HIGS-SsCCS转基因拟南芥的菌核病抗性鉴定

【目的】菌核病是由核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)引起的一类真菌病害,核盘菌寄主范围广泛,严重危害多种作物的品质。本研究利用寄主诱导基因沉默(HIGS)的方法在寄主中诱导核盘菌致病相关基因的沉默从而增强寄主的菌核病抗性,为菌核病抗病育种提供新的思路。【方法】铜锌超氧化物歧化酶是一种重要的抗氧化剂,以核盘菌铜锌超氧化物歧化酶铜伴侣基因(copper chaperone for copper/zinc superoxide dismutase,SsCCS)为靶基因,通过生物信息学分析该基因的结构特点,并利用MEGA6.0软件构建系统发育树;通过分别比对拟南芥及核盘菌基因组,选择特异的干扰片段进行扩增;采用农杆菌介导的浸花序法,将HIGS载体转入拟南芥Col-0,通过DNA鉴定以及标记筛选出稳定的HIGS-CCS转基因拟南芥;选取4—5周龄的HIGS-CCS转基因拟南芥植株叶片接种核盘菌野生菌株1980,于接种24 h后统计病斑面积,分析转基因株系的菌核病抗性;通过qRT-PCR分析核盘菌侵染转基因植株过程中SsCCS的表达情况;同时在接种6、12、24 h后利用DAB染色的方法检测转基因植株与核盘菌互作过程中H2O2的积累。【结果】生物信息学分析结果表明,SsCCS(SS1G_00102)全长为1010 bp,编码序列长759 bp,共编码253个氨基酸,该蛋白分子质量为27176.96 Da,等电点(PI)为5.04,与灰霉病菌BcCCS(EDN25358)亲缘关系最近,氨基酸同源性达到87%,与拟南芥AtCCS(AT1G12520.1)亲缘关系较远;通过与核盘菌以及拟南芥基因组比对,选择314 bp特异干扰片段,成功构建SsCCS的HIGS表达载体,转化拟南芥。T1及T2代转基因拟南芥接种核盘菌24 h后的病斑面积均小于野生型拟南芥。从T2代中获得3个稳定表达的T3代HIGS-CCS转基因拟南芥株系:HIGS-CCS-5、HIGS-CCS-8、HIGS-CCS-13;与野生型拟南芥相比,转基因拟南芥在接种核盘菌24 h后,病斑面积显著减小46%—61%;qRT-PCR结果显示核盘菌在侵染转基因植株过程中,SsCCS的表达量显著低于侵染野生型拟南芥。DAB染色结果表明,在侵染过程中,转基因拟南芥植株中H2O2的积累明显少于野生型拟南芥,ROS水平降低。【结论】利用HIGS方法在拟南芥中干扰核盘菌SsCCS的表达能够显著提高拟南芥的抗病性,研究结果为油菜等农作物菌核病抗病改良提供了参考。

X70管线钢硫化氢应力腐蚀

测试了在含硫化氢 (H2 S)的介质中不同成分X70管线钢母材、焊缝及焊缝消除残余应力退火后的H2 S应力腐蚀性能。在此基础上 ,讨论了成分及焊后退火处理对管线钢H2 S应力腐蚀的影响。试验结果表明 ,对X70管线钢由H2 S引起的应力腐蚀开裂SSCC(SulfideStressCorrosionCracking)的主要影响因素是Mn、P元素 ,而不是C元素。相对母材而言 ,焊缝的抗SSCC的能力有所降低 ,这是由于在焊接过程中 ,焊缝的成分 ,组织及性能等发生了一系列变化。同时 ,焊缝中存在的焊接缺陷也会导致焊缝的SSCC抗力降低。此外 ,通过消除残余应力退火处理可提高管线钢SSCC抗力。

16Mn(HIC)钢硫化物应力腐蚀开裂实验研究

采用恒应变和慢应变速率拉伸实验的方法,研究了16Mn(HIC)和16Mn钢母材、焊缝在H2S环境中应力腐蚀开裂.结果表明两种材料在酸性H2S介质中均发生穿晶型硫化物应力腐蚀开裂(SSCC);与16Mn钢相比,16Mn(HIC)钢有更好的抗SSCC性能,钢中的C,Mn,P和S的含量降低有利于提高钢的抗SSCC性能.焊缝及热影响区在焊接过程中,产生的粗大魏氏组织、偏析、缩孔和夹杂等缺陷,降低了焊缝的抗SSCC能力.但是,通过焊后热处理可以适当提高焊缝的抗SSCC能力.

X80管线钢焊接接头SSCC研究及数值模拟

硫化氢应力腐蚀破裂(sulfide stress corrosion cracking,SSCC)是制约管线钢应用的主要因素。针对X80管线钢焊接接头进行恒位移硫化氢应力腐蚀试验研究,分别测得母材、焊缝和热影响区的应力强度因子门槛值KISCC和裂纹扩展速率da/dt。通过对X80管线钢焊接接头的金相显微组织、断口形貌观察以及硬度测试,分析了X80管线钢SSCC性能的影响因素。并对WOL试样进行了三维弹塑性有限元分析,得到裂纹尖端应力场分布和氢浓度的分布特征。结果表明,热影响区的KISCC最小,裂纹扩展速率最大,具有较差的抗应力腐蚀开裂的能力,其应力腐蚀试验结果与有限元数值分析相互验证。

X80管线钢焊接接头的硫化氢应力腐蚀试验研究

采用X80管线钢焊接接头制作楔形张开加载(WOL)试样,在硫化氢介质中进行恒位移应力腐蚀试验,分别测得母材、焊缝和热影响区的临界应力强度因子KISCC和裂纹扩展速率da/dt。试验结果表明,热影响区的KISCC最小,裂纹扩展速率最大,具有较差的抗应力腐蚀开裂的能力,是应力腐蚀开裂的薄弱环节。且通过对X80管线钢焊接接头的显微组织观察和基本力学性能研究,对影响X80钢应力腐蚀影响因素提供了试验依据,并对试验结果予以验证。

SEW石油套管的开发

采用高频电阻焊、热张力减径及整管热处理工艺开发了J55、N80Q及P110钢级SEW石油套管,对开发的SEW石油套管进行了力学性能和抗腐蚀性能测试。结果表明:同石油套管用无缝钢管相比,SEW石油套管在尺寸精度、残余应力及抗外压挤毁强度方面具有较大的优势;采用SEW工艺,较好地解决了焊缝冲击韧性低及抗腐蚀性能差的问题。分析认为:在钢级和规格一定的情况下,采用SEW石油套管可解决选用石油套管用无缝钢管带来的抗挤强度不足问题,满足油田用户的需求。

L245A级钢管在湿H_2S环境下的氢致开裂(HIC)与硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)试验研究

管线钢在湿H2S环境下运行必须考虑其抗氢致开裂(HIC)和硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)性能,因此,在确保L245A级钢管力学性能合格的前提下,根据NACETM0284—2003和NACETM0177—2005标准,按照L245A级钢管及焊缝所处的不同介质浓度和运行压力设计了8组试验。通过降低介质浓度和运行压力对L245A级钢管在湿硫化氢环境下的抗氢致开裂性能和硫化物应力腐蚀开裂性能(SSCC)进行了试验评定;通过4组试验得出:L245A级钢管在标准湿H2S环境下不会产生氢致开裂,发生硫化物应力腐蚀开裂,在设计条件和工作条件下不发生应力腐蚀开裂的结论。同时笔者对管道在湿H2S环境下的安全运行提出了建议。

冷变形对国产X70管线钢硫化氢应力腐蚀开裂的影响

采用慢应变速率法SSRT(SlowStrainRateTest)测试了在含H2S的介质中不同冷变形度条件下管线钢X70的硫化氢应力腐蚀开裂(SCCC)性能。结果表明,冷变形度是影响国产X70管线钢SSCC的重要因素之一。冷变形促进了材料局部微观缺陷内能的增加,这些缺陷所在的位置,往往是氢易被捕捉的地方,造成氢的聚集,微观变形将会促进裂纹的萌生和扩展。同时,随着冷变形度的增加,冷变形造成的位错等缺陷使强度进一步增大而韧性降低。最终氢与应力的交互作用导致X70管线钢抗SSCC性能下降。

带状组织对SSCC和CO2腐蚀的影响

利用ＳｈｅｌＴｙｐｅ法和ＮＡＣＥ拉伸试验研究了低碳锰钢的硫化物应力腐蚀开裂（ＳＳＣＣ）行为，结果表明：存在带状组织，且与外加应力方向平行时可提高ＳＳＣＣ抗力．带状组织的存在还可降低ＣＯ２腐蚀速率，温度升高ＣＯ２腐蚀速率增大，并提出了带状组织影响ＳＳＣＣ和ＣＯ２腐蚀的物理模型．

不同钢制造LPG球罐在湿H_2S环境下失效行为的对比研究

对16MnR钢和SPV50Q钢液化石油气(LPG)球罐在湿H2S环境下的失效行为进行了对比研究.通过观察从16MnR钢球罐上所取下的严重腐蚀球壳板的裂纹特征和SPV50Q球罐内壁所作金相复膜照片的裂纹形貌,以及分析现场所测试的硬度和残余应力,表明:16MnR钢球罐的失效是由氢诱导开裂(HIC)所引起,损伤部位发生在母材上,而SPV50Q钢球罐则是由硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)所造成,裂纹主要出现在焊接接头附近的热影响区(HAZ).

X100钢级螺旋缝埋弧焊管抗H_2S腐蚀性能研究

对X100钢级螺旋缝埋弧焊管进行了氢致开裂(HIC)和硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)试验研究,结果表明:X100钢级螺旋缝埋弧焊管焊接接头比管体的抗H2S腐蚀性能差。分析认为:带状组织和硬度高是导致管体和焊接接头氢致裂纹超标的主要原因,氢致裂纹主要是穿晶型和沿晶型开裂;而焊缝中存在夹杂物,以及焊缝中晶内针状铁素体组织和热影响区中粒状贝氏体组织引起的硬度波动和偏高,是导致焊缝处发生应力腐蚀断裂的主要原因。电化学试验和残余应力测试,也进一步证实了X100钢级螺旋缝埋弧焊管焊接接头比管体更易于腐蚀。

08Cr2A1Mo钢在湿H_2S环境中的应力腐蚀试验研究

运用均匀设计方法,通过改变H2S浓度、Cl-浓度、pH值和温度等溶液介质参数,对换热器管束用钢08Cr2A1Mo在湿H2S环境中进行慢应变速率拉伸应力腐蚀试验。研究了各参数对08Cr2A1Mo钢应力腐蚀开裂的影响规律,通过扫描电镜分析试样断口的微观形貌,确定其应力腐蚀敏感性,并根据试验结果计算在各试验环境下的应力腐蚀敏感性指数,运用回归分析软件,建立了08Cr2AlMo钢应力腐蚀敏感指数与试验介质参数之间关系的交互型数学模型。

高钢级耐酸性X70MS钢螺旋埋弧焊管的生产工艺及组织性能

采用低碳、低锰、微合金化设计和洁净化冶炼等工艺生产出了高钢级耐酸性X70MS钢热轧板,通过优化焊接工艺参数,采用耐酸性焊接材料,控制焊接热输入,控制钢管成型残余应力等措施,开发出了高钢级耐酸性X70MS钢螺旋埋弧焊管,并对其力学性能、HIC性能以及SSCC性能进行研究。结果表明:耐酸管母材的屈服强度为515～525MPa,抗拉强度为615～620MPa,焊缝抗拉强度为655～685 MPa,母材和焊缝的硬度均小于250HV10,0℃下母材的冲击功大于296J,焊缝冲击功大于120J;该耐酸管具有良好的耐HIC性能和耐SSCC性能,力学性能和耐蚀性能达到和远高于API SPEC 5L(44版)标准要求。

10Ni14钢抗H_2S应力腐蚀破裂性能研究初探

对 10 Ni14钢的抗 H2 S应力腐蚀破裂 (SSCC)性能进行了研究。结合现场的实际使用情况 ,证明10 Ni14钢母材及其焊接接头无论是在室温还是在低温 (<- 10°C)的湿 H2 S环境中都具有优良的抗 SSCC性能。

X65管线钢根焊工艺中铜衬垫渗铜研究

针对海底管线工程用X65钢管进行了7种不同工艺条件下的焊接试验,从焊接电弧特性、焊接热输入量、错边等工艺参数方面进行比较,采用微观金相、电镜能谱扫描、激光原位分析等研究手段进行了带铜衬垫的根焊工艺渗铜研究,同时按照标准对带铜衬垫和未带铜衬垫的根焊接头进行了力学性能试验和SSCC腐蚀试验。试验结果表明,通过制定合理的焊接工艺参数是能够把铜含量限定在一定范围内,并且对力学性能、腐蚀性能无明显影响,完全满足工程施工规范要求。

压缩机用材料K21590钢应力腐蚀的研究

研究不同热处理工艺对压缩机材料K21590钢力学性能的影响,并且结合SSCC应力腐蚀开裂试验和HIC氢致开裂试验选出最优的热处理工艺。试验结果表明,在同一回火温度下,K21590钢随着正火温度的升高,硬度增加;在同一正火温度下,K21590钢随着回火温度的升高,强度和硬度下降,塑性增加;K21590钢经过980℃正火处理+680℃回火处理后的力学性能可以满足技术标准的要求,并且符合SSCC应力腐蚀开裂试验和HIC氢致开裂试验的要求,可以在含湿H_2S介质环境中使用。从经济的角度考虑,K21590钢优化后的热处理工艺可以减少由于环境介质对材料的腐蚀破裂,延长零件的使用寿命,提高压缩机组的整体质量,避免了由于压缩机零件腐蚀破裂引起的经济损失。该技术在石化泵、核电和其他产品中也具有广泛的应用前景和非常可观的潜在经济效益。

舞钢湿硫化氢环境用低合金高强度钢

湿H2S环境下引起压力容器及管道的腐蚀、氢致开裂(H IC)、H2S应力腐蚀开裂(SSCC)是当前采油、炼油、化工、煤气生产中最为突出的腐蚀问题和技术难题之一。为此,舞钢对防止压力容器与管道在湿硫化氢环境中的开裂问题进行了广泛、深入的研究,相继成功地开发了一系列不同强度级别的湿硫化氢环境用抗硫化氢腐蚀用钢,具有碳当量低、力学性能(尤其是低温冲击韧性)优良、抗氢致开裂性能和抗硫化物应力腐蚀性能良好的特点,钢板的力学性能、抗氢致开裂性能及抗硫化物应力腐蚀性能均达到了国际先进或领先水平。本文还指出了抗湿硫化氢用钢的生产开发方向并提出了质量改进措施。

炼油厂湿硫化氢环境下材料的氢损伤

阐述了炼油厂湿硫化氢环境下材料氢损伤的表现形式、腐蚀机理 。

集输管线用抗H2S腐蚀低锰X65MS焊管的开发

为满足含H2S介质油气集输管线用钢管的使用要求,采用w(Mn)=0.25%~0.5%抗H2S腐蚀卷板,通过成型和焊接工艺研究,成功开发出了低锰X65MS钢级HFW/螺旋/直缝抗H2S腐蚀用焊管,并对试制钢管进行了力学性能测试及HIC、SSCC试验。力学性能检测结果显示,HFW/螺旋/直缝焊管0℃下焊缝冲击功均大于80 J,且具有优异的焊缝低温韧性和抗弯性能,管体最高硬度仅239HV10;HIC试验结果显示,3种焊管管体和焊缝的CSR、CLR、CTR均为0;SSCC试验结果显示,3种焊管管体和焊缝试样在分别加载72%Re L和90%Re L载荷下,母材和焊接接头均未出现裂纹或断裂,表现出了良好的抗酸性。研究结果表明,开发的低锰X65MS钢级HFW/螺旋/直缝抗H2S腐蚀用焊管,完全可以在含H2S的油气输送中安全服役。

L415/N08825复合管硫化物应力腐蚀开裂及失重腐蚀研究

为了研究复合管的耐蚀性能,对L415/N08825复合管母材及焊缝在H_2S/CO_2环境中,进行了抗硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)试验和不同压力下的高温高压失重腐蚀试验研究。720 h硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)试验结果显示,3个试样均未发生断裂,在10倍放大镜下观察所有试样表面均未发现裂纹;不同压力失重腐蚀试验结果显示,L415/N08825复合管复层母材和焊缝试样的平均腐蚀速率较小,试样表面均未观察到明显的腐蚀痕迹。研究结果表明,试验用L415/N08825复合管母材与焊缝耐蚀性良好。