خوردگي متاْثر از ميكروب (MIC)  معروف به خوردگی میی نوعی خوردگي است كه باعث بروز مشكلات پيش بيني نشده، خرابي هاي ناگهاني و تعميرات پر هزينه مي گردد. دورزماني است كه ميكروارگانيسم ها به عنوان عامل تاثيرگذار بر خوردگي كه باعث تسريع 

تخریب ديواره لوله ها و  تيوب هاي مبدل هاي حرارتي با سرعتی بیش از 10 تا 1000 برابر شرائط معمولی مي گردد شناخته میشود (1). خوردگي ميكروبي MIC به گروه سایر انواع خوردگي متعلق نمی باشد و  بيشتر مانند فرایندی است كه باعث تاثيرگذاري بر انواع خوردگی و حتي آغاز آن مي شود. اين فرآيند باعث تسريع بيشتر انواع خوردگي از جمله خوردگي يكنواخت، خوردگي حفره اي، خوردگي شكافي يا تماس، خوردگي گالوانيك میگردد.يكي از مشخصه هاي برجسته خوردگي ميكروبي روند سريع تر آن نسبت به حالت قابل انتظار در شرايط معمولي است. خوردگي ميكروبي مي تواند بر بسياري از سيستم ها تاثير گذارد و در تمام   محيط هاي آبي يافت شود. اين نوع خوردگي تنها محدود به سيستم هاي پايه آبي نمي شود و در سيستم هاي سوخت و روغنی نیز  رخ مي دهد.به طور كلي باكتري ها بر اساس نوع وابستگي آنها به اكسيژن ،  طبقه بندي مي شوند. به گونه هاي كه براي انجام فعالیت سوخت وساز خود به اكسيژن نيازمندند ، هوازي و به گونه هايییی زندگي و فعاليت  در عدم وجود  اكسيژن را دارند غيرهوازي نامیده میشوند.ميكروارگانيسم ها در حالت پلانكتني به ارگانيسم هايي گفته مي شوند كه آزادانه در محيط هاي آبي و يا هوايي معلق مي باشند. آنها در برابر مواد شيميايي قوي مانند اسيدها، الكل ها و مواد گندزدا مقاومند و در صورت خشك شدن، يخ زدگي و جوشيدن محیط ، به  فعالیت سوخت وساز آنها ادامه میابد.ميكروارگانيسم های در حالت چسبنده را تشكيل مي دهند.زماني كه ميكروارگانيسم ها يك لايه بايوفيلم را بر سطح ماده تشكيل مي دهند يك ريز-محيط به وجود مي آيد كه به طور كامل متفاوت از توده اطراف آن است. تغييرات PH ، اكسيژن محلول و تركيبات آلي و غيرآلي در ريز-محيط مي تواند به واكنش هاي الكتروشيميايي توليد كننده هيدروژن منجر شود كه باعث آسيب ديدگي فلزات مي شود.بيشتر ميكرو ارگانيسم هاي يك غشاء خارجي را تشكيل مي دهند كه اورگانيسم را در برابر مواد شيميايي خورنده حفظ مي كند و مواد غذايي را تصفيه و به آنها مي رساند. بايوفيلم ها در برابر بسياري از مواد شيميايي به وسيله همين غشاء مقاوم شده و توانايي تجزیه بسياري از تركيبات را دارد (2). مییزم ها شامل اَلجی، فونجی و سایی ها میشوند .واكنش هاي متابوليكي ميكرواورگانيسم ها كه به خوردگي فلزي مربوط مي شود شامل توليد سولفيد، توليد اسيد، توليد آمونيوم و ته نشيني و اكسيد شدن و كاهش فلزي می شود.برخي از ميكروارگانيسم هاي خاص و خصوصيات آنها در (جدول1) نمايش داده شده است.

نوع	خصوصيات
اَلجی   |   Algae	• تقريباً در تمام محيط هاي آبي از آب خالص گرفته تا آب شور غليظ یافت مي شود • در حضور نور توليد اكسيژن مي كنند و در تاريكي اكسيژن مصرف مي كنند • در بازه دمايي F° 104-32  (C° 40-0 ) و PH (9-5.5) بهترين  روند رشد را دارد
فونجي  |  Fungi	• داراي ساختار قارچي مي باشند • غالباً در خاك یافت مي شوند و بعضي ازگونه هاي آنها توانايي زندگي در محيط هاي آبي را دارند • با در جریان سوخت و ساز مواد آلي توليد اسيد آلي مي كنند
باكتري كاهنده سولفات  Sulfate Reducing Bacteria (SRB)	•ميكروارگانيزم هاي غیرهوازي هستند كه عامل بسياري از مسائل ناشي از خوردگي ميكروبي در سيستم ها و آلياژهاي گوناگون است •آنها برای زمانی محدود در محيط هاي هوازي دوام مي يابند تا زماني كه به يك محيط سازگار دست يابند •SRB باعث كاهش شيميايي سولفات ها به سولفيدها و توليد تركيباتي مانند H2S يا Fe2S در فلزات متخلخل میگردد •اين ميكروارگانيزم ها به شكل ذرات سياه در فاز مايع يا ذرات معلق در سطح مايع با بوي سولفيد هيدروژن قابل تشخيص مي باشند
باكتري اسيدكننده سولفور/سولفيد  Sulfur/Sulfide Oxidizing (SOB)	•SOB گونه هاي هوازي هستند كه سولفيدها يا اجزاء گوگردي را اكسيد كرده به سولفات تبديل مي كند •بعضي از گونه هاي آن گوگرد را اكسيد كرده به اسيدسولفوريك H2SO4 تبديل مي كند  كه باعث بالا رفتن اسیدیته  PH≤1 و خاصيت اسيدي ريز-محيط شده كه باعث خوردگي مواد پوششي مي گردد •آنها در مواد معدني ته نشين شده و سيستم هاي فاضلاب يافت مي شوند.
باكتري اكسيد كننده آهن و منگنز Iron/Manganese Oxidizing Bacteria	•یافت مي باشند و نوعاً در خوردگي حفره اي فولادها حضور دارند •غلظت بالاي منگنز در بايو فيلم ها باعث خوردگي آلياژهاي متخلخل مي گردد كه شامل خوردگي حفره اي فولاد ضد زنگ در سيستم هاي تصفيه آب مي شود •تورم قابل مشاهده در سطح آهن نيز در اثر فرآيند اكسيد شدن اتفاق افتاده است
باكتري لجن زا  Slime Forming Bacteria	•ميكروارگانيزم هاي هوازي هستند كه لجن هاي هيدروكربوري خاص را بر سطح خارجي ملكول هايشان مي گسترانند •عامل اصلي پايين آمدن عملكرد مبدل هاي حرارتي، گرفتگي خطوط انتقال سوخت و فيلترها بوده اند •آنها مي توانند مانع رسيدن اكسيژن به لايه زيرين سطح فلز و در نتيجه ايجاد محيط مناسب براي ارگانيزم هاي غيرهوازي گردند

جدول 1 : انواع میکروارگانیسم و خواص آنها

 كامپوزيت هاي پليمري تقويت شده به وسيله الياف (FRPC)

امروزه استفاده از پليمرهای مقاوم شده به وسيله الياف به عنوان موادی جايگزيني برای مواد مرسوم در ساخت سازه های آبی و دریایی ، بسیار رایج است. رايج ترين انواع كامپوزيتهای FRPC در( جدول 3) نمایش داده شده اند.
در كامپوزيت هاي پليمري معمولاً از الياف شيشه و يا كربن جهت ايجاد استحكام با چگالي پايين استفاده می شود. ماتريكس هاي رزيني نيروهاي وارده را عبور داده و انرژي را پراكنده مي كند. وجود پيوند ميان الياف-رزين جهت ايجاد به هم پيوستگي و تماميت كامپوزيت ضروري است.
از مزيت هاي کاربردی اين كامپوزيت ها مي توان به نسبت بالاي استحكام به وزن، سختي، مقاوم در برابر خوردگي و فرسودگي، استحكام مکانیکی و رفتار خزش بهبود یافته نام برد. قابليت تغيير آسان بر اساس كاربردهای خاص (مانند تغییر خواص حرارتي و شكل ظاهري) در حين فرآيند توليد وجود دارد.
عليرغم آنكه در گذشته اين كامپوزيت در مقايسه با محصولات مشابه از قيمت بالاتری برخوردار بوده اند، اما بدلیل دوام بیشتر، استفاده آنها در دراز مدت مقرون به صرفه می باشد.

كامپوزيت هاي FRPC در ساخت تجهیزات آبی مانند مبدل هاي حرارتي، كندانسور، پمپ ها و عرشه كشتي و تاسیسات نصب شده در اعماق دريا کاربرد گسترده ای دارد(4).

كامپوزيت	انواع
GRP (Glass-fiber Reinforced Polymer)	GRP رزين پلي استر تقويت شده  با الياف شيشه
	GRV رزين وينيل استر تقويت شده  با الياف شيشه
	GRVE رزين اپوكسي وينيل استر تقويت شده  با الياف شيشه
	GRE رزين اپوكسي تقويت شده  با الياف شيشه
CRP(Carbon-fiber Reinforced Polymer)	پلاستيك تقويت شده به وسيله الياف كربني (رزین های مورد استفاده در  اییت شامل رزین هایی و رزین های ترموست می باشد)

جدول 3: انواع کامپوزیتهای FRPC 

محدوديت هاي استفاده از كامپوزيت GRP 

امروزه تجمع ميكروارگانيزم ها (الی خصوص باكتري ها ) در تمام مواد پر کاربرد مهندسي كه در معرض طولاني مدت آبهاي طبيعي قرار دارند، قابل تشخيص مي باشد.به طور کلی محيط موجود در زیر سطح بايوفيلم با توده اطراف آن از حيث PH ، اكسيژن محلول و گونه هاي آلي و غيرآلي تفاوت دارد و به همین تاثیر متفاوتی را بر تمام فازهاي تشكيل دهنده كامپوزيت هاي FRPC (الياف، رزين ها و فاز پيوندی ميان الياف و رزين) با تجمع باکتری رو به رو هستند و به نوعي مستعد خوردگي ميكروبي مي باشد. در این میان کامپوزیت GRP در بعضی موارد میتواند آسیب پذیز باشد که بعضی از این عبارتند از:
1.  مواد افزودني آلي كه به الياف اضافه مي شوند مانند مواد پاياساز و نرم كننده ممکن است خود مواد غذايي مورد نياز براي رشد ميكروب ها و خرابي نهايي را تامين كنند.(4)
2.  رزين هاي پلي استر و پلي اورتان در برابر حمله ميكروبي آسيب پذيرند. اين موضوع براي اولين بار در صنايع منسوجات ونيلي مشاهده گرديد. در نتيجه اندازه گيري باكتري فونجي و باكتري هاي هوازي به آزمون هاي كنترل كيفيت اضافه شد. (4)
3.  باكتري هاي توليدكننده هيدروژن (با توليد گاز و نفوذ به داخل رزين) خاصيت تخريبي زيادي را با از بين بردن پيوند ميان رزين وينيل استر و الياف به وجود مي آورند.(5)

راهكارهاي مقاوم سازي كامپوزيت هاي GRP
از آنجا که باكتري هاي اكسيدكننده گوگرد/آهن، توليد كننده هيدروژن، ته نشين كننده آهك و كاهنده سولفات نمی توانند بر فرایند تخریب رزين هاي اپوكسي و الياف كربني (چه به صورت جداگانه و چه در کامپوزیت) موثر باشند . به علاوه تجمع باكتري كاهنده سولفات (SRB) با ساير باكتري ها، نمي توانند بر رزين هاي با كيفيت و خالص وينيل استر تاثير مخرب گذارد ، دو راه کار اساسی جهت ارتقا ء مقاومت کامپوزیت های GRP در برابر حملات میکروبی قابل عرضه میباشد.(4)

سيستم هايي كه به طور مداوم تحت تاثير مشکلات ناشی از خوردگي ميكروبي مي باشند

سيستم/كاربرد	اجزا/ مناطق آسيب پذير	ميكروارگانيزم ها
خط لوله / مخازن ذخيره (آب،پساب،گاز و نفت)	مناطق راكد مايع در داخل يا خارج از خطوط لوله دفني و تانك ها خصوصاً در محيط هایي با گل مرطوب	باكتري هاي هوازي و غيرهوازي توليدكننده اسيد / باكتري كاهنده سولفات SRB / باكتري اكسيدكننده آهن /منگنز / باكتري اكسيدكننده گوگرد
سيستم هاي خنك كننده	برج هاي خنك كننده  / مبدل هاي حرارتي / مخازن ذخيره	باكتري هاي هوازي و غير هوازي توليدكننده باكتري اكسيدكننده فلز / باكتري لجن زا / اَلجی / فونجي
لنگرگاه ها، اسكله ها و ديگر   سازه هاي آبي	منطقه مرطوب-منطقه زير آب	باكتري كاهنده سولفات
مخازن ذخيره سوخت وسائل نقليه	مناطق راكد مايع	فونجي
نيروگاه هاي توليد برق	مبدل هاي حرارتي كندانسورها	باكتري هاي هوازي و غيرهوازي / باكتري كاهنده سولفات SRB / باكتري اكسيدكننده فلز
سيستم هاي اطفاء حريق	مناطق راكد	باكتري هاي غيرهوازي / باكتري كاهنده سولفات

1. استفاده از رزین های پایه اپوکسی به عنوان ماتریکس کامپوزیت
در كاربردهاي خاص و پرخطر (مانند آب دريا و يا نفت خام) ،كامپوزيت هاي با متریکس پایه اپوکسی ( GRE و GRVE ) بهترین گزینه برای ساخت تجهیزات و تاسیسات می باشند. بدین وسیله اثر تخریبی حملات میکروبی بر فاز های کامپوزیت خنثی می گردد چرا که علاوه بر تاثیرناپذیری حمله میکروبی بر ماتریکس، تجمع باکتری در سایر فازها محدود میگردد.

2. استفاده از الیاف کربن در ساختار کامپوزیت
براي دستيابي به درجه اطمينان بالا در موارد حساس با خصوصیات منحصر به فرد (مانند فشار و دماي بالا و PH پايين، رسانايي الكتريكي بالا ، حجم بالای گازهاي محلول و كميت بالای باكتري ها) استفاده از كامپوزيت هاي CRP می تواند تنها گزینه مناسب باشد. کامپوزیت های CRP از استحکام کششی ، مدول الاستیکی فوق العاده و مقاومت بالا در محیط های خورنده ای برخوردارند. در مواردی که علاوه بر وجود شرائط کاری خاص احتمال حمله میکروبی بالایی وجود دارد با به کارگیری رزین های پایه اپوکسی می توان بهترین مقاومت را ایجاد کرد.
بر این اساس (جدول 4) بهترين كامپوزيت هایي كه مي توانند براي ساخت سيستم هايي كه به طور مستمر در معرض حملات ميكروبي قرار دارند،را معرفی می نماید.

 

سيستم و مناطق آسيب پذير	ميكروارگانيزم ها	کامپوزیت (به ترتیب شدت آسیب رسانی حمله میییاد)
خط لوله/مخازن ذخيره  (آب،پساب،گاز و نفت) مناطق راكد مايع در داخل يا خارج از خطوط لوله دفني و تانك ها خصوصاً در محيط هایي با گل مرطوب	باكتري هاي هوازي و غيرهوازي توليدكننده اسيد باكتري كاهنده سولفات SRB باكتري اكسيدكننده آهن /منگنز باكتري اكسيدكننده گوگرد	GRP(with epoxy lining) GRV GRV (with epoxy lining) GRVE GRE
سيستم هاي خنك كننده برج هاي خنك كننده  مبدل هاي حرارتي مخازن ذخيره	باكتري هاي هوازي و غير هوازي توليدكننده باكتري اكسيدكننده فلز باكتري لجن زا اَلجی فونجي	GRV GRV (with epoxy lining) GRVE GRE CRP
لنگرگاه ها، اسكله ها و ديگر   سازه هاي آبي منطقه مرطوب -منطقه زير آب	باكتري كاهنده سولفات	GRVE GRE
مخازن ذخيره سوخت وسائل نقليه مناطق راكد مايع	فينجي	GRV GRV (with epoxy lining) GRVE
نيروگاه هاي توليد برق مبدل هاي حرارتي كندانسورها	باكتري هاي هوازي و غيرهوازي باكتري كاهنده سولفات SRB  باكتري اكسيدكننده فلز	GRV (with epoxy lining) GRVE GRE
سيستم هاي اطفاء حريق مناطق راكد	باكتري هاي غيرهوازي باكتري كاهنده سولفات	GRV (with epoxy lining) GRVE GRE

 جدول 4 : کامپوزیت های پیشنهادی برای سيستم هايي كه به طور مستمر در معرض حملات ميكروبي قرار دارند