КРЕМЕНЬ

 

 

МВК - микробиологически вызванная коррозия

 

 

 

ОБЫКНОВЕННЫЕ ЧУДЕСА

 

Наше время время великих открытий, время твердых убеждений в науке.

Н. Чернышевский

 

Устарели ли слова Николая Гавриловича? И наше время время великих открытий, твердых убеждений в науке. Пока я доказывал всем реальность феномена кремня, великую значимость его открытия для человеческого общества, все глубже и глубже увязающего в трясине страстей и пороков, учеными делались открытия и в космическом пространстве, и на Земле. Несмотря на успехи в области биологии, и ядерной физики, ученые не смогли предотвратить Чернобыльскую трагедию, заставившую задуматься о всем живом в этом непростом мире.

 

Узкие специалисты не нашли объяснения феномена кремня и предвидели сложности, которые их ждут, если они возьмутся за его изучение. Но общественное мнение, сформированное за целое десятилетие, помогло совершить чудо. 30 сентября 1987 года мне было предложено выступить с докладом на заседании Отделения физико-технических проблем энергетики и машиностроения АНБ. Как вы понимаете, радости не было предела: наступил долгожданный день встречи с большой группой маститых ученых. Я был переполнен надеждой, что они-то разберутся и включат общественный проект "Кремень" в число важнейших государственных программ. В своем выступлении я отметил следующее.

 

За последние годы в различных средствах массовой информации появилось много сообщений о кремне и его феномене и, пожалуй, каждый из вас хотя бы с одним из них ознакомился. Согласен, что по газетным сообщениям трудно делать выводы. Но прежде чем перейти к сути вопроса, хотелось бы сообщить, что даже за рубежом никто не занялся комплексным изучением кремня, хотя многие легенды и факты свидетельствуют о том, что на кремень следует обратить особое внимание. Я уже упоминал, что Иисус Христос, как следует из библейских текстов, обратился к одному из своих учеников с просьбой: "Ты, Петр, камень-кремень, так построй же мою церковь на этом камне!". Известно также, что кремень при ударах рождает долгоживущую горячую искру, а иудеи острыми осколками его совершали свой священный обряд - обрезание. Почему использовался именно кремень? Этот вопрос мучил меня с первого мгновения обнаружения факта активации воды кремнем и превращения ее в стабильно активную водную систему с неожиданными и загадочными свойствами. Поэтому, пользуясь случаем, убедительно прошу помочь превратить общественный проект "Кремень" в официальную программу, чтобы ее могли реализовать ученые разных направлений, а полученные результаты исследований внедрить в практику.

 

Уже есть множество подтверждений того, что кремень - объект для серьезных исследований и практических приложений в энергетике, медицине, сельском и коммунальном хозяйствах. Хочу обратить Ваше внимание на очень важное приложение феномена кремня оборотное водоснабжение, приобретающее в настоящий момент большое значение для экономики республики.

 

За последние десять лет мировые исследования в области микробиологически вызываемой коррозии прошли путь от стадии описательной феноменологии до проведения практических экспериментов при участии ученых различных специальностей. Цель этих экспериментов - получение количественных характеристик процесса воздействия микроорганизмов на поверхностный слой металла.

 

Хотя коррозия металлов до сих пор не служила причиной крупных аварий на объектах ядерной энергетики, но нередко приводила к снижению работоспособности таких объектов и их отдельных систем, а также к незапланированным остановкам и снижению вырабатываемой мощности. С 1981 до 1987 г. стоимость эксплуатации и обслуживания ядерных электростанций выросла более чем вдвое, тогда как их производительность увеличилась всего на 10%. По мере старения ядерной электростанции потеря мощности все чаще происходит за счет возникновения технических проблем, связанных с наличием воды в многочисленных рабочих системах.

 

Многие случаи аварий, обусловленные появлением коррозии в водооборотных системах, нельзя объяснить, проконтролировать или предотвратить, если исходить из теорий, базирующихся на классических абиотических представлениях о механизме коррозии. Однако в настоящее время на основании проведенных исследований доказано, что микробиологически вызванная коррозия (МВК), обусловленная наличием и жизнедеятельностью микроорганизмов в пределах тонкой биологической пленки на поверхности металла, является причиной коррозионного разрушения материалов.

 

На поверхности конструкционных материалов, контактирующих с водой, поселяются бактерии, образующие колонии в виде биопленок. Микроорганизмы, населяющие биопленки, могут создавать на границе раздела металл-биопленка такую среду, которая резко отличается от окружающей по показателям рН, En, содержанию растворенного кислорода, а также по характеру присутствующих органических и неорганических соединений.

 

Так, например, среда на поверхности раздела металл-биопленка может быть анаэробной и способствовать развитию соответствующих анаэробных бактерий, контактирующий с тем же металлом основной электролитический раствор также является анаэробным. Подобным же образом бактерии, вырабатывающие кислоты и аммиак, могут изменить показатель рН в пределах тонкого слоя их обитания, тогда как общий показатель рН остается прежним.

 

Таким образом, деятельность микроорганизмов приводит к ускорению или замедлению процессов коррозии за счет:

образования локальных зон выделения при концентрации газообразных продуктов;

образования агрессивных продуктов распада, таких, как сульфиды, органические и неорганические кислоты;

окисления металлов с последующим ослаблением или разрушением ингибиторов коррозии.

 

Но каким образом наличие МВК влияет на работу атомных электростанций? Это обусловлено малой скоростью перемещения воды и наличием застойных зон, которые характерны для режима функционирования рабочих систем АЭС, а значит, приводит к интенсификации процессов МВК. Строительство АЭС длится несколько лет, на протяжении которых неоднократно проводятся испытания рабочих систем на гидравлическое давление, и в этом случае застойные воды обычно находятся в контакте с металлическими поверхностями в течение месяцев или даже лет. Кроме того, конструкция АЭС включает прочные и громоздкие рабочие системы, циркуляция жидкости внутри которых осуществляется очень медленно или практически отсутствует.

 

Несмотря на то, что наличие МВК официально признано важной проблемой при решении вопросов эксплуатации ядерных объектов и имеются документальные свидетельства о разрушении за счет МВК конструкций из углеродистых нержавеющих сталей и медно- никелевых сплавов, до сих пор существует множество нерешенных вопросов в этой области исследований. Одним из таких вопросов является роль МВК в процессе коррозии оборудования ядерных энергетических установок.

 

Я полагаю, что кремень уже сейчас способен спасти множество водооборотных систем, эксплуатируемых для охлаждения всевозможного технологического оборудования. В этих системах при биологическом обрастании внутренних поверхностей трубопроводов увеличивается термическое и гидравлическое сопротивление, что приводит к неоправданным затратам электроэнергии, расходуемых реагентов и труда эксплуатационников.

 

Кроме того, кремень полностью снимает проблему биообрастания и МВК, стоит только бросить его в одну из открытых емкостей оборотной систёмы. Только в Белоруссии водооборотных охлаждающих систем эксплуатируется более тысячи. Учитывая повышающуюся цену на воду, этих систем будет значительно больше. Если и это Вас не убедило в необходимости перевода общественного проекта "Кремень" в ранг государственной научно-технической программы, то позвольте перечислить еще ряд практических приложений феномена кремня для решения физико-технических проблем энергетики и машиностроения.

 

Несомненно, кремень ключ к разгадке сверхпроводимости электричества при комнатных температурах и созданию ,материалов для сверхпроводников. В шестидесятых годах биохимики высказали предположение, что таким сверхпроводником является нервная система животных организмов, функционирующая по принципу экси- тонной проводимости ("стоячей" волны).

 

Американские ученые в 1967 году провели такой эксперимент. На двухатомный слбй тантала нанесли слой пиридина. Когда через этот "бутерброд" пропустили ток, оказалось, что он является сверхпроводником электричества, но не при комнатной температуре. Так, собственно, и должно было получиться при использовании принципа электронной проводимости.

 

А вот с помощью кремня и воды можно непосредственно преобразовывать световую и тепловую энергию в электрическую факт, не требующий доказательства. Вам, как и мне, вероятно, известен способ преобразования световой энергии в электрическую с помощью массивных полупроводниковых электродов и воды (электролит), который до сих пор не вышел из лабораторий ученых из-за нестойкости искусственных электродов. Вода великий агрессор, в чем неоднократно убеждались и в лаборатории Л.Л, Васильева из Института тепло- и массообмена им. А.В.Лыкова АН БССР. При использовании воды в качестве рабочего тела в сверхпроводниках тепла тепловых трубах в какой-то момент происходит выход водорода из материала трубы непосредственно в рабочую полость. Этого можно избежать с помощью АКВ.

 

Надеюсь, информации для размышления Вы получили достаточно.

 

Я был счастлив, когда после выступления на заседании Отделения физико-технических проблем энергетики и машиностроения появились новые маститые "кремнепоклонники". Одному из них, академику-секретарю С.А. Астапчику, отдельные моменты моего выступления напомнили детские и отроческие годы: на одно из озер близ его малой родины ежегодно приезжали священнослужители и брали воду. Вероятно, это и была активированная кременем вода.

 

Микроорганизмы, наличие которых способно привести к возникновению и развитию процессов коррозии, существуют в воде рек, озер, морей и охлаждающих бассейнов. В то же время нельзя объяснить МВК исключительно присутствием особого вида микроорганизмов в воде охлаждающих бассейнов. Зачастую причиной коррозионного разрушения материала необоснованно считают МВК в тех случаях, когда это нельзя отнести за счет обычных видов коррозии. Однако по внешнему виду поражение поверхности металлов вследствие МВК не имеет специфических особенностей и может выражаться в виде точечной, щелевой или подповерхностной коррозии, а также в форме разрушения легирующих добавок.

 

Предотвращение появления МВК является наиболее эффективным способом борьбы с ней. Профилактические меры включают проектирование рабочих систем с учетом возможности проявления МВК, меры предосторожности при проведении гидростатических испытаний, применение особых режимов сварки металла, выбор в качестве материалов некорродирующих сплавов.

 

Наличие спускных стоков, устранение участков трубопроводов, где возможно образование застойных зон, уменьшение числа колен и изогнутых секций, а также применение для прокладок и сальников не лохматящихся материалов снижают возможность возникновения МВК. После проведения гидростатических испытаний все трубы необходимо осушить, уменьшить вероятность сохранения застойных участков в течение значительных интервалов времени.

 

Некоторые исследователи наблюдали случаи возникновения местных зон МВК на участках сварки конструкций из аустенитных нержавеющих сталей и выявили, что применение гомогенизирующего обжига и травления поверхности шва снижает восприимчивость сварных соединений в конструкциях из нержавеющей стали к воздействию МВК.

 

Хотя в настоящее время нет единой точки зрения на механизм возникновения МВК в зонах сварки конструкции из нержавеющей стали, большинство исследователей полагают, что в зонах сварки существует повышенная опасность сочетания гальванических, металлургических, геометрических и микробиологических факторов. Микроструктуры с содержанием дельта-феррита, имеющегося в материале сварных соединений, полученных методом двухточечной сварки, особенно подвержены действию МВК в кислотной среде, а аустенитные структуры в растворах окислителей. Признаками, указывающими на возможность создания условий для повышения вероятности возникновения МВК на элементах конструкции из аусте- нитных нержавеющих сталей, являются: непровар шва, следы от применения долота или шлифовального круга, а также наличие остаточных напряжений.

 

Рассматривался также вопрос и о применении других конструкционных материалов, менее подверженных действию МВК. Так, например, делались попытки использования вместо углеродистых и литых сталей медно-никелевых сплавов. В ряде случаев применение более совершенных материалов приводило к изменению характера МВК, но в целом не решало проблемы.

 

Следует подчеркнуть, что применение титановых сплавов и новых марок нержавеющих сталей, содержащих 6% молибдена и азот, несколько снижает опасность возникновения МВК.

 

Меры борьбы с МВК, включающие химические добавки к воде, циркулирующей в системах охлаждения, могут оказаться весьма дорогостоящими. В тех случаях, когда вода из охлаждающего бассейна используется также и для разбавления облученной воды, необходимый ее объем определяет малое значение циклов работы градирен, что ведет к большой стоимости химических добавок. Многократное использование воды может также ограничить число возможных рецептур применяемых добавок.

 

По принципу действия добавки для снижения опасности появления МВК можно примерно разделить, как рекомендуют ученые, на две группы. К первой относятся биоциды, подавляющие развитие микроорганизмов, ко второй - ингибиторы, замедляющие процесс коррозии. Часто эти два процесса являются взаимоисключающими. Например, применение хлора, биоцида с сильным окисляющим действием, может привести к уменьшению количества микроорганизмов в охлаждающей воде и в биопленках. Но это, в свою очередь, ускоряет процесс коррозии для многих металлов и сплавов. Ингибиторы коррозии (такие, как алифатические амины, фосфаты и нитраты) могут разрушаться под воздействием микроорганизмов, что снижает эффективность ингибиторов и приводит к росту числа микроорганизмов.

 

Попытки бороться с коррозией малоуглеродистых сталей в водопроводных трубах за счет использования в качестве добавок фосфатов и полиакрилатов, а также путем повышения водородного показателя воды рН не только закончились неудачей, но и заметно ускорили развитие коррозии.

 

Применение же "обыкновенного" кремня снимает все проблемы

 

 

К содержанию книги: Камень кремень

 



 Смотрите также:

 

Крымский кремень  как добывали кремень  лечебные свойства камней и минералов