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保持管道完整性在石油和天然气工业中至关重要，当检测到管道缺陷或故障时，了解问题的起因至关重要。内部和外部腐蚀防护是确保管道安全的关键。管道会产生腐蚀，其中一个原因就是微生物造成的腐蚀（MIC），石油和天然气工业中高达40％的内部腐蚀可能都是由MIC引起的。
图1：管道内部腐蚀示例
生物膜的清洗
用于微生物测试样品的优选类型是从管道中可能发生重量损失的腐蚀试样上获得的生物膜，可以从专门设计用于收集生物膜样品的侧流装置中或清洗时掉落的固体/材料上得到。
微生物生长测试
微生物生长测试是油气工业中测试腐蚀相关微生物的最常用的方法，但是这一实验必须使用需要新鲜样品。一旦生物膜暴露于氧气中被干燥了，就不能进行微生物生长测试，但是基因测试（定量聚合酶链式反应或qPCR）仍然可以进行，特别是如果在有沉积物下腐蚀和/或、有蚀坑存在，或者两者共存的情况下。
图2：储存条件对硫酸盐还原细菌的准确定量的影响
从管道中获取生物膜样品富有挑战，但可能的来源包括减重腐蚀试样，侧流装置和清管返回。减重腐蚀监测试样的实例显示在图3中，侧流装置的示例如图4。
图3：重量损失试样示例
图4：用于微生物测试的生物膜培养的侧流装置示例
图5：来自相同清管回收物的微生物样品的变异性
管道清洗获得的固体非常不均匀。图5中的数据来自图6所示的六个不同的清洗样品。虽然从各种油、水和气体管道清理中回收的固体的数量和形貌不同，但所有这些来源的清管固体在微生物测试中显示相似的变化性。
图6：原油管道的清管回收示例
老管段的微生物测试
如果管段已经从服役中移除并且当时没有采集新鲜的微生物样品，则不能进行微生物生长测试。然而，遗传测试仍然能够检测腐蚀相关微生物的DNA，因为遗传测试可以检测活细菌和死细菌的DNA。死细菌的DNA将最终降解并变得不可检测，因此有一个有趣的问题是管段从使用中移除多长时间仍然产生用于基因测试的有用样品。
以下图7中所示的管段已经不被使用，并且在测试之前在大气条件下保持几个月。收集来自没有明显腐蚀的区域以及来自被腐蚀区域的管段的可能的生物膜样品，使用遗传qPCR测试对这些样品进行分析以定量细菌，。在高于检测限的浓度下，任何样品中都没有检测到任何种类的DNA或细菌。
图7：干管段图片
在取样之前已经停止服役数周或数月的干管道段通常不产生可检测的DNA，除非样品从由腐蚀沉积物保护的深点蚀坑获得，如图8所示。遗传试验显示约106个细胞/cm2的总细菌存在于图8所示的坑中获得的样品中，以及约104个细胞/ ml硫酸盐还原细菌。该管段中的深点蚀坑可能提供了对该样品中细菌DNA的保护。
图8：含有深腐蚀坑的破裂管段的样品
微生物测试是管道监测和维护计划中的重要组成部分，基因测试甚至可以检测来自死细菌的DNA或是测试样品上的腐蚀相关微生物的存在。但是，当进行微生物生长测试时，必须尽快分析样品。并且当对诸如清管回收的异质材料进行取样时，推荐收集多种混合样品。需要注意的是，DNA会在环境中降解，如果管道样品已被停止使用超过一个月，遗传测试就会无效。
结束语
获得综合数据以确定任何给定样品中的腐蚀机理很重要。应使用物理和化学测试，以及微生物和遗传测试。在确定可能的腐蚀机制时，使用管道中腐蚀坑的形态，腐蚀产物的化学分析，冶金分析，微生物分析，以及操作条件和流体组成的知识都应当被考虑。
原作：John Kilbane
译者：Sarah
译自：corrosionpedia
