JP2000008186A - 微生物腐食防止方法 - Google Patents

微生物腐食防止方法

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JP2000008186A
JP2000008186A JP11114846A JP11484699A JP2000008186A JP 2000008186 A JP2000008186 A JP 2000008186A JP 11114846 A JP11114846 A JP 11114846A JP 11484699 A JP11484699 A JP 11484699A JP 2000008186 A JP2000008186 A JP 2000008186A
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corrosion
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microbes
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JP11114846A
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Yasuko Yao
泰子 八尾
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L58/00Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微生物が存在する環境下における金属材料の
腐食を効果的に防止し得る方法を提供する。 【解決手段】 微生物が存在する環境下における金属材
料の腐食を防止する方法において、環境中に還元剤を含
有せしめて前記環境下において微生物の活動に起因する
環境変化を防止または復元することを特徴とする微生物
腐食防止方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、広く自然環境で使
用される金属材料の腐食防止方法に係り、特に海水およ
び淡水等の微生物が存在する環境下で使用される金属材
料の腐食を防止する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】冷却管などの配管や原油貯蔵タンクなど
大型金属製容器では、施工時に水張りテストが行なわれ
るが、このテスト終了後に排水したところ、微生物の影
響が疑われる腐食が発生するという事例が報告されてい
る。また、いったん使用した後、一時操業を停止した滞
留水系においても、同じように微生物の影響が疑われる
腐食が発生している。なお、水中環境で使用される金属
材料としては、例えばステンレス鋼があり、使用時にお
いては局部腐食、すなわち孔食やすき間腐食が問題とな
る。この使用開始前もしくは停止時の滞留水系における
ステンレス鋼の微生物腐食を防止する方法としては、完
全乾燥または完全満水における保持、殺菌剤の添加、お
よび電気防食などが行なわれている。こうした方法のう
ち、殺菌に関しては、例えば以下のような特許公報に示
されている。特開昭49−122834号公報では、鋼
製容器製造時の水張りテストにおいて、鉄バクテリアに
よる孔食を防止するためにカセイソーダおよび塩素を添
加する方法を示している。特開昭57−194260号
公報、特開昭58−11788号公報、および特開昭5
8−160697号公報では、腐食防止剤亜硝酸塩を添
加した水系において、ニトロバクテリアが硝酸に変換し
て腐食が進行することを、高濃度の亜硝酸塩の添加また
は温度を40℃に昇温、または増殖抑制剤によって防止
している。特開平3−288585号公報では、高CO
D冷却水でのスライム発生による腐食をアルカリ剤によ
る酸中和とリン酸イオンおよびZnイオンによる腐食抑
制効果と、過酸化水素水添加によるスライム発生防止に
よって防ぐ方法を示している。特開平7−241556
号公報では、冷却水系における微生物に起因する腐食
を、生菌数を紫外線照射処理や静菌剤添加処理によって
1×106 cells/mlにすることによって防止す
る方法を示している。また、特開平9−228080号
公報には、畜熱水系や密閉水系に過酸化水素水を添加
し、微生物汚れに起因する銅の孔食を防止する方法が記
載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の微生物腐食防止
方法では、微生物の活動そのものを止めることを目的と
しているので、微生物の活動を抑制する処理のみにとど
まっており、微生物の活動によって生じた環境の変化が
腐食現象に大きな影響を及ぼしている面から対処がなさ
れていない。すなわち、殺菌処理や静菌剤添加により微
生物の活動を抑制する微生物腐食防止方法では、微生物
の種類によって効果がさまざまであり、確実な微生物腐
食防止方法とはいえない。また、塩素耐性が微生物によ
って異なるため、殺菌処理を施したのみでは微生物の活
動を抑制することができない場合も起こり得る。さら
に、腐食防止剤を添加したことによって逆に微生物に栄
養源を与える結果となり、微生物腐食を防止するという
目的が達成されなかったという事例も報告されている。
【0004】このように、金属材料の微生物腐食を防止
する方法として各種の方法が提案されているものの、い
ずれも前記のような問題点を伴なっており、微生物腐食
を効果的に防止する方法は未だ得られていないのが現状
である。
【0005】そこで本発明は、微生物が存在する環境下
における金属材料の腐食を効果的に防止し得る方法を提
供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、微生物が存在する環境下における金属材
料の腐食を防止する方法において、環境中に還元剤を含
有せしめて前記環境下における微生物の活動に起因する
環境変化を防止または復元することを特徴とする微生物
腐食防止方法を提供する。
【0007】本発明者らは、金属材料の微生物腐食につ
いて鋭意検討した結果、微生物の活動のみならず微生物
活動により発生した生成物も、金属材料の腐食に影響を
及ぼしていることを見出し、本発明をなすに至った。
【0008】なお、微生物が存在する水中環境下でのス
テンレスの腐食については、次のような報告がなされて
いる。すなわち、腐食電位が異常に高くなる、貴化と呼
ばれる現象が生じ、それによってステンレスの局部腐食
感受性が高まることが、ステンレスの微生物腐食の原因
であるとされている。腐食電位貴化は、微生物の作用に
起因すると報告されているが、そのメカニズムには不明
な点が多い。
【0009】本発明者らは、ステンレス鋼の腐食部位か
ら頻繁に検出される鉄酸化細菌を用いて、ステンレス鋼
の腐食挙動に与える影響を鋭意検討した結果、次のよう
な知見を得た。すなわち、腐食電位の貴化には微生物の
活動によって発生する環境の変化が影響しており、具体
的には、微生物の活動によって酸化剤として作用する生
成物が金属材料表面に発生し、これが金属材料の腐食挙
動に影響を及ぼすことを見出した。
【0010】本発明の微生物腐食防止方法は、上述した
ような知見に基づいてなされたものである。
【0011】以下、本発明を詳細に説明する。
【0012】本発明の方法を用いてその活動に起因した
金属材料の腐食を防止し得る微生物としては、実環境中
に存在するものであれば特に限定されないが、例えば、
鉄酸化細菌、鉄細菌、硫酸塩還元細菌、および硫黄酸化
細菌等が挙げられる。鉄酸化細菌としては、例えばTh
iobacillus ferrooxidans等が
挙げられ、鉄細菌としては、例えばGallionel
la,Leptothrix,Sphaerotilu
s等が挙げられる。また、硫酸塩還元細菌としては、例
えばDesulfovibrio spp.,Desu
lfotomaculum spp.等が挙げられ、硫
黄酸化細菌としては、例えばThiobacillus
thiooxidans等が挙げられる。
【0013】こうした微生物は、単独でまたは複数種の
組み合わせで環境中に存在していてもよい。
【0014】上述したような微生物が存在し得る条件で
あれば、本発明の微生物腐食防止方法において環境は特
に限定されないが、例えば冷却水、排水、地下水、海水
などを取り扱う配管、塔槽類などで使用前の水張りテス
トに使用される水中環境や停止時の滞留水中環境とする
ことができる。
【0015】こうした環境中に存在せしめる還元剤とし
ては、例えばL−アスコルビン酸、塩化ヒドロキシアン
モニウム、チオ硫酸ナトリウム、および亜硫酸ナトリウ
ム等が挙げられる。
【0016】還元剤は、微生物の活動により酸化剤とし
て作用する生成物が金属材料表面に発生して金属材料の
腐食が発生し得る環境になった後、具体的には腐食電位
の貴化が確認された後に、環境中に添加することができ
る。このように還元剤を添加することによって、微生物
の活動によって発生した生成物は還元されるので、腐食
電位を低下させて腐食を防止することができる。あるい
は、微生物による金属材料の腐食が開始する前に、予め
環境中に還元剤を存在させていてもよい。還元剤が存在
しているので、仮に微生物の活動によって酸化剤として
作用する生成物が発生しても、この生成物は還元され
る。いずれの場合も、微生物の活動に起因する環境の変
化を防止または復元することができる。
【0017】本発明の微生物腐食防止方法においては、
こうして還元剤を存在させることによって微生物の活動
に起因する環境の変化を防止する。したがって還元剤の
濃度や添加量は、環境の変化を防止可能であれば何等限
定されず、適宜決定することができる。
【0018】また、本発明の方法により微生物腐食を防
止し得る金属材料としては、例えばSUS304等のス
テンレス鋼が挙げられるが、これに限定されるものでは
なく、炭素鋼や銅、銅合金といった任意の金属材料の微
生物腐食を本発明の方法を用いることによって防止する
ことができる。
【0019】本発明の微生物腐食防止方法では、環境に
還元剤を含有させているので、大多数の微生物の活動に
よる酸化剤として作用する物質の生成を抑制することが
できる。
【0020】なお、微生物としての鉄酸化細菌が金属材
料としてのステンレス鋼の腐食部位に存在する場合に
は、鉄酸化細菌が生成する三価鉄イオンが酸化剤として
作用して、ステンレス鋼の腐食電位を貴化させる。本発
明のように環境に還元剤を存在させることにより、三価
鉄イオンを二価鉄イオンに還元して、酸化剤を除去する
ことができる。これによって、ステンレス鋼の腐食電位
を低下させて腐食を防止することが可能となった。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、具体例を示して本発明をさ
らに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるもの
ではない。
【0022】ここでは、微生物が存在する環境として水
張りテストに使用する水または冷却水に使用する水を想
定して、鉄酸化細菌によるステンレス鋼(SUS30
4)の微生物腐食を防止した。
【0023】まず、鉄酸化細菌の培養に通常使用される
Silverman 9K培地で、鉄酸化細菌としての
Thiobacillus ferrooxidans
を3日間培養した。次いで、培養後の鉄酸化細菌の10
分の1量を、鉄イオンを含まず硫酸イオン濃度が低い実
環境に近似した培地中に添加して、3日間馴養した後、
この培養液から遠心分離機で鉄酸化細菌を回収した。
【0024】ここで用いた各培地の組成を下記表1にま
とめる。
【0025】
【表1】
【0026】表1に示されるように、実環境近似培地は
鉄イオンを含有せず、硫酸イオン濃度が100ppmと
Silverman 9K培地の20000ppmより
低いので、実環境に近い組成であり、水張りテストに使
用する水または冷却水に使用する水と同等と想定でき
る。
【0027】また、上述したような実環境近似培地を5
00ml収容したガラスセルを2つ用意し、一方のガラ
スセルには前述の鉄酸化細菌を添加してサンプル1と
し、他方には鉄酸化細菌を添加せずにサンプル2とし
た。なお、サンプル1中には、1ml当たり1×105
〜1×107 cells程度の鉄酸化細菌が含有されて
いる。
【0028】こうして準備された各サンプル中に空気を
0.8ml/リットルでそれぞれ吹き込み、試験材とし
てSUS304ステンレス鋼を溶接熱履歴によるCr欠
乏域の生成(鋭敏化)を想定して、650℃で2時間熱
処理した試験片を浸漬した。その後、各サンプル中に浸
漬した試験片の腐食電位の経時変化を、飽和甘こう電極
を照合電極として電位差計を用いて測定した。
【0029】図1のグラフには、各サンプル中に浸漬し
たSUS304試験片の腐食電位の経時変化を示す。
【0030】図1に示すように、鉄酸化細菌を添加しな
い場合(サンプル2)では、SUS304の腐食電位は
−100mV vs.S.C.E.(飽和甘こう電極基
準)に安定している。これに対して、鉄酸化細菌を添加
した場合(サンプル1)では、SUS304の腐食電位
は220mV vs.S.C.E.まで上昇している。
この腐食電位の上昇から、微生物腐食が発生しやすい環
境になっていることが確認される。
【0031】72時間後のサンプル1に、L−アスコル
ビン酸を最終濃度1%にして添加して、還元条件下にお
いたところ、図1のグラフに示されるように腐食電位
は、鉄酸化細菌を添加しないサンプル2と同等の−10
0mV vs.S.C.E.に低下した。このように腐
食電位が低下したことから、微生物による電位貴化が抑
制されたことがわかる。
【0032】この結果から、環境中に還元剤を存在させ
ることによって、金属材料の微生物腐食を効果的に抑制
できることが確認された。
【0033】上述した例では、微生物による腐食が発生
して金属材料の腐食電位が平衡に達した後に、還元剤と
してのL−アスコルビン酸を加えて環境を還元条件下に
調整したが、本発明の方法はこれに限定されるものでは
ない。微生物が存在する環境中に予め還元剤を含有させ
ておいてもよい。表2に示すように、鉄酸化細菌を還元
剤存在下に添加し、異なる材料を浸漬させても腐食電位
の上昇は認められなかった。この場合にも、微生物の活
動による酸化剤として作用する物質の生成を抑制するの
で、金属材料の微生物腐食が効果的に防止されることが
容易に推測される。
【0034】
【表2】
【0035】また、環境として水中環境を例に挙げて本
発明の方法を説明したが、これ以外にも、例えば、湿り
気をおびた土壌等、微生物が存在する全ての環境におい
て、本発明の方法を用いることにより金属材料の微生物
腐食を効果的に防止することができる。
【0036】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
微生物が存在する環境下における金属材料の腐食を効果
的に防止し得る方法が提供される。かかる方法は、微生
物の活動によって生じる金属材料の腐食電位を上昇させ
る因子を除去するものであるため、金属材料の微生物に
よる腐食を極めて効果的に抑えることができ、その工業
的価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】SUS304腐食電位の経時変化および、腐食
電位に及ぼす還元剤の影響を表わすグラフ図。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 微生物が存在する環境下における金属材
    料の腐食を防止する方法において、 環境中に還元剤を含有せしめて前記環境下において微生
    物の活動に起因する環境の変化を防止または復元するこ
    とを特徴とする微生物腐食防止方法。
JP11114846A 1998-04-23 1999-04-22 微生物腐食防止方法 Pending JP2000008186A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014079758A (ja) * 2013-11-18 2014-05-08 Miike Iron Works Co Ltd 微細化物含有水の使用方法
WO2014142176A1 (ja) * 2013-03-15 2014-09-18 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 微生物腐食防止方法及びカソード防食方法
JP2015044195A (ja) * 2014-10-20 2015-03-12 株式会社御池鐵工所 活性汚泥の処理方法及び排水の処理方法

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