ISSN:
0947-5117
Keywords:
Chemistry
;
Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
Microbial induced corrosion at hydraulic steel structuresSheet pilings of waterways undergo a natural process of corrosion. The average corrosion rate in freshwater is about 0.02 mm/a. Under special conditions, as encountered in this study, corrosion rates may increase drammatically up to 1 mm/a. The damage is signed by ochre coloured and slimy deposits. The rust holes are above the water line and obviously initiated from the land side. Analysis shows the deposits to contain iron oxides and ferro minerals, as well as sulphates and elemental sulphur. Some of these cristalline phases are commonly unstable under normal ambient conditions, but the conditions of pH and redox potential measured at the piling agree well with the range of stability of the minerals detected.Therefore, further research was directed at investigating microbial activity, whereby sulphate reducing bacteria (SRB) were detected. SRB are able to reduce sulphate to sulphide by “sulphate respiration”. The mild steel of the sheet pilings is attacked and iron sulphides are formed. The limitation factor of low sulphate concentration is overcome by the reoxidizing activity of thiobacilli, also detected at the deteriorated sheet piling. Through this coactivity of both kinds of bacteria, sulphur is kept in circulation and not consumed. The sulphur is washed out from coal mining waste used as filling material behind the piling. At the same time, organic material, as carbon source, is provided through ground-water transport from renewed filling material.
Notes:
Im Bereich von Wasserstraßen sind häufig sogenannte Spundwandbohlen zur Uferbefestigung eingesetzt. Diese unterliegen einer natürlich bedingten Korrosion, die gewöhnlich im Süßwasserbereich einer Wanddickenminderung von 0,02 mm/a entspricht. Bisweilen können aber, wie beim vorliegenden Untersuchungsobjekt, stark erhöhte Korrosionsraten festgestellt werden. Das Schadensbild läßt sich wie folgt beschreiben: Die Durchrostungen liegen über der Wasserlinie, sind von ockerfarbenen Ausfällungen, sowie schleimigen Absonderungen umrahmt, und offensichtlich von der Rückseite initiiert. Bei den Untersuchungen der Rost- und Ausfällungsprodukte konnten neben oxidierten Eisenverbindungen auch Eisen-II-Minerale sowie Sulphate und elementarer Schwefel nachgewiesen werden. Die Stabilitätsbedingungen einiger vorgefundenen Mineralphasen, welche gewöhnlich an der Erdoberfläche instabil sind, koinzidieren mit den pH-Bedingungen, die an der Spundwandrückseite bestimmt werden konnten.Der damit begründete Verdacht auf mikrobielle Aktivität wurde mit dem Nachweis von sulphatreduzierenden Bakterien (SRB) bestätigt. Im Zuge der Reduktion von Sulphatschwefel zu Sulfid („Sulphatatmung“), die durch these Bakterien geleistet wird, kann Eisen des Baustahls gelöst und zu Eisensulphid umgesetzt werden. Der limitierende Faktor eines begrenzten Sulphatangebots wird über die Reoxidation durch die Aktivität nachgewiesener Thiobacillen aufgehoben. Durch das Zusammenwirken beider Bakteriengruppen wird der Schwefel im Kreislauf gehalten, so daß letztlich auch relativ geringe Konzentrationen eine Korrosion initiieren. Als Schwefelquelle muß die Hinterfüllung der Spundwände aus Berghaldematerial angenommen werden.Als Kohlenstoffquelle für die Bakterien kommt eine jüngere Auffüllung in Frage, in deren Eluat relativ hohe Gehalte an organisch gebundenem Kohlenstoff gefunden wurden.
Additional Material:
9 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/maco.19950461106
Permalink
