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【關鍵詞】油氣田 地面建筑 焊接技術 重要性
1 引言
油氣田的地面建筑,其在很大程度上解決了在能源生產過程中的倉儲以及運輸等問題,并且起到安全防護等作用。隨著能源產業的不斷發展,對安全生產的技術要求也越來越高。因此,油氣田地面建筑的焊接技術就越來越受到重視。焊接技術是確保建筑物中的鋼體結構的穩定性,實現不同鋼體之間的對接以及組合的作用。加強油氣田地面建筑的焊接技術,能在很大程度上提高地面建筑的穩固性,保證油氣田生產與開發的正常進行。
2 對油氣田地面建筑的質量要求解析
油氣田的生產與開發,是我國能源產業中最為重要的兩種開發形式。煤礦的開采與石油開采以及天然氣開采,作為目前世界三大能源產業。油氣的開采更加重要,其產品在生產與生活中更為廣泛與重要。油氣田的安全生產理念越來越受到人們的重視,相關生產企業也制定了政策和措施,加強對安全生產的要求。油氣田的地面建筑,其主要的功能是提供人們日常生產與生活的基本需求,倉儲服務等等。而在遇到突發事件的時候,地面建筑中的安全防護建筑,則可以提供安全救援措施,從而保證生產的安全性。油氣田的地面建筑與城市的樓房建筑還是存在一定的區別的,由于生產中經常存在一定的不確定性。因此,對于油氣田的地面建筑而言,則需要更要的要求以及生產標準。在提供安全生產的同時,也要保證建筑物自身的穩定性。
3 鋼結構的焊接技術分析
鋼結構的焊接技術主要有以下幾個重點需要分析:
鋼筋的選擇,質量優質的鋼筋不僅僅韌性好,而且還可以提高焊接的效率,保證焊接質量,從而達到油氣田地面建筑物的基本要求。
焊接的準確性;焊接的點位以及焊接的整體準確性在鋼體焊接中是非常重要的,并且其準確性還決定著鋼體的承重性能是否正常,避免在建筑物中出現受力不均勻的現象,從而造成建筑物的安全隱患。
焊接技術最基本的要求是高溫高壓,由于油氣田的建筑焊接技術要求更高。因此,可以采用自動化焊接技術進行焊接作用。現代化的焊接技術以及逐步的擺脫焊接技術,并且成為鋼體結構焊接技術中的主要焊接力量。因此,鋼體結構的焊接技術,應該能夠多引入現代化的焊接技術,提高整體的焊接水平與焊接的精準度,從而保證建筑物的整體質量。
對油氣田以及鋼結構有了一定的認識,那么,油氣田的地面建筑的焊接技術是否存在問題?為什么要加強油氣田焊接技術呢?
首先,對于油氣田的地面建筑而言,雖然建筑群體相對比較簡單。但是,其建筑物的內部穩定性一定要強,并且能夠滿足對一定自然災害的防御能力。能源生產,注重生產的效率以及安全。關注效率是因為石油和天然氣資源都是不可再生的,因此要注重其生產的效率。而對于生產的安全性而言,是至關重要的。生產中關乎施工人員的生命安全問題,都是應該給予最大程度的重視的。油氣田進行地面安全建筑的建造,也是在一定程度上加強能源生產的安全性,從而提高生產效率,保證生產安全。
其次,對于地面建筑而言,其主要的組成無非是混凝土以及鋼體結構。混凝土是依附于鋼體結構的主要物料,這也在一定程度上表明鋼體結構起到承重、支撐的重要作用。鋼體結構是真整個建筑物的骨架,如果鋼體結構出現問題,那么就會在很大程度上影響這個建筑物的安全。因此,對于鋼體結構的焊接,就要給予足夠的重視。為了確保能夠實現合格的鋼體焊接,應該對以下幾個方面進行重點分析:
首先是鋼材的選擇;焊接技術中,對于鋼材的選擇也是十分重要的。好的鋼材不僅韌性好,而且抗腐蝕性也比較強,能滿足基本的建筑要求。此外,在焊接的過程中,質量好的鋼材能夠保證焊接的準確性。在高溫高壓的環境中,能夠保證焊點的不偏離,是非常重要的。
焊接過程中,一定要認真校對焊接方案,保證每個焊接的點位都是正確而沒有錯誤的。誤差是無法避免的,但是錯誤是一定不能發生的。在進行焊接之前,首先要對焊接的溫度進行計算。此外,就是壓力的控制,當溫度過高而無法達到的時候,應該采取怎樣的措施進行加壓增溫處理等。這些基礎問題應該要在進行焊接之前都計算好,并且保證在焊接的時候不出現錯誤。
焊接點位以及整體焊接的流程要通暢,不能出現任何問題。例如,鋼體結構的幾何形體也決定了建筑的整體結構。混凝土的重量比較重,如果焊接的過程出現不均勻的現象,就很可能出現受力不均勻。長期下去,會造成鋼體結構變形的危險,對于整個建筑物而言,都是一定的安全隱患。因此,要保證焊接的點位準確性,并且強調其整體的協調性。
最后,對于焊接技術而言,尤其其主要完成不同鋼體之間的對接以及組成。因此,需要保證在焊接的過程中,一定要做到不出現虛焊以及錯焊的現象。
5 結語
對于能源產業而言,其安全生產是最為重要的。能源產業是我國工業中,最為重要的組成部分。由于能源的不可再生特性,在一定程度上決定了其重要性。油氣田的建筑設施,在很大程度上滿足了施工生產人員對于日常生活以及辦公的所需基本要求。而為了防止突發事件等給生產區域周邊帶來影響,地面建筑的穩固性就顯得非常重要。而現代化的建筑群體中,鋼筋混凝土建筑結構占據較大位置。因此,鋼體結構的穩定性決定著建筑物的整體穩定性。而對于鋼體結構而言,保證其穩定的主要元素中,焊接技術占據較大比重。因此,需要加強油氣田地面建筑的焊接技術。
參考文獻
[1] 肖治國,張敬安,鄭輝,李成鋼,海上油氣田鋼結構物腐蝕及防護技術[J].全面腐蝕控制,2013(01):27-31
[2] 于毅,集束管道在渤海邊際油氣田開發中應用的可行性探討[J].中國造船,2013(A01):70-76
關鍵詞:金屬材料;焊接成型;缺陷;控制
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.029
1 前言
焊接工藝作為一門現代工藝,在金屬材料的焊接成型中技術要求很高,其在我國出現的時間并不長,工藝技術也不完善。在金屬材料的焊接過程中經常會出現很多問題和缺陷,為了保證金屬焊接的質量水平,要在焊接過程中有針對性地做好缺陷的應對工作。本文在大量實驗的基礎上羅列了金屬材料焊接過程中經常出現的主要缺陷,并針對各種缺陷提出了對應的修正措施,以期引起焊接從業者的足夠重視,更好地提高我國金屬焊接工藝的技術水平。
2 金屬材料焊接成型中裂縫的成因及防治措施
一般而言,金屬材料焊接成型中的主要缺陷有多種類型,主要包括裂縫、未焊透、未熔合現象、夾渣、氣孔、咬邊、焊瘤及弧坑等。裂縫又可以分為熱裂縫和冷裂縫兩種,是金屬材料焊接中最常見的缺陷之一。
2.1 熱裂縫的成因和防治措施
熱裂紋是常見的裂紋形式,它是指金屬焊接過程中液體的金屬在凝結的過程中所產生的裂縫。熱裂縫一般發生在焊縫的中心,在焊接后隨即可以看到。
產生原因:熱裂縫的產生有很多方面的原因。在金屬焊接的過程中,除焊條和金屬外,還存在著很多熔點較低的雜質,由于其熔點較金屬低,凝固反應也在金屬之后,且這些雜質在凝固后強度和硬度都比較低,因而成為熱裂縫產生的根源。凝固后的雜質在受到外力作用的情況下,極易受到磨損和腐蝕,導致裂縫的產生。
防治措施:在金屬焊接的過程中,為了嚴格避免熱裂縫的產生,要采取相對應的技術手段和措施進行防范。在金屬的焊接過程中,要認真按照施工要求,遵照有關的技術規定,嚴格按照完善合理的工藝程序,此外還要優化焊接過程中的焊接環境等。焊接時要盡量避免雜質的產生,嚴格管控各種焊接參數,盡量避免焊接熱裂縫的產生,必要時采用多層的焊接技術,提高焊接質量水平。在焊接過程完成后,還要盡量避免外力的影響。
2.2 冷裂縫的成因和防治措施
冷裂縫是另一種常見的裂縫形式,它是指在金屬焊接過程完成后的冷卻過程中焊接交界處的熔合點出現的裂縫。冷裂縫產生的時間并不固定,一般是在焊接完成后4至6小時的冷凝之后,也有在焊接完成之后立刻出現的情況。
產生原因:冷裂縫的產生主要包括三個方面的原因,焊接過程中會產生一定的氫氣,若氫氣含量比重過高會導致裂縫的出現。此外,焊接母體的承受能力也與冷裂縫的產生息息相關,若其承受能力不足,則冷裂縫的產生幾率將大大提高。
防治措施:在金屬焊接過程中為防止冷裂縫的產生要采取相對應的技術手段和措施進行防范。為減少焊接過程中的氫氣含量,在焊接中要選擇合適的焊條,主要方法是使用含氫量低的焊條。此外,要加強對焊接所使用材料的控制,使用質量過硬的高質量材料,以防因材料質量低下引起裂縫。加強對周圍環境的管控,避免空氣中的濕度過大,以防材料在濕潤空氣中發生變質。在材料的保存過程中要保證其自身的潔凈,防止腐蝕現象的發生,采取一切可以采取的手段盡量降低氫氣的含量。要使用科學合理的焊接參數,在科學認證的基礎上,恰當選擇與實際情況相適應的焊接工藝參數,保證焊接工作的最佳效果。最后,要根據焊接要求對焊接介質進行有效的檢測,滿足焊接之后冷凝過程中的最低要求,減少焊接后外力的作用,遵循科學的焊接工序,以期取得較好的效果。
3 未焊透、未熔合現象的成因及防治措施
未焊透、未熔合是焊接過程中出現的另一種比較常見的焊接缺陷,由它亦會引起較多的次生缺陷,比如裂縫等。其產生原因和防治措施如下:
產生成因:焊接中未焊透、未熔合現象出現的原因主要有三點。第一,在焊接過程中,焊塊之間存在既有的縫隙,一般縫隙的產生是由于角度問題等。此外,焊接工藝的不完善是引起未焊透、未熔合現象的另一大原因,焊接塊過厚、焊接速度過快等都會引起焊接效果的降低。第二,焊接焊塊表面不干凈,存在雜質或者氧化物質,沒有對其進行相應的清理工作。第三,焊接技術人員技術能力不合格,由于水平有限,導致其對焊接溶液的把握能力比較差,未焊透、未熔合的現象就不可避免了。
防治措施:為解決焊接過程中未焊透、未熔合的現象,要有針對地對其進行防治。首先要盡量選用合適坡面角度的焊接塊,其次要妥善把握焊接工藝,對焊接的速度及外部環境都要進行合理的管控,對于焊接物表面的雜質一定要徹底清理,最后要選用技術過硬的焊接工人。
4 其他主要缺陷及其防治措施
焊接過程中的其他缺陷主要有夾渣、氣孔、咬邊、焊瘤及弧坑等,以下將根據這些問題產生的原因對其進行有針對性的分析。
首先是夾渣,夾渣是常見的焊接缺陷,其成因是焊接邊緣本身存在雜質,主要是熔渣,此外焊接速度過快亦會導致夾渣的產生。為防止夾渣,就要保證接口的潔凈,并注意焊接速度不能太快。針對氣孔問題,要選用合適的焊接電流流量,使用高質量的焊條和焊接材料,并注意控制焊接熔質中的氫氣含量;針對咬邊問題,同樣要注意焊接過程中切忌速度過快、電流過大;焊瘤及弧坑是由于焊接過程前后不均勻或者焊接溫度過高引起的,焊接中斷、再焊也是導致焊瘤和弧坑的直接原因。所以在焊接時要嚴格控制焊接溫度,不宜過高,并一次焊成,不重復作業,盡量杜絕焊瘤和弧坑問題。
5 結語
綜上所述,在金屬材料的焊接過程中,會經常遇到各種各樣的焊接缺陷。為了避免各種焊接問題的出現,我們有必要采取相應的措施,努力管控各種工藝技術環節,有效杜絕焊接缺陷的產生,提高焊接水平和質量,推動金屬材料焊接技術的不斷進步。
參考文獻:
[關鍵詞]鋼板不平度 焊材選用 應力腐蝕
中圖分類號:TH49 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)46-0374-01
1 儲罐施工規范與鋼材驗收規范不能滿足工程質量
筆者近年來參與預制的大型儲罐規模為2000m -50000m 多臺,根據多年來施工經驗,在罐壁板施工中,存在鋼板不平度難以滿足預制安裝標準要求。
板的不平度系指將鋼板自由地放在平臺上,每米范圍內鋼板下表面和平臺間的最大距離。大型儲罐壁板的不平度超標可引起:(1)由于長度方向不平度超標,在組裝罐體環焊縫時,為保證安裝尺寸易發生強力組裝,產生應力集中和較大的內應力,嚴重者甚至會產生裂紋。(2)由于寬度方向不平度超標,引起組對縱焊縫時,對口間隙不均勻,易引起焊縫寬窄不均勻、焊縫缺陷增多和引起裝配應力,產生焊縫處變形、焊接應力過大,從而影響儲罐整體焊接質量及安全性。
新修訂的GB50128-2005《立式圓筒形鋼制焊接儲罐施工及驗收規范》中要求罐壁板滾制后,立置于平臺上垂直方向用直線樣板檢查,間隙不大于2mm;水平方向用弧形樣板檢查間隙不大于4mm。其中鋼材驗收規范GB/T709-88《熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差》中對鋼材不平度的標準適用于屈服點下限不超過460MPa的鋼板,屈服點超過及進行調質處理的鋼板,不平度最大值為上表規定的1.5倍。
用于儲罐施工鋼板按上述標準進場驗收,厚度在6mm~25mm的壁板,長度及寬度方向的不平度是通過滾板機反復滾制進行矯平,而施工用三輥滾板機對厚度≤10mm壁板出廠時難以達到垂直方向間隙≤2mm;水平方向間隙≤4mm的標準。
目前,國內普遍鋼材生產廠家扎制以及矯直鋼材的設備陳舊,無法滿足施工安裝標準的要求。為滿足儲罐施工要求,本人認為應做如下要求:(1)規范鋼材生產廠,引進先進的滾軋設備、矯直設備以及生產工藝,提高滾軋質量,從而保證出廠鋼材質量滿足現場施工要求。(2)制定合理的鋼材驗收標準,只有鋼材驗收標準與設備施工驗收規范協調統一,才能具有實際意義。(3)應加大對鋼材生產廠的監管力度,加強對鋼材生產的整頓工作。
(4)施工方嚴格按施工規范施工,采用合理的施工工藝、方法和先進的施工機具與設備,從而最終保證儲罐質量。
2 根據標準推薦合理經濟的選用焊材
壓力容器的施工中,焊道作為設備的主要結構,焊材的正確選用是保證產品質量的關鍵因素。在鋼制壓力容器的設計及制造過程中,關于設備的焊接要求,執行標準JB/T4709-2000《鋼制壓力容器焊接規程》,然而該標準僅對常用鋼號選用焊接材料做了部分推薦,并未作出詳細規定,焊接材料的選用,主要靠設計人員和施工單位的焊接技術人員針對各種技術參數、和施工部門的設備、能力等,合理的選擇焊材。
焊縫區作為設備的重要部分,它的焊接質量及性能對設備整體的安全性是非常關鍵的。設計人員以及施工單位焊接技術人員在選用焊材時應注意以下幾點:
焊條的選用須在確保焊接結構安全、可行的前提下,根據被焊工件的材質、技術要求和所用焊接材料、焊接設備的性能及特點都有所了解,同時必須綜合考慮焊接施工條件和技術經濟效益,有針對性地選用焊條,并作必要的焊接性能試驗。
1)同種鋼材焊接時焊條選用要點
① 考慮母材的機械性能和化學成分。對于結構鋼(低、中碳鋼、普通低合金鋼等)的焊接,通常要求焊縫金屬與母材等強度。一般按結構鋼的強度選擇相應強度等級的焊條,選用熔敷金屬抗拉強度等于或稍高于母材的焊條。對于合金結構鋼,一般不要求合金成分與母材相同或接近。當母材成分中碳、硫、磷等元素的含量偏高時,焊縫中容易產生裂紋,應選用抗裂性能好的堿性低氫型焊條。
② 考慮焊接構件使用性能和工作條件。對承受載荷和沖擊載荷的焊件,在滿足抗拉強度外,還應保證焊縫金屬具有較高的沖擊韌性和塑性,可選用塑、韌性指標較高的堿性低氫型焊條。
接觸腐蝕介質的焊件,應根據介質的性質及腐蝕特征選用不銹鋼類焊條或其他耐腐蝕焊條。
在高溫、低溫、耐磨或其他特殊條件下工作的焊接件,應選用相應的耐熱鋼、低溫鋼、堆焊或其他特殊用途焊條。
③ 考慮焊接結構特點。對形狀復雜、剛性大的厚焊接件,由于焊接過程中焊縫金屬在冷卻收縮時易產生較大的內應力,易產生焊接,因此對此類焊件,應選用抗裂性能好的堿性低氫焊條。對焊接部位難以清理的焊件,應選用對鐵銹、氧化皮、油污等不敏感的酸性焊條。對受條件限制不能翻轉的焊件,應選用適于全位置焊接的焊條。
④ 考慮施工條件和經濟效益。在滿足產品使用性能要求的情況下,應選用工藝性好的酸性焊條。在狹小或通風條件差的場合,應選用酸性焊條或低塵焊條。
2)異種鋼焊接時焊條選用要點
強度級別不同的碳鋼+低合金鋼一般要求按兩者之中強度級別較低的鋼材選用焊條。但為了防止焊接裂紋,應按強度級別較高、焊接性較差的鋼種確定焊接工藝、焊接規范、預熱溫度以及焊后熱處理等。
3 壓力容器焊接材料的選用
對介質中含有一定量氣態或液態H2S的壓力容器焊接材料的選用,在施工驗收規范GB150-98及標準JB/T4709-2000《鋼制壓力容器焊接規程》中無規定,一般設計人員在設計文件中對焊材的選用無特別要求。
在建設備中,有部分設備處理的介質含一定濃度的H2S,H2S對壓力容器的腐蝕等影響是相當大的,濕H2S環境易使壓力容器產生應力腐蝕。因此如何選用焊接材料及選用何種手段控制應力腐蝕是非常重要的。設計人員在設計這類容器時應充分考慮到介質中H2S的濃度、操作溫度、母材及焊材的選型、母材及焊材中Mn的化學成分的比例等條件,并在設計文件中給出焊材推薦型號及要求,同時還應考慮設備熱處理及保溫等。也可在設計文件中詳細說明焊材選用條件,由制造單位根據選用條件,在滿足標準技術要求的情況下,根據各自的施工狀況自行選擇。
4 合理選用角焊縫焊接坡口
在以往壓力容器施工中,針對筒體或封頭部位斜插接管與筒體的焊接,設計文件及標準中均有規定,但一些接頭型式在實際施工過程中存在施工難度,難以實現標準要求型式。在HG20583-1998《鋼制化工容器結構設計規范》用于直徑大于800mm的容器上斜插管與殼體的連接型式,按規范施工時,上部、下部坡口型式均為外坡口,在夾角小的一側,一方面焊工操作不方便,焊條難以接觸到坡口根部,另一方面焊接時電弧難以將母材完全熔化或難以填滿熔化金屬,根部往往焊不透。而接管與筒體焊接角焊縫往往是焊接的危險控制點。分析以往的壓力容器質量事故,部分是由于角焊縫質量問題引起的。因此角焊縫的焊接質量控制應作為設備制造中的關鍵點。現將坡口形式作如下改進,夾角大處采用外坡口、夾角小處采用內坡口形式,上下坡口在中間作緩慢過渡,施焊時,設備內外各設一名焊工,按焊接層同時焊接施工。此坡口型式可完全保證焊口的焊接質量,全焊透。
5 結束語
以上為本人近年來在生產實踐過程中,針對標準與實際沖突,提出的一些個人見解。也許這些見解還很片面或不夠準確,但通過以上的具體分析,希望能夠為油田壓力容器和大型儲罐方面建設提供一定的參考建議。
關鍵詞:金屬材料;焊接;熱裂縫;冷裂縫;夾渣
中圖分類號: P755 文獻標識碼: A
一、金屬材料焊接裂縫的產生及防止措施
1、熱裂縫
熱裂紋是指焊縫金屬由液態結晶為固態的過程中所產生的裂紋,它主要發生在焊縫中心,焊后立即可見。
成因。熱裂縫的產生原因是多方面的,主要包括以下幾個方面:在焊接熔池之中,存在著低熔點雜質,比如FeS等。在焊接的過程中,這些雜質的凝固比較晚。并且,當雜志在焊接凝固之后,它們具有塑性低,強度低的特點。在凝固的過程中,如果外界結構約束應力足夠的大,在凝固收縮的作用之下,它們會被拉開。或者是它們在凝固之后不久,受到收縮壓力的影響,也被拉開,這時候,晶間開裂現象便會產生,進而引起裂縫的產生。除此之外,硫銅等雜質存在焊條和焊件之間,往往也會導致熱裂縫的產生。
防止措施。在焊接過程中,為了防止熱裂縫的產生,可以采取以下相應的措施:在焊接的時候,認真貫徹執行工藝規程,嚴格遵守相關的規定,選用合理的焊接程序,滿足相關的要求,盡可能的減小焊接應力;此外,還要嚴格控制焊接參數,使冷卻的速度降低,以防止熱裂縫的產生。還有必要在一定程度上提高焊縫形狀系數,如果條件允許的話,要盡量采用小電流進行施工作業。在焊接的時候,盡量進行多層、多道焊接,盡量避免裂縫的產生,提高焊接的質量。
2、冷裂縫
從定義上來看,冷裂紋是指,在冷卻過程或冷卻以后,焊縫金屬在母材或母材與焊縫交界的熔合線上所產生的裂紋。對冷裂縫來說,它的產生時間不完全一樣,有的是在焊接完成之后便立即出現,有的是在焊接完成之后的幾小時、幾天或者是更長的時間才會出現。
成因。就成因來看,冷裂縫的成因主要包括以下幾個方面:焊接熱循環的熱影響區生產了淬硬組織;焊縫中存在的擴散氫過量,濃度過大;焊件的接頭承受的拘束應力過大等。
防止措施。在焊接的過程中,為了防止冷裂縫的產生,可以采取以下相應的措施:焊接的過程中,在選擇焊條的時候,采用低氫型焊條,從而使得焊縫中擴散氫的含量降低,防止冷裂縫的產生;加強對焊接材料的保管,嚴格遵守焊接材料的保管和使用制度。尤其需要注意,要保證焊接材料的干燥,加強管理,防止材料受潮而影響材料的性能;保證坡口邊緣的干凈和整潔,如果出現油污、水分、銹跡等,要采取措施及時清理,這樣能夠減少氫來源;對于焊接工藝參數和線能量,要進行合理的選擇,比如,在焊接之前進行預熱,在焊接之后要緩冷。在焊接的過程中,進行多層次、多道工序的焊接,對層間的溫度進行恰當的控制,保證適應的溫度,達到最佳的焊接效果;采取相應的措施改善接頭的韌性,使其符合焊接的要求,保證焊接的質量;在進行焊接的時候,采用科學合理的施焊程序,盡可能的減小焊接應力,采用分段退焊法進行焊接,以達到最佳的效果。
二、未焊透以及未熔合的問題
未焊透和未熔合是目前出現頻率比較多的一種問題,假如出現了的話,縫隙就容易存在間斷或者是驟然的變化等,減弱了它的強度,還容易出現裂縫等。
定義。沒有焊透是說,在處理的會后,結構尾部沒有全部的熔透的問題;未熔合指焊件與焊縫金屬或焊縫層之間存在局部未熔透的現象。
產生要素。(1)存在焊件裝配間隙或坡口角度太小、鈍邊太厚、焊條直徑過大、電流太小、速度太快、電弧過長等現象;(2)未認真地處理坡口附近的污物;(3)處理的時候,這個位置進入了熔渣,使得金屬的熔合無法有效地開展,運條手法不當,電弧偏在坡口一邊等而引成邊緣不熔合。
應對措施。(1)合理的選取坡口的規格;(2)確保焊流速率適當;(3)把附近的污物去除;(4)封底焊清根要徹底,運條擺動要適當;(5)認真關注附近的熔合狀態。
三、關于夾渣
概念。它是說殘存在焊縫里面的物質,其會減弱它的強度等特征。
其出現的關鍵緣由。(1)焊縫邊緣有氧割或碳弧氣刨殘留的熔渣;(2)坡口角度或焊接電流太小或焊接速度過快;(3)使用酸性焊條時因電流太小或運條不當形成“糊渣”;(4)使用堿性焊條時因電弧過長或極性不正確造成夾渣;(5)焊條偏芯。
應對方法。(1)合理的選取坡口的規格;(2)確保焊流速率適當;(3)把附近的污物去除;(4)運條擺動適當。
四、如何處理焊縫問題
(1)不允許在帶壓、背水的情況下進行焊縫缺陷消除的焊補;(2)關于要求預熱的材質,當工作環境氣溫低于0℃時應采取相應預熱措施;(3)要求進行熱處理的焊件則應在熱處理前進行缺陷修正;(4)禁用過大電流補焊,采用小電流、不擺動、多層多道焊;(5)補焊剛性大的結構時,除第一層和最后一層焊道外,可在焊后熱狀態下進行錘擊,且每層焊道的起弧和收弧應盡量錯開;(6)用手工電弧焊焊補D、E級鋼和高強度結構鋼焊縫缺陷時,應采用控制線能量施焊法,每一缺陷不允許中途停頓,應一次焊補完成,且預熱溫度和層間溫度均保持在100℃以上;(7)結合之前的探傷規定,再次的分析處理之后的縫隙,假如察覺其大于許可的數值的話,就要再次的處理,一直到其合乎規定的時候才可以。不過其焊補的次數應該低于返工的次數。(8)認真地開展監督以及檢測活動。開展好如上的活動,從根源上降低其不利現象的存在,進而能夠防止機組帶著問題而運作。
五、其它缺陷及防止措施
1、氣孔
氣孔主要分為:內部氣孔、表面氣孔和接頭氣孔。
成因。對坡口邊緣沒有清理干凈,存在著水分、油污和銹跡;在焊芯出現銹蝕現象,對于焊條和焊劑沒有進行焙烘(表1);電弧過長,焊接速度過快,埋弧自動焊電壓過高等。
防止措施。恰當選擇焊接電流和焊接速度,保證電流和速度符合相應的要求;采取相應的措施,仔細清理坡口邊緣的水分、油污和銹跡;清理和保管好焊接材料;保證焊條的質量;對于埋弧焊,其焊接速度和線能量盡可能的小。
2、咬邊
咬邊指焊縫邊緣留下的凹陷,咬邊會減小母材接頭的工作截面。
成因。咬邊的成因主要有以下幾種:電流過大,運條速度過快,電弧太長,焊條角度不恰當;埋弧焊的焊接速度過快,金屬填充未能填滿等。
防止措施。選擇合適的焊接電流和運條手法,控制好焊條角度和電弧長度;氬弧焊工藝參數要適當,采取恰當的焊接速度。
3、焊瘤及弧坑
成因。焊瘤的成因有:運條不均勻,熔池溫度過高;電流過大,電弧過長等。弧坑的成因有:熄弧時間過短,出現中斷現象,薄板焊接的電流過大;焊縫表面存在焊瘤,容易造成表面夾渣的產生。
防止措施。對于焊瘤,可以采取的措施包括:嚴格控制熔池的溫度;如果焊接運用堿性焊條,需要注意的是,應該采用短弧焊接。對于弧坑,防止措施包括:手工焊收弧的時候,焊條作短時間的停留,或幾次環形運條。采用上述方法能夠有效的防止焊瘤和弧坑的產生。
結束語
經由上文的論述,我們發現,在焊接的時候,如果出現了問題就應該即刻的處理。對于裂縫現象來講。應該先分析它的初始方向和尾端處的情況,進而再應對其存在的不利現象。對于夾渣以及沒有焊透等等的問題,應該使用相同的措施對其處理,進而結合規定對其開展焊補活動;對于氣孔,尤其是其中的氣孔的處理,應該在明確它的具體方位之后,應用風鏟或碳弧氣刨清除全部氣孔缺陷,而且要保證它能夠成為一定的坡口形式,進而再行處理。
參考文獻
[1]鄭玲.金屬材料焊接中的主要缺陷及防止措施研究[J].輕工科技,2013,01:21-22.
關鍵詞:金屬材料;焊接成型;缺陷問題;控制措施
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.045
0 引言
金屬材料焊接的過程中可以應用各種不同的焊接工藝,而焊接工藝的不同其技術要點也存在著一定的差異,為了促進金屬材料焊接質量以及材料實用效率的有效提高,必須對其焊接過程中的缺陷予以充分的重視,并采取積極有效的措施,才能有效的避免材料焊接過程中缺陷的出現,促進我國金屬焊接工藝水平的提高。
1 熱裂紋的成因和防治措施
金屬焊接過程中液態金屬凝固時所產生的裂紋,就是常見的裂紋形式。這種現象一般出現在焊縫的中心,在焊接工作完成之后立即就可以發現。(1)導致熱裂紋產生的原因有很多。金屬焊接時,很多雜質的熔點都非常低,正是因為物質的熔點低于金屬,所以其凝固反應也在金屬之后,在受到拉應力作用時可能產生裂紋,導致金屬焊接完成之后出現熱裂紋現象。(2)為了有效的避免金屬焊接過程中出現熱裂紋現象,必須采取相應的技術手段和預防措施[1]。在進行金屬焊接時,應該嚴格的按照焊接工藝的技術要求,完成焊接的工藝程序,另外必須對焊接過程和焊接環境也必須予以充分的重視。焊接時應該嚴格的控制金屬焊接的相關參數,從而有效的避免焊接熱裂紋現象的出現。同時焊接完成之后,應該避免其受到外力的撞擊。
2 冷裂紋的成因和防治措施
金屬焊接過程中常見的裂紋形式是冷裂紋,這種裂紋主要是金屬材料焊接完成后焊接接頭在冷卻階段出現的。冷裂紋并不是按照固定的時間出現的,一般情況下,都是在材料焊接完成之后冷卻過程中出現,但有時在焊接完成之后也會立即出現或較長時間出現。
(1)如果焊接過程中產生的氫含量過高,由于擴散氫的存在,不斷聚集和長大就會導致冷裂紋的出現。另外,如果焊接母材塑性相對較低的話,也會提高冷裂縫產生的幾率。
(2)為了避免金屬材料焊接過程中冷裂紋現象的發生,必須嚴格的按照規范和要求采取科學合理的技術,才能有效的防止冷裂縫現象的產生。同時,在焊接過程中,應該盡可能的應用含氫量相對較低的焊條,從而達到降低焊接過程中的氫含量。另外,在焊接時必須選擇優質的材料,才能避免由于材料質量過低而導致裂紋的出現。焊接現場環境也是影響金屬材料焊接質量的關鍵因素,只有加強對焊接現場環境的控制,才能有效的避免空氣濕度所引發的材料變質。同時在保存材料的過程中,也必須做好材料自身的潔凈,采取積極有效的措施避免材料與空氣中的水分接觸,才能避免材料發生腐蝕的現象。
3 未焊透、未熔合現象的成因及防治措施
未焊透、未熔合也是焊接過程中比較常見的焊接缺陷,這種現象的出現也會引起焊接出現裂紋等問題。
(1)導致焊接過程中未焊透、未熔合現象發生的原因主要由以下幾方面:首先,由于金屬材料在焊接過程中,會因為施工人員觀察角度的問題,無法觀察到全部待焊部位而出現未焊透、未熔合問題[2]。另外,焊接工藝應用的不合理也是導致出現未焊透、未熔合現象的主要原因,如果焊件鈍邊過大、或者焊接速度過快的話都會對焊接效果產生不利的影響;其次,如果沒有及時的清理焊接件表面存在的雜質的話,也會導致未焊透、未熔合現象的出現;最后,焊接操作人員受到自身技術水平的影響,也是導致未焊透、未熔合現象發生的原因。
(2)為了從根本上避免焊接過程中未焊透、未熔合現象的發生,必須采取切實可行的措施對其進行相應的預防和控制。首先,在焊接過程中焊接件坡口角度的選擇必須科學合理;其次,嚴格的按照規范和要求進行焊接速度和外部環境的控制;最后,焊接操作人員的技術水平必須符合焊接工藝的要求。
4 焊接夾渣現象的成因及防治措施
(1)在金屬材料焊接過程中,焊接夾渣是一種非常嚴重的焊接缺陷,目前,比較常見的焊縫夾渣主要有金屬夾渣和非金屬夾渣兩種。金屬材料在焊接的過程中,焊接坡口的角度過小、焊接速度過快以及焊接電流過小等都是引發焊接夾渣的主要原因。而對于TIG焊而言,則主要是因為焊接電流密度過大造成的夾鎢,之所以出現這樣的現象,主要是由于電流過大超過鎢極規格限制。同時,焊接過程中,焊條電弧相對較長或者焊接極性偏差所引起的焊接夾渣,也會對金屬材料的焊接質量造成嚴重的影響。
(2)在進行金屬材料焊接時,必須采取科學合理的措施,才能從根本上避免焊接夾渣現象的出現[3]。在實際焊接的過程中,一般需要做好以下幾方面的工作:首先,嚴格的按照焊接工藝的要求選擇適合的焊條。一般情況下,如果焊接時選擇酸性焊條,在焊接必須采用交流電源;選擇堿性焊條,則必須在焊接時必須采用直流電源、極性為反接,并控制焊接電弧的長度,才能避免焊接夾渣現象的出現。其次,坡口清理工作也是焊接過程中必須要予以充分重視的問題。在焊接開始之前,必須確保待焊部位邊緣的干凈清潔,才能從根本上避免焊縫中產生熔渣。
5 結束語
總之,必須不斷的進行金屬材料焊接工藝的改革和創新,加強焊接操作人員的技能水平的培訓,嚴格的按照焊接工藝的要求進行焊接,才能從根本上提高各個行業中金屬材料應有的穩定性。如果金屬材料在焊接的過程中出現缺陷,必須根據實際的情況采取科學合理的措施解決當前所出現的缺陷,才能從根本上促進金屬材料焊接水平和質量的不斷提高,促進焊接技術工藝的進一步完善和進步。
參考文獻
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關鍵詞:痛瀉要方;潰瘍性結腸炎;白細胞介素-1β;腫瘤壞死因子-α;白細胞介素-4;大鼠
中圖分類號:R285.5 文獻標識碼:A 文章編號:1005-5304(2013)04-0041-03
潰瘍性結腸炎(ulcerative colitis,UC)是常見的炎癥性腸病,臨床以腹痛腹瀉、黏液膿血便持續或反復發作為主要癥狀,具有癌變傾向。該病發病原因及機制尚不明確,目前尚缺乏滿意的治療方法。我們臨床上用痛瀉要方加減治療該病,取得了顯著療效[1]。前期藥效學研究表明,痛瀉要方對UC大鼠模型腸黏膜炎癥有較好的改善作用[2],但其作用機制不清。本實驗進一步探討痛瀉要方對實驗性UC大鼠結腸組織病理形態及白細胞介素(IL)-1β、腫瘤壞死因子(TNF-α)和IL-4的影響,探討其作用機制。
1 實驗材料
1.1 動物
SPF級Wistar大鼠60只,體質量(180±10)g,雌雄各半,甘肅中醫學院科研實驗動物中心提供,SPF級動物質量合格證號:SCXKC(甘)2004-0006;SPF級實驗設施合格證號:SYXKC(甘) 2004-0006-0001561。
1.2 試劑
蛋白標準液、考馬斯亮藍溶液(20090825)均購自南京建成生物工程公司;2,4,6-三硝基苯磺酸(TNBS)購于北京邦定泰克生物技術有限公司,美國Sigma公司生產;大鼠IL-β、TNF-α、IL-4檢測試劑盒購自深圳市達科為生物技術有限公司。
1.3 儀器
biorad iMark酶標儀(美國BLO-RAD公司),CT14RD高速冷凍離心機(天美科技有限公司),303-2型恒溫培養箱(北京科偉永鑫實驗設備儀器公司)。
1.4 藥物
按照《丹溪心法》痛瀉要方原方比例取炒陳皮、炒白術、炒白芍、防風,用8倍量70%的乙醇每次回流2 h,提取3次,得醇提取液和醇提取藥渣。合并3次醇提取液,濾過,濾液減壓回收乙醇后得醇提取濃縮液,醇提取濃縮液干燥得干膏,干膏粉碎成細粉,加入揮發油。實驗用不含賦形劑的浸膏,冰箱保存備用。柳氮磺胺吡啶(SASP),上海三維制藥有限公司生產。
2 實驗方法
2.1 造模
參考文獻[3]方法,采用TNBS/乙醇溶液灌腸法制作UC大鼠模型:將大鼠禁食(不禁水)24 h,用10%水合氯醛腹腔麻醉(0.3 mL/100 g)后,一次性將TNBS/乙醇溶液(100 mg/kg TNBS+50%乙醇0.25 mL)用橡膠輸液管輕緩注入大鼠距約7~8 cm深的腸腔內,留置數分鐘,然后抽取適量空氣,采用同樣方法注入腸腔,防止溶液外漏,讓動物保持平躺狀態,自然清醒。
2.2 分組與給藥
將實驗動物分為空白組、模型組、SASP組及痛瀉要方低、中、高劑量組,每組10只。除空白組外,均以100 mg/kg TNBS+50%乙醇0.25 mL混合試劑灌腸。痛瀉要方低、中、高劑量組分別按11、22、44 g/kg劑量灌胃(按照臨床成人用量的5、10、20倍折算),SASP組按0.3 g/kg劑量灌胃,灌胃體積均為10 mL/kg,空白組、模型組灌服等體積生理鹽水。各組于造模后第2日開始灌胃,每日1次,連續21 d。處理 3周后,乙醚麻醉后于股動脈采血,室溫靜置10~20 min,3 000 r/min離心10 min,收集上清,檢測指標。脫頸處死大鼠,剪取病變最明顯處結腸組織5~8 cm,用冷PBS清洗結腸,部分結腸組織以4%中性多聚甲醛固定,做病理切片,HE染色,光鏡觀察。
2.3 結腸組織病理學評分標準
參考結腸病理組織學評分標準[4],由2位富有經驗的病理教研室老師進行雙盲評分。①炎細胞浸潤:無0分,輕度1分,重度2分;②浸潤深度:黏膜層1分,黏膜和黏膜下層2分,結腸全層3分;③潰瘍深度:無0分,上皮1分,黏膜固有層2分,黏膜肌層3分。
2.4 指標檢測
采用雙抗體夾心ELISA法測定IL-1β、TNF-α、IL-4,嚴格按試劑盒要求操作。在檢測波長450 nm和校正波長620 nm處同時讀板,通過標準曲線,計算各樣本含量。
3 統計學方法
采用SPSS17.0統計軟件進行分析,實驗數據以―x±s表示,組間比較采用t檢驗。P
4 結果
4.1 一般狀態
模型組大鼠在造模當日開始出現稀便,覓食較不主動,食量減少,肛周污濁,體質量略有下降,毛色晦暗無光澤,且被糞便沾染,持續稀便,部分大鼠有血便且肉眼可見,痛瀉要方低、中劑量組癥狀緩解較慢,毛色仍稍顯晦暗無光澤,食量較少,扎堆、稀便及血便癥狀緩解不明顯,不活躍;痛瀉要方高劑量組、SASP組隨著給藥時間的延長,癥狀明顯好轉,大部分大鼠稀便癥狀消失,基本恢復正常,糞便呈灰褐色顆粒狀,毛色逐漸轉為光亮潤澤,食量正常,活躍,體質量略有增長。各治療組中以痛瀉要方高劑量組和SASP組癥狀改善最為明顯。
4.2 痛瀉要方對潰瘍性結腸炎大鼠血清白細胞介素-1β、腫瘤壞死因子-α、白細胞介素-4的影響(見表1)
4.3 痛瀉要方對潰瘍性結腸炎大鼠結腸組織病理形態的影響及評分(見圖1、表1)
圖1顯示,模型組大鼠結腸組織有潰瘍,且潰瘍面較大,潰瘍深度大多至黏膜肌層;有明顯的炎細胞浸潤,且浸潤深至全層;可見血管擴張充血、有糜爛,病變結腸黏膜可見中性粒細胞浸潤,黏膜上皮層有缺失,固有層腺體明顯減少及破壞,黏膜下層部分可見血管增生。各治療組有程度不同的改善,其中痛瀉要方高劑量組和SASP組潰瘍基本愈合,腺體增生愈合,有明顯的愈合面存在。
5 討論
一般認為UC的發生是環境因素作用于遺傳易感者,繼而激活巨噬細胞和淋巴細胞,釋放一系列細胞因子和炎癥介質,這些細胞因子與炎癥介質能夠進一步調節和介導免疫反應,導致機體體液免疫反應和細胞免疫反應,并持續和逐級擴大,導致腸道損傷和一系列臨床表現[5]。參與炎癥反應的細胞因子分為促炎和抗炎兩類。IL-1β、TNF-α和IL-4是炎癥反應中非常重要的促炎因子和抗炎因子[6]。
TNF-α主要由T細胞和單核巨噬細胞產生,其致病作用主要是上調內皮細胞黏附分子、聚集中性粒細胞、產生凝血酶原效應等[7]。在UC活動期,可以觀察到TNF-α的水平在血漿及糞便中升高,在腸道中TNF-α能介導腸黏膜損傷作用,其抑制劑可阻斷動物模型中炎癥性病變的肉芽腫性炎癥及纖維組織增生。TNF-α還參與腸道炎癥起始與持續,是非常重要的炎癥介質。TNF-α主要由激活的單核細胞和巨噬細胞產生,其促炎機制主要是參與激活中性粒細胞和上調黏附分子、促進肉芽腫的形成[8]。TNF-α還能夠加強單核巨噬細胞的吞噬功能,刺激IL-8、IL-1等其他細胞因子合成釋放,產生細胞因子的瀑布效應,促進炎癥反應的擴大[9]。
IL-1是一種能激活炎癥細胞和多種免疫的前性細胞因子,根據等電點和分子結構不同,可分為IL-1α和L-1β,人體內IL-1活性主要由IL-1β介導[10]。UC活動期時,IL-1的產生上調,隨著炎癥程度的加重,IL-1β及其mRNA表達逐漸增強,它對UC的發生、發展起著重要作用。IL-1β有多種生物學效應, IL-1β能夠使免疫上調和促進炎癥活性,能通過自分泌或旁分泌促進其下游細胞因子(如TNF-α)的表達和產生,并和其共同作用,引起一系列腸黏膜損傷和腸道炎癥反應。IL-1β還通過促進白細胞黏附分子的表達,趨化中性粒細胞等炎性細胞進入腸道病變部位,引發一系列腸組織破壞和腸道炎癥反應[11]。有研究提示,IL-1β與炎癥相關性最好,并且與TNF-α、IL-6、IL-8密切相關[12]。目前認為,IL-1β可作為臨床上判斷疾病嚴重程度和療效的指標。
IL-4是由輔Th2細胞分泌的重要抗炎因子。IL-4可以刺激T淋巴細胞和B淋巴細胞增殖,抑制一氧化氮、其他細胞因子(如IL-1、TNF-α等),并抑制巨噬細胞和T淋巴細胞的產生和移動,從而抑制IL-1的促炎作用。正常狀態下,人體腸黏膜能自發地分泌抗炎因子如IL-4來維持腸道免疫,IL-1β則較少分泌,二者維持動態平衡。當受到病原刺激后,這種平衡破壞,促炎因子升高,抗炎因子降低,則腸道炎癥發生,所以,IL-4和IL-1β在消除和抑制腸黏膜炎癥、維持腸道免疫平衡中起關鍵作用。
痛瀉要方出自《丹溪心法》,主治脾虛肝郁之痛瀉。方中炒白術健脾益氣、燥濕利水,尤擅補脾燥濕以治脾虛,益氣扶脾以和中,為君藥;白芍柔肝緩急止痛、兼有養血斂陰之功能,炒白芍收澀止瀉之功更優,與白術相配,于土中瀉木,為臣藥;陳皮理氣燥濕、醒脾和胃,為佐藥;配伍少量防風,具有升散之性,與術、芍相伍,辛能散肝郁,香能疏脾氣,既具有勝濕以助止瀉之功,又為脾經引經之藥,故兼具佐使之用。四藥相和,補脾勝濕而止瀉,疏肝理氣而止痛,切中UC肝郁脾虛之病機本質。
本實驗結果顯示,模型組大鼠血清促炎細胞因子IL-1β、TNF-α的含量均明顯高于空白組,而抗炎細胞因子IL-4的含量則明顯低于空白組,說明抗炎和促炎細胞因子的失衡參與了UC的發病。經過痛瀉要方治療后,實驗大鼠血清IL-1β、TNF-α含量均顯著降低,而IL-4含量顯著升高。表明痛瀉要方治療UC的機制之一可能是通過發揮疏肝健脾的整體調節功效,抑制促炎因子IL-1β、TNF-α的表達,促進抗炎因子IL-4的表達,進而調整了抗炎因子與促炎因子的平衡,糾正了腸道異常免疫反應,從而使腸黏膜組織修復、炎癥和潰瘍消除。病理組織學檢查結果與評分也與上述結論一致。
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[關鍵詞]寒熱藥性;酵母;解熱作用;TRPV1;TRPM8
近年來,基于中藥藥性-藥效關系的研究作為中藥藥性研究的主要方法之一,得到了廣泛的關注[1-2]。中藥具有寒熱之性,探討寒性、熱性中藥在調治機體熱性、寒性病理狀態過程中起到什么作用,如何起作用,以及作用的程度如何,是研究中藥寒熱藥性起效機制的關鍵。一般說來,藥性相同的中藥具有相同或相似的藥效。而瞬時感受器電位離子通道蛋白(TRPs),是近年來發現存在于細胞膜或胞內細胞器膜上的非選擇性陽離子通道,該家族中多個家庭成員具有溫度感知的生理功能,本實驗擬通過2味典型寒性中藥和2味典型熱性中藥對酵母致發熱大鼠模型體溫的干預影響以及對溫度敏感TRPs的調節作用的比較,從一個新的角度來探尋寒、熱性中藥的功效和藥性特征的關系,為藥性的現代科學評價提供初步的實驗依據。
1 材料
1.1 動物 SD雄性大鼠108只,體重(200±10) g,由中國中國人民軍事醫學科學院實驗動物中心提供,動物許可證號SCXK(軍)2007-004。
1.2 藥品與試劑 大黃、黃連、吳茱萸和高良姜均由北京同仁堂藥店提供,經中國中醫科學院中藥研究所胡士林教授鑒定,4味中藥均為道地藥材,制成水煎液,冷藏備用;酵母購自安琪酵母股份有限公司;兔抗TRPV1抗體和兔抗TRPM8抗體均購自以色列alomone labs公司,辣根酶標記山羊抗兔IgG購自北京中杉金橋生物技術有限公司;RIPA裂解液、Bradford蛋白定量試劑盒和ECL發光液均購自北京普利萊公司;兩步法免疫組化檢測試劑盒和DAB顯色試劑盒均購自武漢博士德公司;其他試劑均為國產分析純。
1.3 儀器 BS224S電子天平[賽多利斯科學儀器(北京)有限公司];TD5A-WS低速臺式離心機(長沙湘儀離心機儀器有限公司);MC-347電子體溫計[歐姆龍(大連)有限公司];PowerPacTMBasic電泳儀(美國BIO-RAD公司)。
2 方法
2.1 酵母致發熱模型 參照文獻方法[3],健康成年SD雄性大鼠,背部皮下注射(sc)20%酵母混懸液10 mL?kg-1。空白對照組大鼠sc等體積生理鹽水。
2.2 分組與給藥 108只健康成年SD雄性大鼠,隨機分為6組:正常組、模型組、大黃組、黃連組、吳茱萸組和高良姜組,每組18只。大鼠實驗給藥方法:除正常組外,所有動物先灌胃(ig)給予相應藥物,1 h后sc酵母混懸液,造模后3.5 h再次給藥(方式及劑量同首次)。各組每次ig給予藥物及劑量分別為:大黃組(大黃水煎液3.5 g?kg-1),黃連組(黃連水煎液2.8 g?kg-1),吳茱萸組(吳茱萸水煎液4.2 g?kg-1),高良姜組(高良姜水煎液6 g?kg-1),正常組和模型組(蒸餾水2 mL?kg-1)。
2.3 體溫監測 實驗環境為常規日夜周期,室溫(22±2) ℃,相對濕度(50±2)%,自由進食、飲水。對大鼠進行適應性培養(于實驗環境中模擬實驗操作)3 d后,禁食不禁水12 h,實驗當日,每隔1 h測溫1次,測3次,取均值作為基礎體溫,3次體溫浮動超過0.5 ℃者舍棄。然后各組首次給予相應藥物,1 h后造模,造模后8 h大鼠體溫升高 >0.8 ℃為模型制備成功,選作實驗動物入組。造模后3.5 h再次給藥。造模后每隔1 h測溫1次,直到實驗結束。
2.4 免疫組化染色 分別于造模后第4,8,12 h處死動物,取腦和背根神經節,4%多聚甲醛溶液固定72 h,包埋,制成5 μm冠狀面連續切片。取組織石蠟切片,脫蠟至水,PBS沖洗3次,使用0.01 mol?L-1檸檬酸緩沖液進行抗原修復,3%的過氧化氫滅活內源性過氧化物酶室溫孵育10 min,PBS洗滌后用5%血清封閉,滴加一抗(1∶100稀釋),置4 ℃過夜。用兩步法免疫組化檢測試劑盒進行下丘腦和背根神經節免疫組織化學染色。DAB顯色,脫水,透明,封片。應用專業圖像分析軟件Image proplus6.0測得免疫組化圖像中陽性區域IA值,下丘腦和背根神經節組織分別在200倍和400倍視野下進行統計。
2.5 Western blot檢測 分別從下丘腦和背根神經節組織中提取蛋白,用Bradford蛋白質定量方法,進行蛋白定量。采用質量分數為12%的SDS-PAGE電泳檢測,濕法轉移至PVDF膜,脫脂奶粉室溫封閉2 h,分別加入一抗(兔抗TRPV1或兔抗TRPM8,1∶100),在4 ℃下孵育過夜。TBST洗膜后加入二抗(HRP標記山羊抗兔二抗,1∶3 000),室溫孵育2 h。使用兔抗GAPDH特異性抗體作為內參對照檢測。使用ECL發光法檢測特異性條帶,QuantiScan 3.0分析軟件分析條帶IA。目的蛋白的IA除以正常組的IA以校正誤差,所得結果代表目的蛋白相對表達量。
2.6 統計學方法 數據以±s表示,采用SPSS 19.0軟件進行統計分析,組間比較用單因素方差分析,P
3 結果
3.1 不同寒熱藥性中藥對酵母致熱大鼠體溫的影響 與正常組相比,模型組大鼠經酵母誘導后第4 h開始體溫呈現升高趨勢,第8 h達到高峰期,之后呈緩慢下降趨勢,第4 h開始至觀察期末,模型組較正常組大鼠體溫升高,具統計學意義(P
3.2 免疫組化法檢測不同寒熱藥性中藥對酵母致熱大鼠TRPV1表達的影響 經酵母誘導后第4,8,12 h,大鼠下丘腦和背根神經節中均可見TRPV1表達明顯增高,尤以第8 h增高更加顯著(P
3.3 免疫組化法檢測不同寒熱藥性中藥對酵母致熱大鼠TRPM8表達的影響 與正常組相比,酵母致熱大鼠下丘腦和背根神經節TRPM8表達水平在第4,8,12 h均顯著降低(P
3.4 Western blot檢測不同寒熱藥性中藥對酵母致熱大鼠背根神經節TRPs通道蛋白表達的影響 經酵母誘導大鼠背根神經節中TRPV1表達明顯升高,TRPM8表達明顯降低(P
4 討論
本實驗選擇了2味寒性中藥和2味熱性中藥對比研究其對酵母致熱大鼠模型體溫以及TRPs通道蛋白的影響。選藥原則是:所選中藥必須為《中國藥典》所收載;寒熱藥性必須明確、無爭議;寒熱藥性必須典型、突出;所選中藥來自道地產地。
酵母致大鼠發熱模型是一種常用的發熱模型,由其所致發熱的動物全身表現與臨床常見明顯炎癥的里熱證類似,常用于考察清熱類中藥的解熱作用[4]。本實驗觀察到,大鼠注射酵母混懸液后4 h,體溫開始呈現明顯上升趨勢,第8 h達到高峰并維持平臺期。口服給予大黃和黃連后大鼠于酵母誘導后第4 h開始顯著降低,其降溫作用在第4~8 h這一時間段最為顯著,與文獻報道相似[5-6]。而口服給予吳茱萸和高良姜2味熱性中藥后,大鼠體溫變化較模型組無統計學意義。
瞬時感受器電位離子通道蛋白是近年來發現存在于細胞膜或胞內細胞器膜上的陽離子非選擇性通道。TRP家族中多個家庭成員具有溫度感知的生理功能,有文獻報道[7-8],TRPV1和TRPM8分別是介導體外熱和冷感覺的關鍵通道。本課題組在前期實驗研究的過程中發現,部分來自寒性中藥的成分可上調TRPM8 mRNA的表達,下調TRPV1mRNA的表達,尤其對熱(39 ℃)負荷的mRNA表達量的影響更為顯著,而部分來自熱性中藥的成分可下調TRPM8 mRNA的表達,上調TRPV1 mRNA的表達,對寒(19 ℃)負荷的mRNA表達量的影響更為顯著[9-12]。這些現象提示,中藥的寒熱屬性和調節寒熱的作用特點可能與其對寒熱感受通道蛋白的表達調控相關。研究報道,作為臨床常用解熱類中藥,大黃和黃連具有明確的體溫調節作用[13-15],但究竟這些藥物在發熱動物模型上能否調節溫度敏感TRPs的表達,其體溫調節左右與對TRPs調節作用有無相關性,目前尚無文獻報道。本實驗觀察到酵母誘導4 h后,大鼠下丘腦和背根神經節中TRPV1表達水平明顯增高,TRPM8表達水平顯著降低。且TRPs表達水平的變化與溫度變化有一定的相關性,即TRPV1表達水平與溫度呈正相關,TRPM8表達水平則與溫度呈負相關。口服中藥大黃或黃連后,隨著降溫作用的啟動和持續,發熱大鼠下丘腦和背根神經節中TRPV1表達明顯降低、TRPM8表達有效升高。然而,吳茱萸或高良姜的服藥對由酵母引起的TRPs的表達變化則無顯著影響。
《素問至真要大論》提出“寒者熱之,熱者寒之”的重要治則, 大黃和黃連2味寒性中藥可能通過下調下丘腦和背根神經節中TRPV1表達水平、上調TRPM8表達從而起到糾正熱證動物模型發熱癥狀的作用。而吳茱萸和高良姜2味熱性中藥藥性相反,所以不具有相關作用。這可能為認識寒性中藥的解熱作用提供了一個新的視角,也期為不同寒熱屬性中藥藥性辨識提供可能的生物學標志。至于TRPV1和TRPM8在大黃和黃連調節體溫中的特異性如何,其他寒性中藥是否也有相同或相似的作用,尚需更多研究進一步驗證。
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Effect of traditional Chinese medicines with different properties on
thermoregulation and temperature-sensitive transient receptor potentialion
channel protein of rats with yeast-induced fever
WAN Hong-ye1, KONG Xiang-ying1*, LI Xiao-min1, ZHU Hong-wei2, SU Xiao-hui1, LIN Na1*
(1.Institute of Chinese Materia Medica, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing 100700, China;
2. Department of Pathology, Wangjing Hospital, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing 100102, China)
[Abstract]Objective: To compare the intervention effects of four traditional Chinese medicines(TCMs) with typical cold or hot property on body temperature and temperature-sensitive transient receptor potential ion channel proteins (TRPs) of rats with yeast-induced fever. Method: The pyrexia model was induced by injecting yeast suspension subcutaneously. Totally 108 male SD rats were randomly divided into the normal group, the model group, the Rhei Radix et Rhizoma treated group, the Coptidis Rhizoma treated group, the Euodiae Fructus treated group, and the Alpiniae Officinarum Rhizoma treated group, with 18 rats in each group. At the 4 h, 8 h and 12 h after injection of yeast, the rats were sacrificed to collect their hypothalamus and dorsal root ganglion. The expressions of TRPV1 and TRPM8 were detected by immunohistochemistry and Western blot method. Result: Compared with the normal group, after injection of yeast, the temperature of rats in the model group notably increased, and reached the peak at 8 h (P