Наведено результати досліджень і новітніх розробок провідних наукових центрів світу з проблеми мікробної корозії (МК) підземних споруд. Розглянуто питання біогеохімічної діяльності бактерій циклу сірки у зв'язку з МК. Викладено сучасні уявлення про агресивність грунтів, запропоновано нові підходи до вивчення МК у біоплівках. Розглянуто можливі біохімічні засади формування агресивного мікробного угруповання грунтів, а також мікробіологічні аспекти активного та пасивного захисту підземних споруд.

Приведены результаты исследований и новейших разработок ведущих научных центров мира по проблемам микробной коррозии (МК) подземных сооружений. Освещены вопросы биогеохимической деятельности бактерий цикла серы в связи с МК. Изложены современные представления об агрессивности почв, предложены новые подходы к изучению МК в биопленках. Рассмотрены возможные биохимические основы формирования агрессивной группировки почв, а также микробиологические аспекты активной и пассивной защиты подземных сооружений.

Одержано експериментальні підтвердження правильності проведених раніше теоретичних термодинамічних розрахунків електрорушійної сили корозійних реакцій, індукованих грунтовими мікроорганізмами. Висловлено гіпотезу щодо можливого механізму стимулювання мікробноіндукованої корозії хлоридними іонами. Одержані результати дозволяють виявити причини малої ефективності режимів катодного захисту, які застосовуються під час експлуатації підземних споруд, у випадках активного залучення грунтових мікроорганізмів у корозійні процеси.

Приведены расчеты, позволяющие обосновать выбор рекомендуемых диапазонов потенциалов катодной зашиты подземных сооружений, эксплуатируемых в условиях повышенной биокоррозионной активности грунтов. Справедливость предлагаемых расчетов подтверждена результатами лабораторного модельного эксперимента по изучению влияния потенциала катодной защиты на гидрогеназную активность сульфатредуцирующих бактерий.

Біоплівки - високоорганізовані угруповання, сформовані мікроорганізмами одного або декількох видів і складаються з активно функціонуючих клітин, клітин, які знаходяться у стані спокою, а також форм, що не культивуються. В огляді наведено дані щодо формування біоплівок і чинників, які впливають на процес їх розвитку. Розглянуто механізми утворення біоплівок у бактерій і методи, пов'язані з одержанням і вивченням мутантів бактерій, дефектних стосовно утворення біоплівок. Обговорено роль екзополімерів у структурі й функціонуванні біоплівок.

Показано якісну сталість корозійно небезпечного мікробного угруповання, виділеного з феросфери кородуючих підземних трубопроводів різних грунтів. Особливістю структури сформованого корозійно агресивного мікробного ценозу є домінування сульфат- і залізовідновлювальних бактерій. Розвиток асоціації залізовідновлювальних бактерій за наявності діючої речовини пестициду "Лінурон" та його похідних пригнічується. Асоціація сульфатвідновлювальних бактерій виявилася чутливою лише до похідної, що містить триазолоазепінієвий цикл та толіл.

Розроблено теоретичні засади створення та функціонування електромагнітної інформаційно-вимірювальної системи (ЕМ ІВС) для обстежень стану комплексного захисту від корозії підземних магістральних трубопроводів. Побудовано математичну модель та досліджено інформативні ознаки ЕМ поля підземного трубопроводу, вибрано вимірювані параметри. Запропоновано методи та технічні засоби визначення координат і безконтактних вимірювань змінних і постійних струмів, що протікають підземним струмопроводом, а також методи визначення розподілу вздовж траси густини струму катодного захисту, перехідного опору труба-земля та його складових (грунту, ізоляції, поляризації) за безконтактними вимірами змінної складової струму та додатковими контактними вимірами постійних і змінних напруг. Розроблено структуру, алгоритми та засоби технічного забезпечення ЕМ ІВС, створено апаратуру типу БІТ-КВП для безконтактних вимірювань струмів з метою передачі даних у комп'ютер, програми обробки та відображення інформації. Наведено методику оперативного визначення параметрів ізоляційного покриття та електрохімічного захисту в системі комплексних обстежень технічного стану трубопроводів для виявлення найбільш імовірних місць корозії та запобігання пошкодженням підземних трубопроводів.

Досліджено якісний склад природного угрупування гетеротрофних бактерій, яке зруйнувало бутилкаучуковий шар покриття Полікен 980-25. Визначено питоме продукування синтезу екзополімерного комплексу (ЕПК), загальну кількість білку та вуглеводів у ЕПК за різних моделей росту. Вивчено моносахаридний склад ЕПК. Встановлено, що моносахаридний склад ЕПК біоплівки більш різноманітний, ніж у планктоні, ксилоза була виявлена тільки у ЕПК біоплівок моно- та бінарних культур. Показано, що міцність до розриву захисного покриття Полікен 980-25 під впливом біоплівок, які сформовані моно- та бінарними культурами значно знижуються. Проаналізовано, що механізм біодеградації бутилкаучукового шару під впливом моно- та бінарної біоплівок відбувається внаслідок окисної деструкції. Запропоновано можливий механізм біодеградації бутилкаучукового шару покриття Полікен 980-25.

Досліджено вплив техногенних навантажень на зміни кількісного й якісного складу мікробних угруповань грунтів, прилеглих до підземних металевих споруд. Вперше запропоновано можливий розподіл функцій між групами мікроорганізмів, які складають корозійнонебезпечне угруповання, в загальному корозійному процесі. Виявлено трофічні механізми, за рахунок яких можливе підтримання якісного сталого складу угруповання мікроорганізмів та високого рівня швидкості біокорозійного процесу. Доведено, що ступінь корозійних руйнувань підземних споруд може бути оцінений без розкопування об'єкта та проведення поверхневого огляду, а базуючись лише на визначенні складу мікробних метаболітів у прилеглих грунтах. Виявлено синергетичний ефект у разі спільної дії корозійно активних бактерій декількох систематичних груп. Вперше теоретично обгрунтовано та дослідно підтверджено, що вибір значення величини потенціалу катодного захисту залежить від складу аніонів грунту, в якому експлуатується споруда. Визначено вимоги щодо властивостей інгібіторів, які можуть застосовуватись для захисту підземних металевих комунікацій від мікробної корозії.

В попередніх роботах наведено експериментальні результати і теоретичні розрахунки, що підтверджують необхідність індивідуального підходу до вибору значень потенціалів катодного захисту з урахуванням аніонного складу грунтів, прилеглих до поверхні підземних споруд. Проте, всі ці дослідження проводили за умов, коли в тест-системи додатково вносився лише один з аніонів. За реальних умов експлуатації підземних металевих споруд в грунті завжди одночасно знаходяться декілька аніонів. Тому вважається за доцільне дослідити характер змін корозійної активності за умов одночасної присутності в тест-системі декількох акцепторів електронів. В основу розрахунків корозійних потенціалів, що виникають під час спільної дії декількох аніонів, закладено принцип парціальності. Дослідження показали, що метод, запропонований для визначення оптимальних значень потенціалів катодного захисту, можна використати під час проектування систем антикорозійного захисту підземних споруд.

Проведено дослідження достовірності корозійних вимірювань потенціалів підземних споруд по відношенню до сталевого і мідно-сульфатного електрода. Виконано порівняння ефективності електродренажного захисту за лабораторних умов.

На основі аналізу феноменологічної моделі межі металу з ізоляційним покриттям в електропровідному середовищі побудовано заступну електричну схему. Розроблено пристрій вимірювань постійних і змінних електричних напруг. Експериментально показано придатність нового методу визначення поляризаційного потенціалу для контролю електрохімічного захисту від корозії підземних конструкцій.

Досліджено питання підвищення протикорозійного захисту підземних комунікацій та споруд в зоні впливу блукальних струмів електричного рейкового транспорту постійного струму шляхом застосування активних засобів захисту. Зауважено, що щорічно збільшується протяжність підземних комунікацій та споруд, а їх захисту від впливу корозійних процесів приділяється все менше уваги. Особливо важливо приділяти увагу протикорозійному захисту підземних комунікацій та споруд у містах з наявністю рейкового електричного транспорту. Проведена оцінка стану наявних підземних споруд, які розташовуються в зоні впливу рейкового електричного транспорту постійного струму, проаналізовано та підібрано варіанти ефективних та енергоефективних засобів активного протикорозійного захисту. Розглянуто проблематику корозійного руйнування підземних комунікацій та споруд в умовах міст з наявністю електричного транспорту. Описано механізм процесу корозії металу та вказано на основні фактори, які прискорюють процеси руйнування металів. Запропоновано технічні заходи для мінімізації впливу зовнішніх чинників на прискорення процесу корозії металів. Доведено, що для визначення потенціалів підземних комунікацій та споруд, наведених струмами витоку з анодного заземлювача, сам заземлювач можна замінити точковим заземлювачем. Одним з перспективних засобів для здійснення протикорозійного захисту підземних споруд є використання пристрою для протикорозійного захисту підземних споруд. На кафедрі інтелектуальних систем енергопостачання Українського державного університету науки і технологій розроблені засоби активного захисту від корозійного руйнування підземних комунікацій та споруд, які мають такі техніко-економічні переваги: уніфікація захистів в усіх потенційних зонах рейок; зменшення капітальних витрат; усунення витрати електричної енергії на живлення станцій катодного захисту і посилених електродренажів; зменшення втрат електричної енергії в рейкових мережах за рахунок шунтування рейок дренажними пристроями; зняття додаткового позитивного потенціалу, що накладається на рейки, посиленими електричними дренажами і поліпшення корозійної стану приєднаних до рейок споруд (залізобетонні опори і фундаменти контактної мережі та інші конструкції).