耐酸管环焊接头失效与安全评价研究进展

管道输送是石油天然气经济、安全、高效的输送方式,在整个管线系统中,环焊接头是结构上的最薄弱环节。由于焊接造成的接头组织、性能不均匀性,在服役条件下经常使环焊接头优先管体母材失效,并导致管线泄漏甚至断裂。在酸性介质环境服役的钢管,腐蚀介质与力学载荷耦合后将加速管道环焊接头失效。综述了耐酸管在酸性介质环境下的失效模式,包括腐蚀断裂、腐蚀疲劳、应力腐蚀、氢致开裂等,同时介绍了当前国际主流的管线钢管接头安全评价技术的研究进展,期望为行业与技术领域的发展提供参考。

800 MPa级耐酸管线钢高温热塑性研究

以一种800 MPa级耐酸管线钢铸坯为研究对象,采用Gleeble 3500试验机对其高温力学性能进行测试,运用金相显微镜、体视显微镜、扫描电镜及显微硬度计,对实验钢拉断后的微观组织、断口形貌及显微硬度进行表征。结果表明,在600~1000℃温度范围,实验钢种的断面收缩率均大于70%,表现出了较好的高温热塑性,但热塑性曲线在700~850℃之间出现了塑性低谷区,这与原始奥氏体晶界处先共析铁素体网膜的析出有关,故铸坯矫直温度选择应避开该温度区间。此外,实验钢还具有较好的高温强度,600℃下抗拉强度可达353 MPa。

铁素体/珠光体界面对耐酸管线钢氢致开裂敏感性的影响

利用OM、SEM、EBSD、TEM等手段,分别对热轧态和退火态耐酸管线钢的微观组织、晶界分布、位错及析出相进行表征,测试了不同组织管线钢的氢致开裂(HIC)敏感性,计算分析了有效氢扩散系数、氢陷阱密度及其对不同组织的氢捕获效率,重点探讨了铁素体/珠光体(F/P)界面对耐酸管线钢HIC敏感性的影响。结果表明,随着管线钢珠光体含量的增加,F/Fe 3C界面及F/P界面越多,二者作为不可逆氢陷阱会阻碍氢的扩散,提高氢的捕获效率,有效氢扩散系数降低,管线钢的HIC敏感性提高;F/P界面附近位错的聚集会加速氢原子向高界面能的F/P界面聚集,使氢致裂纹起始于F/P界面处,并沿着F/P界面扩展。

轧制工艺对X70耐酸管线钢抗HIC和力学性能的影响

研究了终轧温度和在线冷却方式对X70级耐酸管线钢力学性能和抗HIC性能的影响。结果显示:层流冷却相对于在线空冷,钢板的强韧性有明显提高,两种工艺下钢板的硬度指标相当;在相同冷却工艺下,提高终轧温度有利于屈服强度和抗拉强度的提高;抗HIC性能只与铸坯质量有关,与轧制工艺、组织状态、晶粒度大小无关。根据研究的结果进行了X70级别耐酸管线钢的工业试制,所得X70管线钢在强韧性满足标准要求的前提下,保持了良好的抗HIC性能。

耐酸管线钢冶炼生产实践

本文研究了采用"铁水预处理→转炉初炼→LF精炼→RH精炼→连铸→铸坯检验"工艺流程生产耐酸管线钢的方法,从而实现了具有高纯净和良好内部质量的抗酸管线钢的稳定生产。通过生产实践,熔炼成分控制水平达到w(C)≤0.06%,w(P)≤0.020%,w(S)≤0.002%,w(N)≤40ppm,w(O)≤40ppm,w(H)≤2ppm;钢中B类夹杂物控制在0.5级以下,较好地满足了耐酸管线钢的生产条件。

白三叶种质资源耐酸铝性综合评价

白三叶(Trifolium repens)是一种世界性优质的蛋白饲草,在我国长江流域及以南地区被广泛栽培,而南方地区多为酸性土壤。研究发现,白三叶具有一定的耐酸铝性,因此筛选耐酸铝种质对于开发白三叶优异资源、培育耐酸铝新品种具有重要意义。以30份国内外白三叶种质为对象,研究不同酸铝浓度下的白三叶萌发特性,并采用隶属函数法进行耐酸铝性综合评价。随Al3+胁迫浓度的增加,白三叶发芽率逐渐降低,发芽势和发芽指数下降,胚根变短、变粗;Al3+浓度≥1.0 mmol·L^(-1)时白三叶种质发芽率和胚根长度受到显著抑制(P<0.05)。除胚根直径外,白三叶萌发性状不同胁迫浓度间差异显著(P<0.05),且萌发期每个胁迫处理下同一性状不同白三叶材料间亦存在极显著差异(P<0.01)。在2 mmol·L^(-1)处理下白三叶多数性状具有更大的变异系数指标差异,可作为白三叶耐酸铝性综合评价的适宜胁迫浓度。聚类分析将30份白三叶划分为3个耐酸铝能力不同的类群,其种质耐酸铝性强弱与综合评价值基本一致。来自荷兰的种质‘EM196’和来自澳大利亚的种质‘EM085’具有较高的酸铝胁迫耐受性。

新标09CrCuSb耐酸钢的耐50%H_(2)SO_(4)腐蚀性能

通过电化学测试和全浸腐蚀试验,研究了不同温度(25,50,60,70℃)条件下新标09CrCuSb耐酸钢在50%H_(2)SO_(4)溶液中的腐蚀行为。结果表明:随着温度从25℃升至70℃,新标09CrCuSb钢的腐蚀速率整体呈现增大趋势,在70℃时,腐蚀速率达到最高,为2.70 g/(m^(2)·h),这与随温度升高,腐蚀产物中具有保护性作用的Fe_(3)O_(4)含量减少,无保护作用的FeSO_(4)·H_(2)O含量增加以及锈层中微孔变化有关。另外,由于新标调整了09CrCuSb钢中Cu、Mo、Sn、Sb、W等元素的含量,与旧标09CrCuSb钢相比,阳极维钝电流密度J维钝降低,同等温度条件下,新标09CrCuSb钢的耐蚀性得到较大改善。

间位芳纶的结构与耐酸碱性能研究

通过X射线衍射仪和红外光谱仪分别对间位芳纶的晶体聚集态结构和大分子结构进行表征,利用场发射扫描电镜观察其表面形貌,使用热重/差示扫描量热同步热分析仪测试其热学性能,并对酸碱处理后的纤维力学性能进行表征。结果表明:间位芳纶的结晶度为46.24%,晶区轴取向指数为0.8494;间位芳纶表面粗糙,内部大分子链中存在苯环结构;间位芳纶具有良好的耐热性能,在292℃的高温内无任何损伤;间位芳纶具有一定的耐强酸强碱腐蚀能力,在85℃下分别经体积分数小于等于20%的硫酸溶液及质量分数小于等于20%的氢氧化钠溶液处理,处理后其断裂强度均保持在原来的90%以上。

几种柠檬砧木耐酸性比较

以粗柠檬、白藜檬1号、大果红藜檬、泰国香橼、白藜檬2号、酸柚、红柠檬、酸桔、小青柠、福橘等10种柠檬砧木实生苗为试材,探讨pH值2.5酸胁迫下不同柠檬砧木丙二醛、可溶性糖和脯氨酸等主要生理指标的含量变化情况。试验结果表明,白藜檬1号、大果红藜檬、泰国香橼、酸桔、小青柠、福橘耐酸性较好,粗柠檬、酸柚、红柠檬和白藜檬2号的耐酸性较差。筛选耐酸柠檬砧木品种,为选择适宜的耐酸性柠檬砧木以及柠檬砧木的种质改良提供理论依据。

利用乙烯醇-乙烯胺共聚物制备交联可控的耐酸渗透蒸发脱盐复合膜

为了制备交联可控的耐酸脱盐膜,合成了同时含有羟基和氨基的乙烯醇-乙烯胺共聚物(VA-co-VAm),并基于酸性条件下羟基可以与醛发生缩醛反应的特性制备一系列交联可控的渗透蒸发脱盐膜。对聚合物材料和复合膜进行表征测试,研究聚合物组成、进料液p H等因素对脱盐性能的影响。结果表明,复合膜在酸性条件下表现出良好的脱盐性能,在60℃下处理质量浓度为35 g·L^(-1)的Na Cl溶液(p H=1),复合膜水通量超过12 kg·m^(-2)·h^(-1),盐截留率>99.95%。基于以上结果,所制备的膜为酸性条件下的高浓盐水脱盐处理提供了新的思路。

26个甘蔗品种苗期耐酸铝性状的综合评价

甘蔗是我国最为重要的糖料作物,主要种植在土壤酸化普遍较为严重的南方地区,酸铝毒害已成为这些区域影响甘蔗产量提升的重要限制因子之一。本研究以分布在不同生态区选育的26个甘蔗品种为材料,通过盆栽试验,对酸铝胁迫和对照条件下甘蔗苗期的14个形态和生理生化指标进行测定,并计算各品种各项指标的耐酸铝系数,再以此为基础通过主成分分析法、隶属函数法、聚类分析法和逐步回归法,对所有品种的耐酸铝性进行综合评价。结果表明,相比对照,在酸铝胁迫下14个指标在26个品种间均表现出了更为丰富的变异。同时,14个指标的耐酸铝系数间除根冠比和地上部磷含量外,均表现出显著或极显著的相关性,通过主成分分析法将这些极显著相关、信息重叠的指标,转化成3个独立综合指标,累计贡献了最初14个指标80.52%的耐酸铝性。然后,再通过隶属函数法结合3个综合指标的权重计算出各品种的耐酸铝性综合评价值,并根据综合评价值聚类分析,将26个品种划分为3类。其中,云蔗11-1074、中糖2号等6个品种被划分为耐酸铝性强的品种,桂糖58号、中蔗6号等12个品种为中度耐酸铝品种,中糖1号、海蔗32号等8个品种为对酸铝胁迫敏感品种。最后以各指标耐酸铝系数为自变量,耐酸铝性综合评价值为因变量进行最优回归方程分析,建立了甘蔗耐酸铝性评价模型,并筛选出根长、根系干重、相对叶绿素含量、叶片脯氨酸含量以及地上部铝、氮和钾含量这7个对耐酸铝性有极显著影响的指标,作为甘蔗苗期耐酸铝性的评价指标。通过对这些品种耐酸铝性综合评价和鉴定指标的筛选,不仅获得了多个耐酸铝品种资源,还可以为今后甘蔗耐酸铝遗传育种提供理论基础和参考依据。

碱激发胶凝材料耐酸性能研究现状综述

碱激发胶凝材料是一种耐酸性较好的新型建筑材料,在酸腐蚀环境中比普通的硅酸盐混凝土耐受性更好。通过综述碱激发胶凝材料的耐酸性能,评估了不同碱激发胶凝材料与普通硅酸盐混凝土在酸性介质中的抗腐蚀性能差异,探究了材料抗酸侵蚀机理,进一步阐明了未来研究的努力方向,可以作为建筑耐酸材料的参考。

产蛋白酶芽孢杆菌的筛选、耐酸性驯化及蛋白酶酶学性质分析

该研究利用透明圈法及蛋白酶活力测定从高温大曲中筛选高产蛋白酶的菌株,通过形态学观察和分子生物学技术对其进行菌种鉴定。进一步对筛选菌株的耐酸性进行驯化,并对其耐受性及所产蛋白酶酶学性质进行研究。结果表明,分离筛选到一株高产蛋白酶活力的菌株Cy3,经鉴定为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus),其在最适生长pH 6条件下所产蛋白酶活性为505.0 U/m L。通过对菌株Cy3进行耐酸性驯化后,得到菌株Cy3-驯,成功将其生长p H驯化至5,培养15 h时OD600 nm值提高2.54倍。菌株Cy3-驯所产蛋白酶的最适反应温度从60℃提高至70℃,最适反应p H值为6,但活性及稳定性略有下降。菌株Cy3-驯具有较好的NaCl和葡萄糖耐受性,最高耐受含量分别为15%和60%,同时在乙醇体积分数8%以及乳酸体积分数3%时仍能生长。

蓝光调控生物膜关键基因提高大肠杆菌耐酸性

发酵过程中的酸胁迫限制了工业微生物的发展,精细调控生物膜形成是提升大肠杆菌耐酸性的有效策略。研究基于EL222蓝光诱导蛋白开发了具有8.6倍调控效率的双质粒调控系统,用于调节生物膜形成关键因子CsgD和二鸟苷酸环化酶M(diguanylate cyclase,DgcM)的表达。结果表明,在pH 5.0和15 mW/cm^(2)蓝光照射条件下,CsgD和DgcM过表达菌株耐酸性分别提高了22.3%和16.4%,生物膜含量分别增加了2.7倍和3.4倍。生物膜组成分析显示,酸性环境下多糖和蛋白质的增加以及可溶性微生物代谢产物的减少促进了细菌聚集,有助于形成更稳定的生物膜结构。实时荧光定量逆转录PCR结果证实生物膜形成相关基因转录水平显著提升。本研究构建的蓝光调控系统通过调控生物膜形成关键基因成功提高了大肠杆菌的耐酸性,这将为微生物的有机酸发酵提供参考和借鉴。

不同来源嗜盐四联球菌的分离及其耐盐耐酸性与基因关联

【目的】分析嗜盐四联球菌(Tetragenococcus halophilus)中耐盐和耐酸性能优劣菌株的核心基因家族差异,筛选可能与耐盐、耐酸性有关的代谢通路和基因功能。【方法】从高盐水产品和酱醪中筛选嗜盐四联球菌,采用16S rDNA测序方法进行鉴定,对分离出的17株嗜盐四联球菌进行生理生化鉴定和耐盐和耐酸能力的测试。分别将耐盐、耐酸性能差异明显的菌株进行分类,并进一步基于Illumina平台对17株菌株进行基因组测序,比较耐盐、耐酸性能差异明显的菌株的核心基因家族,再对耐盐、耐酸性能较好菌株的特有核心基因家族进行KEGG通路和GO功能的富集分析。【结果与结论】从高盐水产品和酱醪等不同来源分离的17株嗜盐四联球菌在生理生化鉴定中存在差异,但均对β-半乳糖苷和木糖表现为阴性,对果糖、山梨糖和D-核糖表现为阳性。耐受性结果显示,各菌株的耐受性具有显著差异。基因组测序结果表示,耐盐能力较好的菌株拥有294个特有核心基因家族,在KEGG通路中主要富集在磷酸戊糖途径、甲烷代谢、抗坏血酸和醛酸的新陈代谢以及磷酸转移酶系统(PTS),在GO功能中主要富集在定位、运输、建立定位、DNA重组和DNA代谢过程;耐酸能力较好的菌株拥有191个特有核心基因家族,在KEGG通路中主要富集在果糖和甘露糖代谢、淀粉和蔗糖代谢、类胡萝卜素的生物合成、氨基酸和核苷酸代谢以及PTS,在GO功能中主要富集在DNA重组和DNA代谢过程。上述通路和功能涵盖了部分与嗜盐四联球菌耐盐、耐酸特性相关的基因特征。进一步分析发现,两类特有核心基因家族富集在PTS中的基因完全一样,推测这些基因与嗜盐四联球菌的抗逆机制密切相关。

耐酸增强型中空纤维膜的制备及其性能研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)为原料,采用相转化法制备了PES/PVDF增强型中空纤维膜,并对膜的微观形貌、机械性能、水通量、截留率和耐酸性能进行了研究。结果表明,PES的引入可明显提高膜的水通量和截留率。当PES的质量分数为3%时,制备的膜综合性能最佳,其水通量为78.84 L/(h·m^(2)),截留率为95%,(较传统单体系PVDF膜),水通量提升约42.75%,截留率提高10.46%;于7 mol/L的HCl溶液浸泡8个月后,PES/PVDF增强型中空纤维膜的最大拉伸荷为120.38 N(下降10.3%),断裂伸长率19.88%(上升16.2%),截留率为99%(提升约4.2%),表现出良好的耐酸性。

耐酸性腐蚀钢的性能研究及应用

采用硫酸浸泡试验,试验了在不同温度和不同硫酸浓度条件下,耐酸性腐蚀钢中化学元素含量对性能的影响。试验结果表明,耐酸性腐蚀性能主要与Sb、S等元素含量密切相关,而在Ni元素含量较低时,增加Ni元素含量对耐酸性腐蚀性能影响不显著。在20℃、20%H2SO4和70℃、50%H2SO4条件下,耐酸性腐蚀钢主要通过Sb、S、Cu等元素富集形成致密锈层,阻碍基体与腐蚀介质之间的进一步腐蚀,提高耐酸性腐蚀性能。这一特性广泛应用于煤气管道、液体运输罐车等行业。

超疏水耐酸碱改性纸张的制备与性能

采用可见光促进的原子转移自由基聚合(ATRP)法,实现了叠氮基单体与含氟单体共聚,得到全氟辛酯叠氮苯酯共聚物,并将其应用于纸张表面改性,制成了超疏水耐酸碱改性纸张.研究了聚合物中各单体种类、比例及聚合物分子量对超疏水耐酸碱性能的影响.此外,还表征了改性纸张的表面微观结构,研究了聚合物与纸张的连接方式,解释了改性纸张的超疏水耐酸碱性能原理.结果表明,当甲基丙烯酸-4-叠氮苯酯与甲基丙烯酸全氟辛酯的摩尔比为1∶4时,全氟辛酯叠氮苯酯共聚物-80改性后的纸张表现出极强的疏水性,水接触角达到165°,并在强酸(pH=1)或强碱(pH=13)环境下维持72 h无明显变化.制备的共聚材料在防水、耐酸碱应用中具有良好的应用前景.

产淀粉酶芽孢杆菌的筛选、耐酸性驯化及淀粉酶酶学性质分析

该研究采用传统培养分离法结合透明圈法、淀粉酶活性测定从酱香型白酒大曲中分离、筛选高产淀粉酶的芽孢杆菌(Bacillus sp.)菌株,通过形态学观察及分子生物学技术对筛选菌株进行鉴定,并对其耐酸性进行驯化,同时比较驯化前后菌株所产淀粉酶的酶学性质。结果表明,筛选出一株高产淀粉酶的菌株AmyX8,其被鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。菌株AmyX8发酵12 h时,淀粉酶活力最高,为570.6 U/mL;该菌株的最适生长pH为7,在pH 1~5的环境下生长困难,其所产淀粉酶在pH 6条件下具有最高活性(549.8 U/mL)。经耐酸性驯化,成功将菌株AmyX8的生长pH驯化至5,得到菌株AmyX8AR,其在发酵24 h时的OD600 nm值是驯化前菌株AmyX8的7.5倍,在发酵27 h时的淀粉酶活(525.8 U/mL)最高,是驯化前菌株AmyX8所产淀粉酶最高酶活的3.2倍;其所产淀粉酶的最适反应温度与驯化前保持一致,仍为40℃,最适反应pH从5下降为4,pH和温度稳定性均得到提高,且在最适反应条件最高活性达到559.6 U/mL。

耐温变、耐酸雨、抗石击、中温固化纳米复合绝缘涂料的研制

本研究以有机硅改性环氧树脂为基料,金红石型钛白粉、白云母粉、硅微粉等为颜填料,有机改性纳米蒙脱土为特殊补强交联填料,复配分散剂、消泡剂等助剂,加入固化剂,制备了一种耐温变、耐酸雨、抗石击、可中温固化的纳米复合绝缘涂料。检测结果表明,经-45℃×1 h←→100℃×1 h、10个循环后,涂膜无起泡、无开裂、无脱落、无变色;固化后涂膜的介电强度达到106 kV·mm^(-1);冲击强度为50 cm,涂膜冲击处的介电强度为103 kV·mm^(-1);在5%H_(2)SO_(4)中浸泡168 h后,涂膜的介电强度为98 kV·mm^(-1),略有下降,但仍然具有较优的绝缘性,说明该绝缘涂料具有良好的综合性能,适用于户外电气设备的长期绝缘保护。