乙醇和乙酸蒸汽会对储气罐造成快速腐蚀

全美大约有15.6万家加油站,其中许多加油站的地下隐藏着一个隐患。

危险是地下储气罐的部分腐蚀,腐蚀可能导致故障、泄漏和污染地下水,这是饮用水的来源。近年来,九个州的现场检查人员报告了许多快速腐蚀的储气罐部件,如污水坑泵。这些事故通常与汽油-乙醇混合物的使用和细菌的存在有关,这种细菌是醋酸杆菌,它能将乙醇转化为醋酸,醋酸是醋的一种成分。

这些是在355小时、643小时和932小时后,暴露在乙醇和醋酸蒸汽(地下储气罐的典型条件)中的钢合金样品严重腐蚀的光学显微照片。来源:国家标准

根据检查员的调查结果,美国国家标准与技术研究所(NIST)的实验室研究*表明,在暴露于乙醇和乙酸蒸汽的钢合金样品上,严重腐蚀每年迅速侵蚀1毫米的壁厚。基于这一发现,NIST研究人员建议加油站可能需要比预期更早地更换潜水泵壳体,通常由钢或铸铁制成。这类改造的成本估计在1500至2500美元之间,全国各地有50多万个地下储气罐。

NIST的研究只集中在地下泵部件,这些部件位于加油站入口盖的正下方,刚好在上面并与地下储气罐相连。油底壳泵将燃料从地下储罐转移到燃料分配器,然后将汽油泵入汽车。这些地下储罐和管道也可能是钢制的,也可能很脆弱。“我们知道一些储罐内部存在腐蚀问题。目前,我们还不确定这种腐蚀是否是由细菌引起的,”NIST的合著者Jeffrey Sowards说。

美国大部分燃料基础设施都是为未混合汽油设计的。乙醇,一种可以从玉米中提炼出来的酒精,由于其含氧量和辛烷值,即抗爆指数,现在被广泛用作汽油添加剂。NIST之前的一项研究发现,喜欢乙醇的细菌加速了管道破裂

在最新的研究中,NIST研究人员开发了新的测试方法和设备来研究铜和钢合金样品,这些样品要么浸泡在接种了细菌的乙醇水溶液中,要么暴露在模拟污水2020欧洲杯下注官网坑泵周围的介质条件上方的蒸汽中。腐蚀速率在大约30天内进行了测量。

NIST的研究证实了与现场检查人员在污水坑泵上看到的损坏类似的情况。最严重的损坏是在暴露在蒸汽中的钢上发现的片状氧化铁产品覆盖腐蚀。铜在液体和蒸汽环境中也受到了损伤,但腐蚀速率较慢。钢浸泡在液体混合物中,腐蚀速度很慢;NIST的论文指出,细菌可能已经创造了一种生物膜,在这种情况下起到了保护作用。

NIST合著者Elisabeth Mansfield指出,尽管铜腐蚀缓慢,但1.2毫米厚的铜管壁需要大约15年才能形成孔洞。在冷加工铜上观察到局部腐蚀,这种材料用于污水泵管道。因此,弯曲铜管的应力腐蚀开裂是一个值得关注的问题,因为它会大大缩短管的使用寿命并导致泄漏。

为本研究开发的NIST测试设2020欧洲杯下注官网备可用于未来特殊涂层和杀生物剂的研究,或用于防止污水泵故障和泄漏的其他方法。

NIST于2013年7月举办了一场与替代燃料相关的生物腐蚀研讨会。研讨会的报告和信息可在以下网址找到http://www.nist.gov/mml/acmd/biocorrosion.cfm

*J.W.索沃兹和E.曼斯菲尔德。铜和钢合金在含有产酸细菌的模拟地下储罐集水坑环境中的腐蚀。腐蚀科学。2014年7月。在媒体上,更正的证据可以在线获得。内政部:10.1016/j.corsci.2014.07.009。欧洲杯线上买球

**参见2011年NIST技术节拍文章,“NIST发现爱好乙醇的细菌加速管线钢的开裂”,见http://www.nist.gov/mml/acmd/201108_ethanol_pipelines.cfm

资料来源:http://www.nist.gov/

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