Kesan kakisan terpengaruh mikrobiologi terhadap keluli karbon api 5L X65 persekitaran gas CO²

Abstract

Saluran perpaipan untuk menyalurkan minyak mentah terdedah kepada persekitaran kakisan seperti gas karbon dioksida (CO2) dan mikroorganisma yang hidup secara semula jadi dalam persekitaran marin. Namun, kumpulan mikrob yang sering mendapat perhatian dalam kajian kakisan terpengaruh mikrobiologi (MIC) adalah konsortium bakteria penurun sulfat (C-SRB). Pada masa yang sama, terdapat kumpulan bakteria yang kurang mendapat perhatian iaitu konsortium bakteria penurun ferum (C-IRB) yang hidup bersama-sama SRB. Dalam persekitaran yang mengandungi gas CO2 dan mikroorganisma, kakisan liang dianggap sebagai kakisan yang dominan. Walau bagaimanapun, mekanisme yang mempengaruhi kakisan dalam persekitaran ini masih belum difahami sepenuhnya. Ciri-ciri pembentukan biofilem dan produk kakisan dalam sistem yang mengandungi CO2 dan mikroorganisma diketahui mempengaruhi tingkah laku kakisan seragam dan liang. Oleh itu, kajian ini memfokuskan kepada kesan kakisan keluli karbon API 5L X65 dengan pengaruhC-SRB,C-IRBdan campuranC-SRB+C-IRB dalam keadaan yang menyerupai persekitaran marin iaitu dengan kehadiran gas CO2. Sampel bakteria diperoleh daripada Loji Petronas Penapisan Sungai Udang Melaka, Malaysia. Kaedah kehilangan berat dan analisis mikroskop fokus tak terhingga (IFM) dilaksanakan untuk penentuan tingkah laku kakisan. Biofilem dan produk kakisan dicirikan oleh mikroskop elektron pengimbasan pelepasan medan (FESEM), spektroskopi tenaga serakan sinar-X (EDX) dan spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS). Dapatan utama daripada ujian kehilangan berat mengesahkan bahawa kakisan seragam mendominasi medium kawalan untuk 21 hari pengujian dengan nilai kadar kakisan seragam mencapai 1.03 mm/tahun berbanding dengan kadar penembusan liang 0.47 mm/tahun. XPS mengesan produk kakisan FeOOH dan Fe3O4 yang bersifat bukan pelindung dalam medium kawalan. Kehadiran bakteria dalam persekitaran CO2 sama ada secara tunggal (C-SRB atau C-IRB) dan campuran (C-SRB+C-IRB) menunjukkan bahawa nilai kadar kakisan seragam berkurang hampir setengah daripada nilai kadar kakisan seragam yang dicatatkan dalam medium kawalan. Hal ini kerana produk kakisan yang terhasil dengan kehadiran bakteria iaitu FeS, FeCO3, Fe2O3 dan FeS2 bersifat produk kakisan lapisan pelindung. Pembentukan produk kakisan lapisan pelindung menggambarkan bahawa logam dilindungi daripada kehilangan elektron, seterusnya menyumbang kepada nilai kadar kakisan seragam yang lebih kecil berbanding medium tanpa bakteria (kawalan). Dapatan seterusnya menunjukkan kehadiran bakteria C-SRB dan C-SRB+C-IRB menggalakkan pembentukan kakisan liang berdasarkan kepada nisbah faktor keliangan > 2. Kesan sinergistik konsortium C SRB+C-IRB memberikan nisbah faktor keliangan antara 3 hingga 4 manakala C-SRB mencatatkan nilai 1 hingga 3. Keupayaan untuk membentuk biofilem adalah sebuah sifat universal bakteria. Dalam konteks kajian, konsortium campuran C-SRB+C-IRB menyumbang kepada pembentukan biofilem yang lebih banyak berbanding konsortium tunggal C-SRB dan C-IRB dan dapatan ini turut disahkan melalui FESEM. Penghasilan lapisan biofilem secara heterogen di permukaan keluli menyebabkan produk kakisan lapisan perlindung tidak dapat terbentuk di kawasan setempat yang sama. Tindak balas ini mendedahkan logam kepada serangan kakisan setempat yang menyebabkan pembentukan kakisan liang. Justeru, kajian ini diharap dapat menyumbang kepada pemahaman mendalam berkaitan mekanisme MIC dalam persekitaran CO2, khususnya untuk aplikasi minyak dan gas seterusnya mampu menambah baik strategi pencegahan kakisan berkaitan mikroorganisma.