titMIC je forma koroze vyvolaná živými organizmy, jako jsou například bakterie, řasy nebo houby. Často bývá spojena s přítomností hlízovitých výstupků (tuberkulí) nebo slizovitými organickými povlaky. Napadána může být většina běžně používaných konstrukčních materiálů včetně uhlíkových a nízkolegovaných ocelí, austenitických (CrNi nebo CrNiMo) a feritických či martenzitických korozivzdorných ocelí, hliníku, mědi a některých niklových slitin.

Místa vzniku MCI
MIC obvykle vzniká za přítomnosti vodného prostředí nebo tam, kde se voda aspoň občas nachází, zvláště je-li stojatá (stagnující) nebo mírně proudící. Takové podmínky jsou vhodné pro uchycení a růst mikroorganizmů. Existují i mikroorganizmy, které nejen přežívají, ale i rostou za tak krutých podmínek jako je nedostatek kyslíku, světla (i v úplné tmě), vysoká salinita, pH v rozmezí od 0 do 12 a teploty od -17 °C do 113 °C. Systémy mohou být „naočkovány (či nakaženy)“ zavedením mikroorganizmů z vnějšku – následně pak dochází k jejich množení a šíření bez jakékoliv kontroly. Různým organizmům slouží za potravu jak anorganické (např. síra, čpavek, sirovodík atd.), tak organické látky (uhlovodíky, organické kyseliny atp.). Kromě toho všechny organizmy potřebují pro svůj růst zdroj uhlíku, dusíku a fosforu. Pokud je systém v důsledku existence netěsností kontaminován např. uhlovodíky nebo sirovodíkem, může dojít k masivnímu rozvoji biologického znečištění a koroznímu napadení.
K mikrobiální korozi nejčastěji dochází ve výměnících tepla, v odloučené vodě na dně skladovacích nádrží (tanků), v potrubí se stojící nebo pomalu proudící vodou nebo v potrubí, které je v kontaktu s některými typy půd. MIC se může také objevit v nádržích po vodní zkoušce těsnosti, pokud voda nebyla z nádrže vypuštěna. Stejný problém nastává, pokud zařízení nebo nádrže byly ponechány bez ochrany na povětrnosti. Biologickým napadením bývají ohroženy skladovací tanky a vodou chlazené výměníky tepla, pokud chladící voda není patřičně upravována. K rozvoji mikroorganizmů dochází také v požárních systémech.
Ve velké většině zaznamenaných případů korozního napadení, kde živé organizmy byly samy jejich příčinou, nebo napadení urychlovaly, se jednalo o lokalizované formy koroze. Jedním z důvodů je skutečnost, že živé organizmy netvoří na povrchu kovu souvislou vrstvy (film, povlak). U velkých organizmů (korýšů svijonožců – Cirripedia) usazujících se jako jednotlivci na površích ponořených v mořské vodě trvá často měsíce i roky než dojde k vytvoření úplného povlaku. Jednotliví korýši rozptýlení na povrchu korozivzdorných ocelí vytvářejí kyslíkové koncentrační články. Část povrchu oceli skrytá pod skořápkou (škeblí) korýše je stíněna před kyslíkem rozpuštěným ve vodě a proto se stává anodickým místem a výsledkem je lokální (štěrbinová) koroze pod skořápkou. K podobnému jevu může docházet na hliníku a jeho slitinách a v menším rozsahu i na uhlíkových a nízkolegovaných ocelích. Ukazuje se však, že ke koroznímu napadení dochází až po uhynutí živočicha.
Pokud jde o mikroorganizmy (bakterie, řasy a houby), mají také tendenci osídlovat povrch kovu nerovnoměrně. V některých případech tvoří oddělené jednotlivé kolonie, v jiných vytvářejí souvislý biofilm, kde je však rozložení mikroorganizmů extrémně heterogenní, což vede k výraznému chemickému gradientu jak podél povrchu kovu, tak kolmo k němu.
Bakterie mají obvykle délku 0,1 – 5 µm (ale některé druhy mohou dosahovat až stovek µm) a šířku do 3 µm. Mohou se snadno pohybovat a tak rychle mění svou pozici v prostředí podle dostatku resp. nedostatku potravy (popř. jiných podmínek) v daném místě. Rozmnožování bakterií probíhá velmi rychle. Za příznivých podmínek zdvojnásobí svůj počet každých 20 minut (ale i za kratší dobu). Pro většinu bakterií jsou optimálními podmínkami teplota 15 – 45 °C a pH 6 – 8. Pokud jde o potřebu kyslíku, rozdělují se na výhradně (obligatorně) aerobní , mikroaerofilní , fakultativně anaerobní a výhradně (obligatorně) anaerobní . Některé mikroorganizmy mohou vytvářet spory (výtrusy) odolné proti extrémním vlivům prostředí (vysušení, zmrazení, varu apod.). Pokud se spory dostanou do příznivých podmínek, opět se obnoví rozmnožování. Řada mikrobů se může přizpůsobit širokému spektru chemických sloučenin jako zdroji potravy.

tit2
Protipožiarny systém zasiahnutý MCI

 

Metabolizmus mikrobů
Řada mikroorganizmů uplatňujících se při MIC ovlivňuje korozní elektrochemické reakce díky chemickým sloučeninám sloužícím k jejich potravě a/nebo sloučeninám, které jsou produktem jejich metabolizmu. Výrazná většina mikrobů vytváří mimobuněčnou polymerní a polysacharidovou hmotu označovanou jako sliz nebo biofilm. Vrstva slizu vzniká tak, že mikroorganizmy volně plovoucí v prostředí (planktonické buňky) se začnou zachycovat na povrchu kovu a zároveň produkovat sliz. Postupně vytvářejí ve vrstvě slizu kuželovité mikrokolonie propojené spletí kanálků. Biofilm je elastický, ale pokud jeho elasticita nestačí, začne docházet k odtrhávání jednotlivých mikroorganizmů. Sliz slouží jak k přichycení mikrobů na povrchu kovů, tak k zachycování a koncentrování jejich „potravy“ a často také k ochraně mikroorganizmů před toxickým účinkem biocidů používaných k omezení MIC. Biofilm také přímo ovlivňuje korozní proces zachycováním iontů těžkých kovů poblíž povrchu. Může také sloužit jako bariéra proti difúzi chemických látek k nebo od povrchu kovu a tak měnit jejich koncentraci a pH při rozhraní pevná látka – kapalina, kde ke korozi dochází.
Stavba biofilmu je heterogenní, Začíná tenkou základní vrstvou mikroorganizmů uloženou v mimobuněčné polymerní hmotě, V závislosti na rychlosti proudění kapaliny (prostředí) mže být tloušťka této vrstvy 10 – 100 µm a může pokrývat od méně než 20 % až do více než 90 % povrchu kovu. Na tomto základu vzniká vrstva se sloupcovitou strukturou (podobnou květáku) zasahující svými výběžky do hlavního proudu kapaliny. Přes kanálky ve sloupcovité struktuře může voda pronikat dovnitř.
Hotový (zralý) biofilm ve většině vodných prostředí (včetně mořské vody) obsahuje mikroorganizmy, produkty jejich metabolizmu, zachycené vnější odpadní látky a korozní produkty. Ve vnější oblasti biofilmu aerobní heterotrofní bakterie (opak autotrofních ) spotřebovávají kyslík a produkují metabolity užitečné pro další mikroorganizmy žijící vedle nich nebo pod nimi. Vytvářejí mikroprostředí příhodné pro růst anaerobních mikrobů (synergické komunity na ponořeném kovu). Např. sírany redukujících bakterie (sulphate reducing bacteria – SRB) se uplatňují při korozi železných slitin v různých prostředích a tradičně jsou považovány za výhradně anaerobní a přesto je známo, že urychlují korozi v aerobních prostředích. Dochází k tomu tehdy, když mikrobi vytvářejí ve vnější sloupcovité části biofilmu potravu nutnou pro růst SRB nacházejících se na povrchu kovu. Takto mohou anaerobní mikrobi prospívat i tehdy, když podmínky v hlavním objemu kapaliny jim nejsou příznivé. Je nutné poznamenat, že dynamika proudění prostředí kolem povrchu kovu může měnit stavbu biofilmu nebo dokonce bránit jeho tvorbě. To může mít za následek urychlování nebo naopak zpomalování koroze v závislosti na roli biofilmu.
Některé druhy mikrobů mohou produkovat organické (např. mravenčí nebo jantarovou) kyseliny nebo minerální kyseliny (např. kyselinu sírovou), které korozně napadají řadu materiálů. Existuje také skupina bakterií, která metabolizuje dusíkaté sloučeniny. Mohou redukovat dusičnany NO3- (které jsou často používány jako inhibitory koroze) na dusík N2. Jiné skupiny mikrobů přeměňují dusičnany na dusitany nebo naopak, popř. z nich vytvářejí čpavek (NH3). A ještě jiné skupiny bakterií přeměňují sirné sloučeniny. Mohou oxidovat síru nebo sirníky (sulfidy) na sírany či přímo kyselinu sírovou. Také je možná redukce síranů na sulfidy – často to je sulfan (sirovodík).
Mikroorganizmy s fermentačním typem metabolizmu vytvářejí oxid uhličitý (CO2) a vodík (H2). Jiné mikroby zase využívají tyto plyny jako zdroj uhlíku a energie. Četné druhy mikrobů a řas zase produkují nebo spotřebovávají kyslík. Případy, kdy koroze nezávisí na koncentraci aspoň jednoho ze tří zmíněných plynů rozpuštěných v kapalném prostředí, jsou velmi řídké. A nakonec, některé bakterie jsou schopné se přímo zúčastnit oxidace nebo redukce kovových iontů, především železa a manganu. Takové bakterie mohou posunout chemickou rovnováhu mezi Fe, Fe2+ a Fe3+, což často ovlivní kinetiku korozního procesu.
Povlaky vytvářené makroskopickými organizmy, jak živočichy, tak rostlinami) také začínají tvorbou biofilmu. Pokud je vrstva makroorganizmů souvislá, působí jako bariéra snižující koncentraci kyslíku na povrchu kovu a tak snižující korozi. Ta však za určitých okolností může vést k vysoké aktivitě SRB a s tím související vyšší korozi. Pokud je však vrstva nesouvislá, mohou vznikat kyslíkové koncentrační korozní články vyvolávající lokalizované korozní napadení. Silná inkrustace makroorganizmy může mít na pobřežní konstrukce také nežádoucí fyzikální vlivy – např. zvyšování jejich hmotnosti a nárůst hydrodynamického odporu.

Mikroorganizmy uplatňující se při MIC
V Tab. 1 je uveden přehled rodů resp. druhů bakterií a hub nejčastěji způsobujících mikrobiálně indukovanou korozi kovových materiálů.

tab1

Mechanizmy MIC
Při MIC se neobjevují žádné nové typy korozního napadení, ale biofilm může ovlivnit výskyt a/nebo kinetiku běžně existujících typů. Nejběžnějším účinkem jak mikro- tak makrofilmu je vyvolání zřetelněji lokalizované koroze, než v případě, který by nastal ve vodě stejného chemického složení, ale bez biofilmu. Je to důsledek heterogenity biofilmu, která naopak vede k variabilitě chemického složení prostředí místo od místa podél povrchu kovu. Biofilm vytváří především difúzní bariéru mezi povrchem kovu a hlavním objemem vodného prostředí. Tato bariéra obsahuje přes 90 % vody, takže nepředstavuje skutečnou izolaci. Místo toho podporuje vznik silných koncentračních gradientů jak ve směru rovnoběžném, tak kolmém k povrchu kovu. To umožňuje, aby chemie vody na rozhraní s kovem byla odlišná od hlavního objemu, i když jsou těsně propojeny difúzními procesy. Biologické vlivy mohou být rozděleny do čtyř hlavních skupin:
• tvorba organických a anorganických kyselin, jako vedlejších metabolických produktů
• tvorba sulfidů za bezkyslíkatých (anaerobních) podmínek
• vnášení nových redox reakcí
• vznik kyslíkových nebo chemických koncentračních článků

Tvorba kyselin
Bakterie oxidující síru produkují až cca 10 % hm. H2SO4. Tato minerální kyselina spolu s příslušně sníženým pH silně korozně napadá řadu kovů, keramiku a beton. Jiné druhy bakterií vytvářejí organické kyseliny (např. octovou, citronovou, jantarovou, mléčnou apod.), které korodují povrch kovů. Kyseliny také mohou přispět ke korozi tím, že podpoří porušení ochranného povlakového systému. Porušení povlaků mohou způsobit i jiné mikroorganizmy, které samy nemají žádný přímý vliv na korozi. Přitom zplodiny vzniklé při tomto porušování mohou sloužit jako potrava pro bakterie produkující kyseliny a tedy v konečném důsledku dojde k urychlení koroze podkladového kovu. Organické kyseliny tvořené houbami byly identifikovány jako příčina pittingu natřené uhlíkové oceli a hliníkových skladovacích nádrží.
Bakteriální rozklad organických látek ve slizu se může také projevit tvorbou čpavku (NH3) a sulfidů. Čpavek způsobuje korozní praskání slitin mědi a sulfidy urychlují lokalizovanou a/nebo rovnoměrnou korozi jak slitin mědi, tak ocelí.

Anaerobní tvorba sulfidů
Typickým příkladem takové situace je koroze železa a uhlíkové oceli v anaerobních podmínkách za přítomnosti SRB. V odvzdušněné půdě při neutrálním pH by se dalo očekávat, že korozní napadení ocelového potrubí v ní uloženého, by mělo být minimální. Pokud tam však budou přítomny SRB, koroze bude velmi intenzivní.
Podle původního mechanizmu navrženého k vysvětlení tohoto typu koroze SRB pohlcují za využití enzymu hydrogenázy atomární vodík přítomný na kovovém povrchu. Předpokládá se, že pohlcený vodík je potom bakteriemi využit k redukci síranů na sulfidy.
Podle této teorie je vodík odstraňován bakteriemi v ději označovaném jako katodická depolarizace, což umožňuje pokračování koroze. V současné době se dospělo k názoru, že tento mechanizmus nepochybně hraje v procesu významnou roli, ale není jediný. Ukazuje se, že film sirníku železa (FeS) má ochrannou protikorozní funkci, pokud je souvislý. V případě, že tomu tak není, dochází ke galvanické korozi sirníkem nepokrytého kovu. Bakterie tak mění v podstatě neškodné prostředí na agresivní, ve které ocel koroduje docela rychle. Může docházet i k tvorbě dalších korozivních látek, jako např. H2S. SRB také přispívají ke korozi korozivzdorných ocelí a měděných či hliníkových slitin.

Vnášení nových redox reakcí
V biofilmech dochází k akumulaci iontů těžkých kovů, manganu a železa v koncentracích vysoko nad těmi v hlavním objemu prostředí – může být až o 6 řádů vyšší. Přítomnost těchto iontů činí nové redox reakce dostupnými pro korozní proces, zvlášť katodickou reakci.

Vznik kyslíkových nebo chemických koncentračních článků
V každém biofilmu, který není souvislý, mohou vznikat koncentrační (galvanické) makročlánky. Oba chemické prvky (kyslík a vodík) důležité pro řízení korozního děje jsou zároveň důležité pro metabolizmus bakterií. Biofilm může být jak zdrojem obou prvků, tak jejich úložištěm. Obvykle biofilm pokrývá povrch kovu jen místy (ve skvrnách), takže mohou vzniknout kyslíkové (popř. jiné chemické) koncentrační články. V provzdušněných prostředích mohou být oblasti kovového povrchu mezi sloupcovitou strukturou biofilmu v kontaktu s okysličeným elektrolytem. Tyto oblasti s relativně vysokou koncentrací kyslíku uvnitř biofilmu jsou katodické vůči oblastem s menší koncentrací kyslíku. Povrch kovu pod mikrobiální kolonií je ochuzen o kyslík v důsledku jeho spotřeby při metabolizmu. Kyslík nemůže být v dostatečném množství doplňován z hlavního objemu elektrolytu ze dvou důvodů. Za prvé difúze kyslíku je zpomalována bariérovým účinkem biofilmu a za druhé kyslík proniklý do biofilmu je ihned spotřebován při metabolizmu.

obr1

Obr. 1. Schéma vzniku důlku a tuberkule jako důsledku existence kyslíkového koncentračního článku pod biologickým nánosem

 

Vznik takového korozního článku je znázorněn na obr. 1. Anodické místo se nachází pod bakteriální kolonií, kde proto vzniká důlek. Jak důlek roste, železo se rozpouští podle anodické reakce

rov1

Katodickou reakci představuje redukce rozpuštěného kyslíku vně důlku za vzniku OH- iontů podle

rov2

Nerozpustný hydroxid železnatý (korozní produkt) vzniká podle rovnice

rov3

Korozní produkty se smíchávají se slizovým polymerem a vytvářejí tuberkuli (výstupek) vyčnívající dovnitř trubky (nebo nádrže), která sama může překážet při proudění kapaliny potrubím. Pokud popsaný děj probíhá za přítomnosti bakterií schopných oxidovat železnaté ionty (Fe2+) na železité (Fe3+), je koroze ještě urychlena, protože železnaté ionty jsou z roztoku odstraňovány, jakmile vzniknou. To depolarizuje anodu a urychluje korozi pod nánosem. Železité ionty vytvářejí hydroxid železitý (Fe(OH)3), který přispívá k rychlému růstu tuberkulí a tím k ucpávání potrubí.
Jestliže jsou v systému přítomny chloridy Cl-, může se stát elektrolyt uzavřený v tuberkuli velmi kyselý (tj. nízké pH) díky autokatalytické hydrolýze kovu podobné reakci nastávající uvnitř důlku při bodové korozi (pittingu). Chloridy přicházející z hlavního objemu prostředí se slučují se železitými ionty (korozní produkt vzniklý za přítomnosti bakterií) a uvnitř tuberkule tak vzniká roztok vysoce korozivního kyselého chloridu železitého. Chlorid železitý je odpovědný za intenzivní pitting potrubí z korozivzdorné oceli.
Jiným příkladem chemického koncentračního článku je článek mezi oblastmi bohatými na mangan a sulfidy. Kdykoliv dochází uvnitř biofilmu současně k mikrobiální redukci síranů a k depozici manganu, tak se pravděpodobně vytvoří diferenční potenciálový článek na povrchu kovu. Mikrobiálně zprostředkovaný manganový redox cyklus posouvá potenciál odkrytého povrchu kovu k ušlechtilejším hodnotám, zatímco bakteriální tvorba sulfidu se posune směrem k aktivnímu stavu. Takže, když se usadí na různých místech téhož povrchu kovu mangan oxidující mikrokolonie a mikrokolonie SRB, může vzniknout diferenční potenciálový článek. Povrch pod sulfidem se chová anodicky, kdežto oblast pod manganem je katodická. Vznik článku vede k lokalizované korozi.
Katodické místo lze očekávat tam, kde se nahromadily aktivní mangan oxidující mikroorganizmy. Naproti tomu anoda by měla vzniknout v místě, kde se na kovovém povrchu usídlily SRB. Potenciálový rozdíl mezi sulfidickými a Mn(III) nebo MnO2 oblastmi kovového povrchu je větší než 500 mV. Pro srovnání, články s diferenční aerací jsou dost slabé. I při rozdílu v koncentracích kyslíku řádu 10(mezi provzdušněnou a neprovzdušněnou plochou) je potenciálový rozdíl pouze cca 60 mV.

Prostředí, ve kterých dochází k MIC
Přehled typických průmyslových odvětví, kde je zvlášť častý výskyt MIC, je uveden v následující tabulce 2.

tab2

MIC různých materiálů
Železo a uhlíkové (resp. nízkolegované) oceli
Anaerobní koroze
Všechny důležité údaje týkající se tohoto typu MIC u železa a běžných ocelí již byly uvedeny v předchozích odstavcích. Zde jen několik poznámek týkajících se hodnocení rizika MIC a opatření k jeho omezení. Pokud jde o morfologii, téměř vždy se MIC projevuje jako lokalizované napadení velmi podobné pittingu (obr. 2). Anaerobní korozi lze spolehlivě poznat podle vrstvy sirníku FeS na povrchu oceli a sirovodíkového zápachu. U šedé litiny se projevuje tzv. grafitizací (selektivní odkorodování feritu a ponechání grafitických lupínků).

obr2

Obr. 2. Korozní důlek na dně nádrže na naftu v místě, kde byla odloučená voda


Experimenty a provozní zkušenost ukazují, že pro vznik MIC u zařízení uložených pod zemí existuje několik důležitých parametrů, a to:
• přítomnost nebo nepřítomnost SRB
• elektrický odpor půdy
• redox potenciál půdy
• zavodnění
Korozně agresivní půdy mívají střední měrný odpor menší než 2000 Ω • cm a střední redox potenciál zápornější než 400 mV (NHE) přepočítaný na pH 7. Půdy, které mají tyto hraniční parametry, jsou agresivní, pokud obsahují více než 20 % vody.
Opatření k omezení anaerobické koroze:
• náhrada Fe nebo oceli nekorodujícími materiály, jako lamináty, PVC, PE a betonem
• vytvoření neagresivního prostředí kolem oceli pomocí štěrkového zásypu nebo čistého písku (bez jílu) pro dobré odvodnění (tj. okysličení pro potlačení SRB), alkalizování prostředí nebo použití biocidů (v uzavřených průmyslových systémech)
• použití katodické ochrany s potenciálem – 0,95 V proti Cu/CuSO4 elektrodě (nebo i zápornějším). Existuje však riziko vodíkového praskání nebo puchýřování
• použití různých bariérových povlaků včetně inhibitorů koroze a/nebo biocidů
Biogenní sulfidická koroze (Biogenic Sulphide Corrosion)
Jedná se o bakteriálně zprostředkovaný proces tvorby sulfanu (sirovodíku ) a jeho následnou přeměnu na kyselinu sírovou, která napadá beton a oceli v prostředí odpadních (splaškových) vod. Kyselina sírová totiž vzniká jako výsledek oxidace sulfanu (sirovodíku H2S) v přítomnosti vlhkosti. Čerstvé domovní odpadní vody vstupující do kanalizačního systému obsahují značné množství síranů (SO42-). Pokud ve vodě není přítomen rozpuštěný kyslík nebo dusičnany, jsou sírany působením SRB, primárně anaerobním druhem (Desulfovibrio) redukovány na sulfan (H2S).
Jakmile sulfan pronikne difúzí do volného prostoru nad hladinou odpadní vody, tak síru oxidující aerobní bakterie (primárně rod Thiobacillus, který kolonizuje povrch potrubí a dalších zařízení nad hladinou odpadní vody) jej metabolizují a oxidují na o koncentraci až 10 % hm. Tento děj může probíhat tam, kde je odpovídající přísun sulfanu (> 2 ppm), vysoká relativní vlhkost a atmosférický kyslík.

Aerobní koroze
V okysličených prostředích zahrnuje korozní proces obecně tvorbu kyselých metabolitů. Aerobní síru oxidující bakterie Thiobacillus produkují H2SO4. Jiní mikrobi vytvářejí další druhy kyselin, např. organické. Korozní napadení může být jak lokální, tak rovnoměrné. Závisí to na rozložení mikroorganizmů a metabolitů po povrchu kovu. Když se veškerá aktivita bakterií soustředí na rozrušení nebo delaminaci ochranného povlaku, bude koroze pravděpodobně silně lokalizovaná. Pokud však bude vrstva metabolitů rozložena po povrchu rovnoměrně, koroze bude také rovnoměrná. Při aerobní korozi se také objevují také kyslíkové koncentrační články. Jejich funkci mohou podporovat železo oxidující bakterie v tuberkulích.

MIC pasivujících slitin
Existují celkem tři různé typy podmínek, za nichž dochází k MIC austenitických korozivzdorných ocelí (obr. 3). V literatuře je publikována řada dalších podobných případů u nových nádrží a potrubí v chemickém průmyslu a v jaderných elektrárnách, kdy byla prováděna vodní zkouška neupravovanou říční nebo studniční vodou a tato voda byla v zařízení ponechána delší dobu (ve stagnujícím stavu). Podobná situace může nastat i u starších, již provozovaných zařízení, během odstávek. Někdy může být pitting doprovázen vznikem trhlin chloridového korozního praskání.

obr3

Obr. 3. Tři různé typy lokalizovaného korozního napadení austenitických korozivzdorných ocelí

 

Obecné směrnice pro omezení korozních problémů při vodních zkouškách nádrží a potrubí z korozivzdorných ocelí jsou následující:
Pro zkoušku by měla být použita buď demivoda nebo vysocečistý parní kondenzát. Po zkoušce by zařízení mělo být vypuštěno a vysušeno hned, jak je to možné. Pokud bude nutné použít přírodní vodu, je nutné ji profiltrovat a chlorovat a zařízení by mělo být vysušeno nebo vytřeno do 3 až 5 dnů po zkoušce.

Odolnost korozivzdorných ocelí proti MIC v mořské vodě
Pokud jde o korozivzdorné oceli vystavené působení MIC v mořské vodě, jejich odolnost roste se stoupající koncentrací slitinových prvků příznivých z hlediska pittingu a štěrbinové koroze. Standardní austenitické ocele jako 304L (1.4306) nebo 316 (1.4401/1.4436) popř. 316L (1.4404/1.4435) jsou k MIC náchylné. Duplexní ocel SAF 2205 (1.4462) a vysokolegovaná austenitická ocel Sandvik 2RK65 (904L, 1.4539) jsou na mezi odolnosti. Superduplexní ocel SAF 2507 (1.4410) a superaustenity Sanicro 28 (1.4563) a SMO 254 (1.4547) jsou považovány za imunní proti MIC v mořské vodě.

MIC hliníku a jeho slitin
Pitting hliníkových palivových nádrží integrovaných do křídel se u letadel používajících kerosin stal od padesátých let (1950) problémem. Za letu, je v důsledku změn teplot, palivo kontaminováno vodou. K napadení dochází ve vodní fázi pod mikrobiálními nánosy a na rozhraní palivo – voda. Mikroorganizmy rostou buď v plošných usazeninách („bahně“) nebo v tuberkulích. Mikrobi, které jsou obvykle považovány za hlavní příčinu napadení (Cladosporium resinae) produkují různé organické kyseliny (pH 3 až 4 nebo i nižší) a metabolizují určité složky paliva. Tyto organizmy mohou spolu s organizmy produkujícími sliz vytvářet pod nánosy kyslíkové koncentrační články. Pod takovými usazeninami se někdy vyskytují aktivní SRB. MIC lze omezit kombinací snižování obsahu vody v palivu a přídavků biocidů. Lze také používat ochranné povlaky a často nádrž čistit a provádět preventivní inspekce.

MIC měděných a niklových slitin
Skutečnost, že měďnaté ionty jsou pro živé organizmy toxické, neznamená automaticky imunitu měděných slitin proti MIC. Znamená to pouze, že MIC mohou způsobovat jen mikroorganizmy s vysokou tolerancí k působení měďnatých iontů. Např. byla zdokumentována lokalizovaná koroze způsobená SRB u zařízení elektrárny používající k chlazení jak říční, tak brakickou vodu. Jednalo se o zařízení vyrobená ze slitiny Cu10Ni, admiralitní mosazi a hliníkové mosazi. Většina ze zjištěných případů MIC měděných slitin je způsobena produkcí korozivních látek jako jsou CO2, H2S, NH3 a organické a minerální kyseliny. Bakteriální sliz se uplatní při expozici měděných slitin v rozvodech čerstvé říční vody. U CuNi trubek větrákových chladičů v jaderné elektrárně byl zjištěn pitting pod bakteriálními nánosy. Společné působení bakterií tvořících sliz a železo- a mangan oxidujících bakterií vedlo k tvorbě těchto úsad.
Je zcela běžné, že vnitřní povrch trubek výměníků tepla a kondenzátorů vyrobených ze slitin mědi, je pokryt vrstvou bakteriálního slizu. Pokud jsou bakterie živé, způsobuje to pouze snížení přestupu tepla. Avšak jakmile odumřou, začnou díky rozkladu organických látek vznikat sulfidy. Ty jsou, jak je všeobecně známo, korozivní pro měděné slitiny. Případně může docházet ke čpavkem vyvolanému koroznímu praskání, což je připisováno mikrobiální tvorbě NH3.

Prevence MIC
Obecně platí, že jednodušší je MIC předcházet, než rozběhnutý korozní proces zastavit. Nejdůležitějším krokem v prevenci je začít s čistým systémem a udržovat jej čistý. První setkání aparatury s biokorozivním elektrolytem může nastat při hydrostatické zkoušce těsnosti (bezprostředně po výrobě). Často se provádí neupravenou říční vodou, která může obsahovat bakterie způsobující korozi. Je proto nutné použít buď biocidy, nebo po zkoušce vodu kompletně vypustit a zařízení vysušit.
Po uvedení systému do provozu (za podmínek přinášejících potenciální riziko MIC) úspěšná prevence spočívá především v udržování povrchu v čistém stavu (tj. bez nánosů a biofilmu). Je zjevné, že je mnohem jednodušší bránit rozmnožování mikroorganizmů dispergovaných v médiu, než těch skrytých v biofilmu usazeném na kovovém povrchu.
Způsoby, jak udržovat systémy čisté (bez mikroorganizmů), jsou různé, v závislosti na materiálu zařízení, pracovním prostředí, ekonomii provozu a podmínkách pracovního cyklu. Nejběžnější zahrnují použití povlaků, katodické ochrany a biocidů.

Monitorování MIC
Každé nápravné opatření na poli omezování MIC musí být doprovázeno účinným sledováním a hodnocením výsledků. Z počátku to spočívalo především ve zjišťování počtu mikrobů v jednotce objemu vody odebrané ze systému. Tyto údaje byly kombinovány s elektrochemickými korozními měřeními a někdy i se zjišťováním korozních úbytků na svědečných vzorcích. Tento přístup má nevýhodu v tom, že neumožňuje postihnout ovlivnění MIC mikroorganizmy v biofilmu na rozhraní s kovem, kde koroze reálně probíhá. Účinný monitoring by měl proto zahrnovat následující akce:
• zjišťování počtu bakterií usazených na povrchu kovu
• přímé pozorování struktury biofilmu (elektronová a světelná mikroskopie)
• identifikace bakterií ve vodě i v biofilmu
• chemická analýza povrchu kovu (korozních produktů i biofilmu)
• hodnocení morfologie případného korozního napadení
• elektrochemická korozní měření
• měření kvality vody a redox potenciálu

TEXT Ing. Jaroslav Pitter, PhD. – Praha FOTO archiv redakce