ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Современные представления о механизме биоповреждений материалов из "Защита машин от биоповреждений " При исследовании биоповреждений металлоконструкций имеются определенные методологические трудности. Во-первых, био-повреждения материалов микроорганизмами носят специфический характер. В отличие от других видов повреждений в них непосредственно участвуют живые организмы, т. е. приходится иметь дело с биологическими объектами и процессами. Исследования осложняются из-за видового многообразия микроорганизмов и взаимного влияния их друг на друга как положительного, так и отрицательного (симбиоз, комменсализм, конкуренция, антагонизм и т. п.), а также вследствие сложных процессов, протекающих внутри самого микроорганизма (метаболизм, анаболизм, катаболизм). Кроме того, нестабильность некоторых полимерных материалов и влияние их на микроорганизмы еще более усложняет проблему. Материалы конструкций техники и сооружений, а также условия эксплуатации последних, в особенности температурные факторы, влияют на развитие микроорганизмов и вызывают их эволюцию. Выявлено, что отдельные полимеры ЛКП и некоторые вещества (амины, кетоны, окислы азота и пр.), а также пониженная температура (-Ь4...-Ьб °С), искусственная аэрация и другие факторы определяют видовой состав (отбор) и адаптацию наиболее жизнеспособных микроорганизмов. В процессе отбора и адаптации повыщается их агрессивность в отношении материалов, на которых они образуют колонии. [c.47] Во-вторых, биоповреждения на ранних стадиях трудно диагностировать, и без применения специальной методологии и аппаратуры, без привлечения специалистов-микробиологов они могут оставаться нераспознанными. [c.47] В-четвертых, по описанным выше причинам моделирование и прогнозирование биоповреждений осложнено. Механизм биоповреждений имеет специфические особенности, связанные с попаданием микроорганизмов на поверхность конструкций, адсорбцией и образованием микроколоний, накоплением продуктов метаболизма, стимулирующих процессы повреждений материалов, эффектами синергизма. Целесообразно остановиться на некоторых вопросах механизма биоповреждений материалов с участием микроорганизмов, а затем перейти к рассмотрению основных методов исследования бнокоррозии. [c.48] Процесс биоповреждений материалов техники и сооружений в общем виде можно разбить на следующие этапы. [c.48] Первый этап — перенос микроорганизмов из воздушной, водной сред или из почв на поверхность металлоконструкций. Этот этап предшествует возникновению биоповреждений. Наибольшим воздействиям на этой стадии подвержены материалы техники и сооружения, контактирующие или находящиеся вблизи почв и листвы деревьев. Перенос микроорганизмов возможен также посредством воздушных потоков, несущих бактерии, актиномицеты и мицелий грибов с частицами почвы. Менее вероятен перенос посредством влаги воздуха и проникающими почвенными водами. Нельзя исключить яз рассмотрения и перенос микроорганизмов и загрязнений поверхности конструкций насекомыми (мухами, бабочками, жуками, пауками и т. п.). Часто отмечаются случаи переноса микроорганизмов с загрязнением поверхностей технологического характера (при сборке конструкций в условиях производства или при их ремонте). Эти загрязнения вносит человек, выполняя операции технологического цикла. На поверхности остаются смазочные материалы, масла, волокна тканей, частицы пыли, песка, компоненты пота на участках соприкосновения поверхностей с руками человека. Возможны загрязнения поверхностей и другой природы (рис. 20). Значение их в развитии биоповреждений достаточно велико [32, с. 184]. [c.48] Для предотвращения биоповреждений на первом этапе необходимо исключить попадание микроорганизмов на поверхность металлоконструкций частичной или полной герметизацией поверхности, очисткой поступающего воздуха от загрязнений с одновременной его осушкой, а также предотвращением загрязнения поверхностей или проведением их очистки перед эксплуатацией конструкции и во время ремонтно-технического обслуживания. [c.48] Возможны следующие случаи расположения микроорганизмов и частиц загрязнений у поверхностей материалов конструкций [23] (рис. 21) раздельное расположение микроорганизмов и частиц загрязнений а) образование мостиков между частицами через бактерии и, наоборот, между бактериями через частицы (б) адсорбция микроорганизмов на поверхности больших по размеру частиц и проникновение в частицу (в) адсорбция меньших по размеру частиц на поверхности микроорганизмов (г) образование конгломератов из микроорганизмов и частиц загрязнений (д). Последнее имеет большое значение для диффузии питательных веществ, продуктов обмена, развития процесса биоповреждения. К частицам загрязнений и поверхностям материалов бактерии могут прикрепляться боковой стороной, капсулой, полюсом, жгутиками (е). Микроорганизмы могут покрыть частицы в один или несколько слоев. Их строение позволяет достаточно прочно прикрепляться к твердым поверхностям. Например, актиномицеты имеют мицелий, предназначенный для размножения, прикрепления к субстрату и извлечения питательных веществ. Мицелий, служащий для прикрепления, состоит из тончайших гиф, отличающихся кожистым строением и значительной плотностью [42]. [c.50] Третий этап — образование и рост микроколоний до видимых невооруженным глазом. Процесс сопровождается появлением коррозионно-активных метаболических продуктов и локальным накоплением электролитов с избыточным содержанием ионов гидро-ксония Н3О+. [c.51] Состав биоценоза и эффект повреждения материала определяется характером субстрата (доступностью для заселения микроорганизмами), террестиальным фактором (потенциалом инокулюма в почве и воздухе), уровнем загрязнений (исходя из мероприятий по очистке, специфики производства и эксплуатации). [c.51] Открыта закономерность заселения материалов конструкций техники одними и теми же видами микроорганизмов независимо от климатической зоны при идентичных условиях эксплуатации сооружений. Сведения о таких видах грибов представлены в табл. 12. [c.52] Оценку биостойкости материалов нужно проводить с использованием штаммов микроорганизмов, выявленных в условиях эксплуатации техники. Для предварительных и сравнительных испытаний можно использовать штаммы, рекомендованные ГОСТ 9.048—75...ГОСТ 9.053—75. На этом этапе целесообразно применение мероприятий по очистке поверхностей металлоконструкций составами, включающими биоциды. [c.53] Четвертый этап — воздействие продуктов метаболизма, образующихся в результате жизнедеятельности колоний микроорганизмов, на материал конструкции (кислотное, щелочное, окислительное и ферментативное). Несоверщенные грибы (аэробные гетеро-трофы) стимулируют коррозию металлов следующим образом. [c.53] Органические кислоты, продуцируемые грибами, с одной стороны, повышают агрессивность среды, стимулируя процессы коррозии металлов и деструкцию полимеров, с другой — служат источником углерода для дальнейшего развития микроорганизмов. [c.53] Вернуться к основной статье