保持管道完整性在石油和天然氣工業中至關重要，當檢測到管道缺陷或故障時，了解問題的起因至關重要。內部和外部腐蝕防護是確保管道安全的關鍵。管道會產生腐蝕，其中一個原因就是微生物造成的腐蝕（MIC），石油和天然氣工業中高達40％的內部腐蝕可能都是由MIC引起的。

    圖1：管道內部腐蝕示例

    生物膜的清洗

    用于微生物測試樣品的優選類型是從管道中可能發生重量損失的腐蝕試樣上獲得的生物膜，可以從專門設計用于收集生物膜樣品的側流裝置中或清洗時掉落的固體/材料上得到。

    微生物生長測試

    微生物生長測試是油氣工業中測試腐蝕相關微生物的最常用的方法，但是這一實驗必須使用需要新鮮樣品。一旦生物膜暴露于氧氣中被干燥了，就不能進行微生物生長測試，但是基因測試（定量聚合酶鏈式反應或qPCR）仍然可以進行，特別是如果在有沉積物下腐蝕和/或、有蝕坑存在，或者兩者共存的情況下。

    圖2：儲存條件對硫酸鹽還原細菌的準確定量的影響

    從管道中獲取生物膜樣品富有挑戰，但可能的來源包括減重腐蝕試樣，側流裝置和清管返回。減重腐蝕監測試樣的實例顯示在圖3中，側流裝置的示例如圖4。

    圖3：重量損失試樣示例

    圖4：用于微生物測試的生物膜培養的側流裝置示例

    圖5：來自相同清管回收物的微生物樣品的變異性

    管道清洗獲得的固體非常不均勻。圖5中的數據來自圖6所示的六個不同的清洗樣品。雖然從各種油、水和氣體管道清理中回收的固體的數量和形貌不同，但所有這些來源的清管固體在微生物測試中顯示相似的變化性。

    圖6：原油管道的清管回收示例

    老管段的微生物測試

    如果管段已經從服役中移除并且當時沒有采集新鮮的微生物樣品，則不能進行微生物生長測試。然而，遺傳測試仍然能夠檢測腐蝕相關微生物的DNA，因為遺傳測試可以檢測活細菌和死細菌的DNA。死細菌的DNA將最終降解并變得不可檢測，因此有一個有趣的問題是管段從使用中移除多長時間仍然產生用于基因測試的有用樣品。

    以下圖7中所示的管段已經不被使用，并且在測試之前在大氣條件下保持幾個月。收集來自沒有明顯腐蝕的區域以及來自被腐蝕區域的管段的可能的生物膜樣品，使用遺傳qPCR測試對這些樣品進行分析以定量細菌，。在高于檢測限的濃度下，任何樣品中都沒有檢測到任何種類的DNA或細菌。

    圖7：干管段圖片

    在取樣之前已經停止服役數周或數月的干管道段通常不產生可檢測的DNA，除非樣品從由腐蝕沉積物保護的深點蝕坑獲得，如圖8所示。遺傳試驗顯示約106個細胞/cm2的總細菌存在于圖8所示的坑中獲得的樣品中，以及約104個細胞/ ml硫酸鹽還原細菌。該管段中的深點蝕坑可能提供了對該樣品中細菌DNA的保護。

    圖8：含有深腐蝕坑的破裂管段的樣品

    微生物測試是管道監測和維護計劃中的重要組成部分，基因測試甚至可以檢測來自死細菌的DNA或是測試樣品上的腐蝕相關微生物的存在。但是，當進行微生物生長測試時，必須盡快分析樣品。并且當對諸如清管回收的異質材料進行取樣時，推薦收集多種混合樣品。需要注意的是，DNA會在環境中降解，如果管道樣品已被停止使用超過一個月，遺傳測試就會無效。

    結束語

    獲得綜合數據以確定任何給定樣品中的腐蝕機理很重要。應使用物理和化學測試，以及微生物和遺傳測試。在確定可能的腐蝕機制時，使用管道中腐蝕坑的形態，腐蝕產物的化學分析，冶金分析，微生物分析，以及操作條件和流體組成的知識都應當被考慮。

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責任編輯：王元

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