物。
腐蝕防治措施
1、加強管理與物理方法維護
解決燃油微生物污染問題的最好方法是預防污染的發生,最好的預防措施是在儲存和使用過程中使儲罐和油箱中的自由水盡可能少。應確保燃油潔凈,使水分含量不超標,定期對油罐和油箱進行徹底清洗,避免油罐和油箱內可能存在的微生物再次污染燃油。盡量減少水分進入燃油的機會,儲存時可采用浮頂罐,最大限度地減少燃油上面的空氣層。同時進行定期排水,把油罐的積水及時排走,減少微生物污染的機會。定期檢查過濾系統,查看是否粘有泥土,及時更換過濾器。使用防腐涂料處理儲罐和油箱以及用電化學方法進行陰極保護等方法雖然費用昂貴,但可以緩解微生物引起的腐蝕問題,避免燃油泄漏對環境造成的嚴重污染。但這些方法并不能解決除腐蝕外的其他微生物的污染問題。
2、預防控制微生物污染燃油除了加強管理外,最有效的措施就是往燃油中添加殺菌劑來進行預防和控制。殺菌劑廣泛應用于各種工業系統,在控制微生物的污染方面起到了非常重要的作用。燃油使用殺菌劑分為2種情況:1)為預防燃油微生物污染而在燃油中預先添加一定量的殺菌劑進行保護;2)燃油被微生物污染后,用殺菌劑對微生物進行殺滅,以避免更嚴重的污染發生。人們擔心的問題是殺菌劑的添加會不會影響燃油的性能,給實際使用帶來問題。應用殺菌劑對燃油微生物進行控制已有不少研究[21],現已開發了多種應用于燃油的殺菌劑產品,表1列出了在EPA注冊的燃油殺菌劑產品。結合實際情況,合理使用殺菌劑,可以有效保護燃油免受微生物的污染。
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