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【关键词】油气田 地面建筑 焊接技术 重要性
1 引言
油气田的地面建筑,其在很大程度上解决了在能源生产过程中的仓储以及运输等问题,并且起到安全防护等作用。随着能源产业的不断发展,对安全生产的技术要求也越来越高。因此,油气田地面建筑的焊接技术就越来越受到重视。焊接技术是确保建筑物中的钢体结构的稳定性,实现不同钢体之间的对接以及组合的作用。加强油气田地面建筑的焊接技术,能在很大程度上提高地面建筑的稳固性,保证油气田生产与开发的正常进行。
2 对油气田地面建筑的质量要求解析
油气田的生产与开发,是我国能源产业中最为重要的两种开发形式。煤矿的开采与石油开采以及天然气开采,作为目前世界三大能源产业。油气的开采更加重要,其产品在生产与生活中更为广泛与重要。油气田的安全生产理念越来越受到人们的重视,相关生产企业也制定了政策和措施,加强对安全生产的要求。油气田的地面建筑,其主要的功能是提供人们日常生产与生活的基本需求,仓储服务等等。而在遇到突发事件的时候,地面建筑中的安全防护建筑,则可以提供安全救援措施,从而保证生产的安全性。油气田的地面建筑与城市的楼房建筑还是存在一定的区别的,由于生产中经常存在一定的不确定性。因此,对于油气田的地面建筑而言,则需要更要的要求以及生产标准。在提供安全生产的同时,也要保证建筑物自身的稳定性。
3 钢结构的焊接技术分析
钢结构的焊接技术主要有以下几个重点需要分析:
钢筋的选择,质量优质的钢筋不仅仅韧性好,而且还可以提高焊接的效率,保证焊接质量,从而达到油气田地面建筑物的基本要求。
焊接的准确性;焊接的点位以及焊接的整体准确性在钢体焊接中是非常重要的,并且其准确性还决定着钢体的承重性能是否正常,避免在建筑物中出现受力不均匀的现象,从而造成建筑物的安全隐患。
焊接技术最基本的要求是高温高压,由于油气田的建筑焊接技术要求更高。因此,可以采用自动化焊接技术进行焊接作用。现代化的焊接技术以及逐步的摆脱焊接技术,并且成为钢体结构焊接技术中的主要焊接力量。因此,钢体结构的焊接技术,应该能够多引入现代化的焊接技术,提高整体的焊接水平与焊接的精准度,从而保证建筑物的整体质量。
对油气田以及钢结构有了一定的认识,那么,油气田的地面建筑的焊接技术是否存在问题?为什么要加强油气田焊接技术呢?
首先,对于油气田的地面建筑而言,虽然建筑群体相对比较简单。但是,其建筑物的内部稳定性一定要强,并且能够满足对一定自然灾害的防御能力。能源生产,注重生产的效率以及安全。关注效率是因为石油和天然气资源都是不可再生的,因此要注重其生产的效率。而对于生产的安全性而言,是至关重要的。生产中关乎施工人员的生命安全问题,都是应该给予最大程度的重视的。油气田进行地面安全建筑的建造,也是在一定程度上加强能源生产的安全性,从而提高生产效率,保证生产安全。
其次,对于地面建筑而言,其主要的组成无非是混凝土以及钢体结构。混凝土是依附于钢体结构的主要物料,这也在一定程度上表明钢体结构起到承重、支撑的重要作用。钢体结构是真整个建筑物的骨架,如果钢体结构出现问题,那么就会在很大程度上影响这个建筑物的安全。因此,对于钢体结构的焊接,就要给予足够的重视。为了确保能够实现合格的钢体焊接,应该对以下几个方面进行重点分析:
首先是钢材的选择;焊接技术中,对于钢材的选择也是十分重要的。好的钢材不仅韧性好,而且抗腐蚀性也比较强,能满足基本的建筑要求。此外,在焊接的过程中,质量好的钢材能够保证焊接的准确性。在高温高压的环境中,能够保证焊点的不偏离,是非常重要的。
焊接过程中,一定要认真校对焊接方案,保证每个焊接的点位都是正确而没有错误的。误差是无法避免的,但是错误是一定不能发生的。在进行焊接之前,首先要对焊接的温度进行计算。此外,就是压力的控制,当温度过高而无法达到的时候,应该采取怎样的措施进行加压增温处理等。这些基础问题应该要在进行焊接之前都计算好,并且保证在焊接的时候不出现错误。
焊接点位以及整体焊接的流程要通畅,不能出现任何问题。例如,钢体结构的几何形体也决定了建筑的整体结构。混凝土的重量比较重,如果焊接的过程出现不均匀的现象,就很可能出现受力不均匀。长期下去,会造成钢体结构变形的危险,对于整个建筑物而言,都是一定的安全隐患。因此,要保证焊接的点位准确性,并且强调其整体的协调性。
最后,对于焊接技术而言,尤其其主要完成不同钢体之间的对接以及组成。因此,需要保证在焊接的过程中,一定要做到不出现虚焊以及错焊的现象。
5 结语
对于能源产业而言,其安全生产是最为重要的。能源产业是我国工业中,最为重要的组成部分。由于能源的不可再生特性,在一定程度上决定了其重要性。油气田的建筑设施,在很大程度上满足了施工生产人员对于日常生活以及办公的所需基本要求。而为了防止突发事件等给生产区域周边带来影响,地面建筑的稳固性就显得非常重要。而现代化的建筑群体中,钢筋混凝土建筑结构占据较大位置。因此,钢体结构的稳定性决定着建筑物的整体稳定性。而对于钢体结构而言,保证其稳定的主要元素中,焊接技术占据较大比重。因此,需要加强油气田地面建筑的焊接技术。
参考文献
[1] 肖治国,张敬安,郑辉,李成钢,海上油气田钢结构物腐蚀及防护技术[J].全面腐蚀控制,2013(01):27-31
[2] 于毅,集束管道在渤海边际油气田开发中应用的可行性探讨[J].中国造船,2013(A01):70-76
关键词:金属材料;焊接成型;缺陷;控制
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.029
1 前言
焊接工艺作为一门现代工艺,在金属材料的焊接成型中技术要求很高,其在我国出现的时间并不长,工艺技术也不完善。在金属材料的焊接过程中经常会出现很多问题和缺陷,为了保证金属焊接的质量水平,要在焊接过程中有针对性地做好缺陷的应对工作。本文在大量实验的基础上罗列了金属材料焊接过程中经常出现的主要缺陷,并针对各种缺陷提出了对应的修正措施,以期引起焊接从业者的足够重视,更好地提高我国金属焊接工艺的技术水平。
2 金属材料焊接成型中裂缝的成因及防治措施
一般而言,金属材料焊接成型中的主要缺陷有多种类型,主要包括裂缝、未焊透、未熔合现象、夹渣、气孔、咬边、焊瘤及弧坑等。裂缝又可以分为热裂缝和冷裂缝两种,是金属材料焊接中最常见的缺陷之一。
2.1 热裂缝的成因和防治措施
热裂纹是常见的裂纹形式,它是指金属焊接过程中液体的金属在凝结的过程中所产生的裂缝。热裂缝一般发生在焊缝的中心,在焊接后随即可以看到。
产生原因:热裂缝的产生有很多方面的原因。在金属焊接的过程中,除焊条和金属外,还存在着很多熔点较低的杂质,由于其熔点较金属低,凝固反应也在金属之后,且这些杂质在凝固后强度和硬度都比较低,因而成为热裂缝产生的根源。凝固后的杂质在受到外力作用的情况下,极易受到磨损和腐蚀,导致裂缝的产生。
防治措施:在金属焊接的过程中,为了严格避免热裂缝的产生,要采取相对应的技术手段和措施进行防范。在金属的焊接过程中,要认真按照施工要求,遵照有关的技术规定,严格按照完善合理的工艺程序,此外还要优化焊接过程中的焊接环境等。焊接时要尽量避免杂质的产生,严格管控各种焊接参数,尽量避免焊接热裂缝的产生,必要时采用多层的焊接技术,提高焊接质量水平。在焊接过程完成后,还要尽量避免外力的影响。
2.2 冷裂缝的成因和防治措施
冷裂缝是另一种常见的裂缝形式,它是指在金属焊接过程完成后的冷却过程中焊接交界处的熔合点出现的裂缝。冷裂缝产生的时间并不固定,一般是在焊接完成后4至6小时的冷凝之后,也有在焊接完成之后立刻出现的情况。
产生原因:冷裂缝的产生主要包括三个方面的原因,焊接过程中会产生一定的氢气,若氢气含量比重过高会导致裂缝的出现。此外,焊接母体的承受能力也与冷裂缝的产生息息相关,若其承受能力不足,则冷裂缝的产生几率将大大提高。
防治措施:在金属焊接过程中为防止冷裂缝的产生要采取相对应的技术手段和措施进行防范。为减少焊接过程中的氢气含量,在焊接中要选择合适的焊条,主要方法是使用含氢量低的焊条。此外,要加强对焊接所使用材料的控制,使用质量过硬的高质量材料,以防因材料质量低下引起裂缝。加强对周围环境的管控,避免空气中的湿度过大,以防材料在湿润空气中发生变质。在材料的保存过程中要保证其自身的洁净,防止腐蚀现象的发生,采取一切可以采取的手段尽量降低氢气的含量。要使用科学合理的焊接参数,在科学认证的基础上,恰当选择与实际情况相适应的焊接工艺参数,保证焊接工作的最佳效果。最后,要根据焊接要求对焊接介质进行有效的检测,满足焊接之后冷凝过程中的最低要求,减少焊接后外力的作用,遵循科学的焊接工序,以期取得较好的效果。
3 未焊透、未熔合现象的成因及防治措施
未焊透、未熔合是焊接过程中出现的另一种比较常见的焊接缺陷,由它亦会引起较多的次生缺陷,比如裂缝等。其产生原因和防治措施如下:
产生成因:焊接中未焊透、未熔合现象出现的原因主要有三点。第一,在焊接过程中,焊块之间存在既有的缝隙,一般缝隙的产生是由于角度问题等。此外,焊接工艺的不完善是引起未焊透、未熔合现象的另一大原因,焊接块过厚、焊接速度过快等都会引起焊接效果的降低。第二,焊接焊块表面不干净,存在杂质或者氧化物质,没有对其进行相应的清理工作。第三,焊接技术人员技术能力不合格,由于水平有限,导致其对焊接溶液的把握能力比较差,未焊透、未熔合的现象就不可避免了。
防治措施:为解决焊接过程中未焊透、未熔合的现象,要有针对地对其进行防治。首先要尽量选用合适坡面角度的焊接块,其次要妥善把握焊接工艺,对焊接的速度及外部环境都要进行合理的管控,对于焊接物表面的杂质一定要彻底清理,最后要选用技术过硬的焊接工人。
4 其他主要缺陷及其防治措施
焊接过程中的其他缺陷主要有夹渣、气孔、咬边、焊瘤及弧坑等,以下将根据这些问题产生的原因对其进行有针对性的分析。
首先是夹渣,夹渣是常见的焊接缺陷,其成因是焊接边缘本身存在杂质,主要是熔渣,此外焊接速度过快亦会导致夹渣的产生。为防止夹渣,就要保证接口的洁净,并注意焊接速度不能太快。针对气孔问题,要选用合适的焊接电流流量,使用高质量的焊条和焊接材料,并注意控制焊接熔质中的氢气含量;针对咬边问题,同样要注意焊接过程中切忌速度过快、电流过大;焊瘤及弧坑是由于焊接过程前后不均匀或者焊接温度过高引起的,焊接中断、再焊也是导致焊瘤和弧坑的直接原因。所以在焊接时要严格控制焊接温度,不宜过高,并一次焊成,不重复作业,尽量杜绝焊瘤和弧坑问题。
5 结语
综上所述,在金属材料的焊接过程中,会经常遇到各种各样的焊接缺陷。为了避免各种焊接问题的出现,我们有必要采取相应的措施,努力管控各种工艺技术环节,有效杜绝焊接缺陷的产生,提高焊接水平和质量,推动金属材料焊接技术的不断进步。
参考文献:
[关键词]钢板不平度 焊材选用 应力腐蚀
中图分类号:TH49 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)46-0374-01
1 储罐施工规范与钢材验收规范不能满足工程质量
笔者近年来参与预制的大型储罐规模为2000m -50000m 多台,根据多年来施工经验,在罐壁板施工中,存在钢板不平度难以满足预制安装标准要求。
板的不平度系指将钢板自由地放在平台上,每米范围内钢板下表面和平台间的最大距离。大型储罐壁板的不平度超标可引起:(1)由于长度方向不平度超标,在组装罐体环焊缝时,为保证安装尺寸易发生强力组装,产生应力集中和较大的内应力,严重者甚至会产生裂纹。(2)由于宽度方向不平度超标,引起组对纵焊缝时,对口间隙不均匀,易引起焊缝宽窄不均匀、焊缝缺陷增多和引起装配应力,产生焊缝处变形、焊接应力过大,从而影响储罐整体焊接质量及安全性。
新修订的GB50128-2005《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》中要求罐壁板滚制后,立置于平台上垂直方向用直线样板检查,间隙不大于2mm;水平方向用弧形样板检查间隙不大于4mm。其中钢材验收规范GB/T709-88《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》中对钢材不平度的标准适用于屈服点下限不超过460MPa的钢板,屈服点超过及进行调质处理的钢板,不平度最大值为上表规定的1.5倍。
用于储罐施工钢板按上述标准进场验收,厚度在6mm~25mm的壁板,长度及宽度方向的不平度是通过滚板机反复滚制进行矫平,而施工用三辊滚板机对厚度≤10mm壁板出厂时难以达到垂直方向间隙≤2mm;水平方向间隙≤4mm的标准。
目前,国内普遍钢材生产厂家扎制以及矫直钢材的设备陈旧,无法满足施工安装标准的要求。为满足储罐施工要求,本人认为应做如下要求:(1)规范钢材生产厂,引进先进的滚轧设备、矫直设备以及生产工艺,提高滚轧质量,从而保证出厂钢材质量满足现场施工要求。(2)制定合理的钢材验收标准,只有钢材验收标准与设备施工验收规范协调统一,才能具有实际意义。(3)应加大对钢材生产厂的监管力度,加强对钢材生产的整顿工作。
(4)施工方严格按施工规范施工,采用合理的施工工艺、方法和先进的施工机具与设备,从而最终保证储罐质量。
2 根据标准推荐合理经济的选用焊材
压力容器的施工中,焊道作为设备的主要结构,焊材的正确选用是保证产品质量的关键因素。在钢制压力容器的设计及制造过程中,关于设备的焊接要求,执行标准JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》,然而该标准仅对常用钢号选用焊接材料做了部分推荐,并未作出详细规定,焊接材料的选用,主要靠设计人员和施工单位的焊接技术人员针对各种技术参数、和施工部门的设备、能力等,合理的选择焊材。
焊缝区作为设备的重要部分,它的焊接质量及性能对设备整体的安全性是非常关键的。设计人员以及施工单位焊接技术人员在选用焊材时应注意以下几点:
焊条的选用须在确保焊接结构安全、可行的前提下,根据被焊工件的材质、技术要求和所用焊接材料、焊接设备的性能及特点都有所了解,同时必须综合考虑焊接施工条件和技术经济效益,有针对性地选用焊条,并作必要的焊接性能试验。
1)同种钢材焊接时焊条选用要点
① 考虑母材的机械性能和化学成分。对于结构钢(低、中碳钢、普通低合金钢等)的焊接,通常要求焊缝金属与母材等强度。一般按结构钢的强度选择相应强度等级的焊条,选用熔敷金属抗拉强度等于或稍高于母材的焊条。对于合金结构钢,一般不要求合金成分与母材相同或接近。当母材成分中碳、硫、磷等元素的含量偏高时,焊缝中容易产生裂纹,应选用抗裂性能好的碱性低氢型焊条。
② 考虑焊接构件使用性能和工作条件。对承受载荷和冲击载荷的焊件,在满足抗拉强度外,还应保证焊缝金属具有较高的冲击韧性和塑性,可选用塑、韧性指标较高的碱性低氢型焊条。
接触腐蚀介质的焊件,应根据介质的性质及腐蚀特征选用不锈钢类焊条或其他耐腐蚀焊条。
在高温、低温、耐磨或其他特殊条件下工作的焊接件,应选用相应的耐热钢、低温钢、堆焊或其他特殊用途焊条。
③ 考虑焊接结构特点。对形状复杂、刚性大的厚焊接件,由于焊接过程中焊缝金属在冷却收缩时易产生较大的内应力,易产生焊接,因此对此类焊件,应选用抗裂性能好的碱性低氢焊条。对焊接部位难以清理的焊件,应选用对铁锈、氧化皮、油污等不敏感的酸性焊条。对受条件限制不能翻转的焊件,应选用适于全位置焊接的焊条。
④ 考虑施工条件和经济效益。在满足产品使用性能要求的情况下,应选用工艺性好的酸性焊条。在狭小或通风条件差的场合,应选用酸性焊条或低尘焊条。
2)异种钢焊接时焊条选用要点
强度级别不同的碳钢+低合金钢一般要求按两者之中强度级别较低的钢材选用焊条。但为了防止焊接裂纹,应按强度级别较高、焊接性较差的钢种确定焊接工艺、焊接规范、预热温度以及焊后热处理等。
3 压力容器焊接材料的选用
对介质中含有一定量气态或液态H2S的压力容器焊接材料的选用,在施工验收规范GB150-98及标准JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》中无规定,一般设计人员在设计文件中对焊材的选用无特别要求。
在建设备中,有部分设备处理的介质含一定浓度的H2S,H2S对压力容器的腐蚀等影响是相当大的,湿H2S环境易使压力容器产生应力腐蚀。因此如何选用焊接材料及选用何种手段控制应力腐蚀是非常重要的。设计人员在设计这类容器时应充分考虑到介质中H2S的浓度、操作温度、母材及焊材的选型、母材及焊材中Mn的化学成分的比例等条件,并在设计文件中给出焊材推荐型号及要求,同时还应考虑设备热处理及保温等。也可在设计文件中详细说明焊材选用条件,由制造单位根据选用条件,在满足标准技术要求的情况下,根据各自的施工状况自行选择。
4 合理选用角焊缝焊接坡口
在以往压力容器施工中,针对筒体或封头部位斜插接管与筒体的焊接,设计文件及标准中均有规定,但一些接头型式在实际施工过程中存在施工难度,难以实现标准要求型式。在HG20583-1998《钢制化工容器结构设计规范》用于直径大于800mm的容器上斜插管与壳体的连接型式,按规范施工时,上部、下部坡口型式均为外坡口,在夹角小的一侧,一方面焊工操作不方便,焊条难以接触到坡口根部,另一方面焊接时电弧难以将母材完全熔化或难以填满熔化金属,根部往往焊不透。而接管与筒体焊接角焊缝往往是焊接的危险控制点。分析以往的压力容器质量事故,部分是由于角焊缝质量问题引起的。因此角焊缝的焊接质量控制应作为设备制造中的关键点。现将坡口形式作如下改进,夹角大处采用外坡口、夹角小处采用内坡口形式,上下坡口在中间作缓慢过渡,施焊时,设备内外各设一名焊工,按焊接层同时焊接施工。此坡口型式可完全保证焊口的焊接质量,全焊透。
5 结束语
以上为本人近年来在生产实践过程中,针对标准与实际冲突,提出的一些个人见解。也许这些见解还很片面或不够准确,但通过以上的具体分析,希望能够为油田压力容器和大型储罐方面建设提供一定的参考建议。
关键词:金属材料;焊接;热裂缝;冷裂缝;夹渣
中图分类号: P755 文献标识码: A
一、金属材料焊接裂缝的产生及防止措施
1、热裂缝
热裂纹是指焊缝金属由液态结晶为固态的过程中所产生的裂纹,它主要发生在焊缝中心,焊后立即可见。
成因。热裂缝的产生原因是多方面的,主要包括以下几个方面:在焊接熔池之中,存在着低熔点杂质,比如FeS等。在焊接的过程中,这些杂质的凝固比较晚。并且,当杂志在焊接凝固之后,它们具有塑性低,强度低的特点。在凝固的过程中,如果外界结构约束应力足够的大,在凝固收缩的作用之下,它们会被拉开。或者是它们在凝固之后不久,受到收缩压力的影响,也被拉开,这时候,晶间开裂现象便会产生,进而引起裂缝的产生。除此之外,硫铜等杂质存在焊条和焊件之间,往往也会导致热裂缝的产生。
防止措施。在焊接过程中,为了防止热裂缝的产生,可以采取以下相应的措施:在焊接的时候,认真贯彻执行工艺规程,严格遵守相关的规定,选用合理的焊接程序,满足相关的要求,尽可能的减小焊接应力;此外,还要严格控制焊接参数,使冷却的速度降低,以防止热裂缝的产生。还有必要在一定程度上提高焊缝形状系数,如果条件允许的话,要尽量采用小电流进行施工作业。在焊接的时候,尽量进行多层、多道焊接,尽量避免裂缝的产生,提高焊接的质量。
2、冷裂缝
从定义上来看,冷裂纹是指,在冷却过程或冷却以后,焊缝金属在母材或母材与焊缝交界的熔合线上所产生的裂纹。对冷裂缝来说,它的产生时间不完全一样,有的是在焊接完成之后便立即出现,有的是在焊接完成之后的几小时、几天或者是更长的时间才会出现。
成因。就成因来看,冷裂缝的成因主要包括以下几个方面:焊接热循环的热影响区生产了淬硬组织;焊缝中存在的扩散氢过量,浓度过大;焊件的接头承受的拘束应力过大等。
防止措施。在焊接的过程中,为了防止冷裂缝的产生,可以采取以下相应的措施:焊接的过程中,在选择焊条的时候,采用低氢型焊条,从而使得焊缝中扩散氢的含量降低,防止冷裂缝的产生;加强对焊接材料的保管,严格遵守焊接材料的保管和使用制度。尤其需要注意,要保证焊接材料的干燥,加强管理,防止材料受潮而影响材料的性能;保证坡口边缘的干净和整洁,如果出现油污、水分、锈迹等,要采取措施及时清理,这样能够减少氢来源;对于焊接工艺参数和线能量,要进行合理的选择,比如,在焊接之前进行预热,在焊接之后要缓冷。在焊接的过程中,进行多层次、多道工序的焊接,对层间的温度进行恰当的控制,保证适应的温度,达到最佳的焊接效果;采取相应的措施改善接头的韧性,使其符合焊接的要求,保证焊接的质量;在进行焊接的时候,采用科学合理的施焊程序,尽可能的减小焊接应力,采用分段退焊法进行焊接,以达到最佳的效果。
二、未焊透以及未熔合的问题
未焊透和未熔合是目前出现频率比较多的一种问题,假如出现了的话,缝隙就容易存在间断或者是骤然的变化等,减弱了它的强度,还容易出现裂缝等。
定义。没有焊透是说,在处理的会后,结构尾部没有全部的熔透的问题;未熔合指焊件与焊缝金属或焊缝层之间存在局部未熔透的现象。
产生要素。(1)存在焊件装配间隙或坡口角度太小、钝边太厚、焊条直径过大、电流太小、速度太快、电弧过长等现象;(2)未认真地处理坡口附近的污物;(3)处理的时候,这个位置进入了熔渣,使得金属的熔合无法有效地开展,运条手法不当,电弧偏在坡口一边等而引成边缘不熔合。
应对措施。(1)合理的选取坡口的规格;(2)确保焊流速率适当;(3)把附近的污物去除;(4)封底焊清根要彻底,运条摆动要适当;(5)认真关注附近的熔合状态。
三、关于夹渣
概念。它是说残存在焊缝里面的物质,其会减弱它的强度等特征。
其出现的关键缘由。(1)焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留的熔渣;(2)坡口角度或焊接电流太小或焊接速度过快;(3)使用酸性焊条时因电流太小或运条不当形成“糊渣”;(4)使用碱性焊条时因电弧过长或极性不正确造成夹渣;(5)焊条偏芯。
应对方法。(1)合理的选取坡口的规格;(2)确保焊流速率适当;(3)把附近的污物去除;(4)运条摆动适当。
四、如何处理焊缝问题
(1)不允许在带压、背水的情况下进行焊缝缺陷消除的焊补;(2)关于要求预热的材质,当工作环境气温低于0℃时应采取相应预热措施;(3)要求进行热处理的焊件则应在热处理前进行缺陷修正;(4)禁用过大电流补焊,采用小电流、不摆动、多层多道焊;(5)补焊刚性大的结构时,除第一层和最后一层焊道外,可在焊后热状态下进行锤击,且每层焊道的起弧和收弧应尽量错开;(6)用手工电弧焊焊补D、E级钢和高强度结构钢焊缝缺陷时,应采用控制线能量施焊法,每一缺陷不允许中途停顿,应一次焊补完成,且预热温度和层间温度均保持在100℃以上;(7)结合之前的探伤规定,再次的分析处理之后的缝隙,假如察觉其大于许可的数值的话,就要再次的处理,一直到其合乎规定的时候才可以。不过其焊补的次数应该低于返工的次数。(8)认真地开展监督以及检测活动。开展好如上的活动,从根源上降低其不利现象的存在,进而能够防止机组带着问题而运作。
五、其它缺陷及防止措施
1、气孔
气孔主要分为:内部气孔、表面气孔和接头气孔。
成因。对坡口边缘没有清理干净,存在着水分、油污和锈迹;在焊芯出现锈蚀现象,对于焊条和焊剂没有进行焙烘(表1);电弧过长,焊接速度过快,埋弧自动焊电压过高等。
防止措施。恰当选择焊接电流和焊接速度,保证电流和速度符合相应的要求;采取相应的措施,仔细清理坡口边缘的水分、油污和锈迹;清理和保管好焊接材料;保证焊条的质量;对于埋弧焊,其焊接速度和线能量尽可能的小。
2、咬边
咬边指焊缝边缘留下的凹陷,咬边会减小母材接头的工作截面。
成因。咬边的成因主要有以下几种:电流过大,运条速度过快,电弧太长,焊条角度不恰当;埋弧焊的焊接速度过快,金属填充未能填满等。
防止措施。选择合适的焊接电流和运条手法,控制好焊条角度和电弧长度;氩弧焊工艺参数要适当,采取恰当的焊接速度。
3、焊瘤及弧坑
成因。焊瘤的成因有:运条不均匀,熔池温度过高;电流过大,电弧过长等。弧坑的成因有:熄弧时间过短,出现中断现象,薄板焊接的电流过大;焊缝表面存在焊瘤,容易造成表面夹渣的产生。
防止措施。对于焊瘤,可以采取的措施包括:严格控制熔池的温度;如果焊接运用碱性焊条,需要注意的是,应该采用短弧焊接。对于弧坑,防止措施包括:手工焊收弧的时候,焊条作短时间的停留,或几次环形运条。采用上述方法能够有效的防止焊瘤和弧坑的产生。
结束语
经由上文的论述,我们发现,在焊接的时候,如果出现了问题就应该即刻的处理。对于裂缝现象来讲。应该先分析它的初始方向和尾端处的情况,进而再应对其存在的不利现象。对于夹渣以及没有焊透等等的问题,应该使用相同的措施对其处理,进而结合规定对其开展焊补活动;对于气孔,尤其是其中的气孔的处理,应该在明确它的具体方位之后,应用风铲或碳弧气刨清除全部气孔缺陷,而且要保证它能够成为一定的坡口形式,进而再行处理。
参考文献
[1]郑玲.金属材料焊接中的主要缺陷及防止措施研究[J].轻工科技,2013,01:21-22.
关键词:金属材料;焊接成型;缺陷问题;控制措施
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.045
0 引言
金属材料焊接的过程中可以应用各种不同的焊接工艺,而焊接工艺的不同其技术要点也存在着一定的差异,为了促进金属材料焊接质量以及材料实用效率的有效提高,必须对其焊接过程中的缺陷予以充分的重视,并采取积极有效的措施,才能有效的避免材料焊接过程中缺陷的出现,促进我国金属焊接工艺水平的提高。
1 热裂纹的成因和防治措施
金属焊接过程中液态金属凝固时所产生的裂纹,就是常见的裂纹形式。这种现象一般出现在焊缝的中心,在焊接工作完成之后立即就可以发现。(1)导致热裂纹产生的原因有很多。金属焊接时,很多杂质的熔点都非常低,正是因为物质的熔点低于金属,所以其凝固反应也在金属之后,在受到拉应力作用时可能产生裂纹,导致金属焊接完成之后出现热裂纹现象。(2)为了有效的避免金属焊接过程中出现热裂纹现象,必须采取相应的技术手段和预防措施[1]。在进行金属焊接时,应该严格的按照焊接工艺的技术要求,完成焊接的工艺程序,另外必须对焊接过程和焊接环境也必须予以充分的重视。焊接时应该严格的控制金属焊接的相关参数,从而有效的避免焊接热裂纹现象的出现。同时焊接完成之后,应该避免其受到外力的撞击。
2 冷裂纹的成因和防治措施
金属焊接过程中常见的裂纹形式是冷裂纹,这种裂纹主要是金属材料焊接完成后焊接接头在冷却阶段出现的。冷裂纹并不是按照固定的时间出现的,一般情况下,都是在材料焊接完成之后冷却过程中出现,但有时在焊接完成之后也会立即出现或较长时间出现。
(1)如果焊接过程中产生的氢含量过高,由于扩散氢的存在,不断聚集和长大就会导致冷裂纹的出现。另外,如果焊接母材塑性相对较低的话,也会提高冷裂缝产生的几率。
(2)为了避免金属材料焊接过程中冷裂纹现象的发生,必须严格的按照规范和要求采取科学合理的技术,才能有效的防止冷裂缝现象的产生。同时,在焊接过程中,应该尽可能的应用含氢量相对较低的焊条,从而达到降低焊接过程中的氢含量。另外,在焊接时必须选择优质的材料,才能避免由于材料质量过低而导致裂纹的出现。焊接现场环境也是影响金属材料焊接质量的关键因素,只有加强对焊接现场环境的控制,才能有效的避免空气湿度所引发的材料变质。同时在保存材料的过程中,也必须做好材料自身的洁净,采取积极有效的措施避免材料与空气中的水分接触,才能避免材料发生腐蚀的现象。
3 未焊透、未熔合现象的成因及防治措施
未焊透、未熔合也是焊接过程中比较常见的焊接缺陷,这种现象的出现也会引起焊接出现裂纹等问题。
(1)导致焊接过程中未焊透、未熔合现象发生的原因主要由以下几方面:首先,由于金属材料在焊接过程中,会因为施工人员观察角度的问题,无法观察到全部待焊部位而出现未焊透、未熔合问题[2]。另外,焊接工艺应用的不合理也是导致出现未焊透、未熔合现象的主要原因,如果焊件钝边过大、或者焊接速度过快的话都会对焊接效果产生不利的影响;其次,如果没有及时的清理焊接件表面存在的杂质的话,也会导致未焊透、未熔合现象的出现;最后,焊接操作人员受到自身技术水平的影响,也是导致未焊透、未熔合现象发生的原因。
(2)为了从根本上避免焊接过程中未焊透、未熔合现象的发生,必须采取切实可行的措施对其进行相应的预防和控制。首先,在焊接过程中焊接件坡口角度的选择必须科学合理;其次,严格的按照规范和要求进行焊接速度和外部环境的控制;最后,焊接操作人员的技术水平必须符合焊接工艺的要求。
4 焊接夹渣现象的成因及防治措施
(1)在金属材料焊接过程中,焊接夹渣是一种非常严重的焊接缺陷,目前,比较常见的焊缝夹渣主要有金属夹渣和非金属夹渣两种。金属材料在焊接的过程中,焊接坡口的角度过小、焊接速度过快以及焊接电流过小等都是引发焊接夹渣的主要原因。而对于TIG焊而言,则主要是因为焊接电流密度过大造成的夹钨,之所以出现这样的现象,主要是由于电流过大超过钨极规格限制。同时,焊接过程中,焊条电弧相对较长或者焊接极性偏差所引起的焊接夹渣,也会对金属材料的焊接质量造成严重的影响。
(2)在进行金属材料焊接时,必须采取科学合理的措施,才能从根本上避免焊接夹渣现象的出现[3]。在实际焊接的过程中,一般需要做好以下几方面的工作:首先,严格的按照焊接工艺的要求选择适合的焊条。一般情况下,如果焊接时选择酸性焊条,在焊接必须采用交流电源;选择碱性焊条,则必须在焊接时必须采用直流电源、极性为反接,并控制焊接电弧的长度,才能避免焊接夹渣现象的出现。其次,坡口清理工作也是焊接过程中必须要予以充分重视的问题。在焊接开始之前,必须确保待焊部位边缘的干净清洁,才能从根本上避免焊缝中产生熔渣。
5 结束语
总之,必须不断的进行金属材料焊接工艺的改革和创新,加强焊接操作人员的技能水平的培训,严格的按照焊接工艺的要求进行焊接,才能从根本上提高各个行业中金属材料应有的稳定性。如果金属材料在焊接的过程中出现缺陷,必须根据实际的情况采取科学合理的措施解决当前所出现的缺陷,才能从根本上促进金属材料焊接水平和质量的不断提高,促进焊接技术工艺的进一步完善和进步。
参考文献
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关键词:痛泻要方;溃疡性结肠炎;白细胞介素-1β;肿瘤坏死因子-α;白细胞介素-4;大鼠
中图分类号:R285.5 文献标识码:A 文章编号:1005-5304(2013)04-0041-03
溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)是常见的炎症性肠病,临床以腹痛腹泻、黏液脓血便持续或反复发作为主要症状,具有癌变倾向。该病发病原因及机制尚不明确,目前尚缺乏满意的治疗方法。我们临床上用痛泻要方加减治疗该病,取得了显著疗效[1]。前期药效学研究表明,痛泻要方对UC大鼠模型肠黏膜炎症有较好的改善作用[2],但其作用机制不清。本实验进一步探讨痛泻要方对实验性UC大鼠结肠组织病理形态及白细胞介素(IL)-1β、肿瘤坏死因子(TNF-α)和IL-4的影响,探讨其作用机制。
1 实验材料
1.1 动物
SPF级Wistar大鼠60只,体质量(180±10)g,雌雄各半,甘肃中医学院科研实验动物中心提供,SPF级动物质量合格证号:SCXKC(甘)2004-0006;SPF级实验设施合格证号:SYXKC(甘) 2004-0006-0001561。
1.2 试剂
蛋白标准液、考马斯亮蓝溶液(20090825)均购自南京建成生物工程公司;2,4,6-三硝基苯磺酸(TNBS)购于北京邦定泰克生物技术有限公司,美国Sigma公司生产;大鼠IL-β、TNF-α、IL-4检测试剂盒购自深圳市达科为生物技术有限公司。
1.3 仪器
biorad iMark酶标仪(美国BLO-RAD公司),CT14RD高速冷冻离心机(天美科技有限公司),303-2型恒温培养箱(北京科伟永鑫实验设备仪器公司)。
1.4 药物
按照《丹溪心法》痛泻要方原方比例取炒陈皮、炒白术、炒白芍、防风,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药渣。合并3次醇提取液,滤过,滤液减压回收乙醇后得醇提取浓缩液,醇提取浓缩液干燥得干膏,干膏粉碎成细粉,加入挥发油。实验用不含赋形剂的浸膏,冰箱保存备用。柳氮磺胺吡啶(SASP),上海三维制药有限公司生产。
2 实验方法
2.1 造模
参考文献[3]方法,采用TNBS/乙醇溶液灌肠法制作UC大鼠模型:将大鼠禁食(不禁水)24 h,用10%水合氯醛腹腔麻醉(0.3 mL/100 g)后,一次性将TNBS/乙醇溶液(100 mg/kg TNBS+50%乙醇0.25 mL)用橡胶输液管轻缓注入大鼠距约7~8 cm深的肠腔内,留置数分钟,然后抽取适量空气,采用同样方法注入肠腔,防止溶液外漏,让动物保持平躺状态,自然清醒。
2.2 分组与给药
将实验动物分为空白组、模型组、SASP组及痛泻要方低、中、高剂量组,每组10只。除空白组外,均以100 mg/kg TNBS+50%乙醇0.25 mL混合试剂灌肠。痛泻要方低、中、高剂量组分别按11、22、44 g/kg剂量灌胃(按照临床成人用量的5、10、20倍折算),SASP组按0.3 g/kg剂量灌胃,灌胃体积均为10 mL/kg,空白组、模型组灌服等体积生理盐水。各组于造模后第2日开始灌胃,每日1次,连续21 d。处理 3周后,乙醚麻醉后于股动脉采血,室温静置10~20 min,3 000 r/min离心10 min,收集上清,检测指标。脱颈处死大鼠,剪取病变最明显处结肠组织5~8 cm,用冷PBS清洗结肠,部分结肠组织以4%中性多聚甲醛固定,做病理切片,HE染色,光镜观察。
2.3 结肠组织病理学评分标准
参考结肠病理组织学评分标准[4],由2位富有经验的病理教研室老师进行双盲评分。①炎细胞浸润:无0分,轻度1分,重度2分;②浸润深度:黏膜层1分,黏膜和黏膜下层2分,结肠全层3分;③溃疡深度:无0分,上皮1分,黏膜固有层2分,黏膜肌层3分。
2.4 指标检测
采用双抗体夹心ELISA法测定IL-1β、TNF-α、IL-4,严格按试剂盒要求操作。在检测波长450 nm和校正波长620 nm处同时读板,通过标准曲线,计算各样本含量。
3 统计学方法
采用SPSS17.0统计软件进行分析,实验数据以―x±s表示,组间比较采用t检验。P
4 结果
4.1 一般状态
模型组大鼠在造模当日开始出现稀便,觅食较不主动,食量减少,肛周污浊,体质量略有下降,毛色晦暗无光泽,且被粪便沾染,持续稀便,部分大鼠有血便且肉眼可见,痛泻要方低、中剂量组症状缓解较慢,毛色仍稍显晦暗无光泽,食量较少,扎堆、稀便及血便症状缓解不明显,不活跃;痛泻要方高剂量组、SASP组随着给药时间的延长,症状明显好转,大部分大鼠稀便症状消失,基本恢复正常,粪便呈灰褐色颗粒状,毛色逐渐转为光亮润泽,食量正常,活跃,体质量略有增长。各治疗组中以痛泻要方高剂量组和SASP组症状改善最为明显。
4.2 痛泻要方对溃疡性结肠炎大鼠血清白细胞介素-1β、肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-4的影响(见表1)
4.3 痛泻要方对溃疡性结肠炎大鼠结肠组织病理形态的影响及评分(见图1、表1)
图1显示,模型组大鼠结肠组织有溃疡,且溃疡面较大,溃疡深度大多至黏膜肌层;有明显的炎细胞浸润,且浸润深至全层;可见血管扩张充血、有糜烂,病变结肠黏膜可见中性粒细胞浸润,黏膜上皮层有缺失,固有层腺体明显减少及破坏,黏膜下层部分可见血管增生。各治疗组有程度不同的改善,其中痛泻要方高剂量组和SASP组溃疡基本愈合,腺体增生愈合,有明显的愈合面存在。
5 讨论
一般认为UC的发生是环境因素作用于遗传易感者,继而激活巨噬细胞和淋巴细胞,释放一系列细胞因子和炎症介质,这些细胞因子与炎症介质能够进一步调节和介导免疫反应,导致机体体液免疫反应和细胞免疫反应,并持续和逐级扩大,导致肠道损伤和一系列临床表现[5]。参与炎症反应的细胞因子分为促炎和抗炎两类。IL-1β、TNF-α和IL-4是炎症反应中非常重要的促炎因子和抗炎因子[6]。
TNF-α主要由T细胞和单核巨噬细胞产生,其致病作用主要是上调内皮细胞黏附分子、聚集中性粒细胞、产生凝血酶原效应等[7]。在UC活动期,可以观察到TNF-α的水平在血浆及粪便中升高,在肠道中TNF-α能介导肠黏膜损伤作用,其抑制剂可阻断动物模型中炎症性病变的肉芽肿性炎症及纤维组织增生。TNF-α还参与肠道炎症起始与持续,是非常重要的炎症介质。TNF-α主要由激活的单核细胞和巨噬细胞产生,其促炎机制主要是参与激活中性粒细胞和上调黏附分子、促进肉芽肿的形成[8]。TNF-α还能够加强单核巨噬细胞的吞噬功能,刺激IL-8、IL-1等其他细胞因子合成释放,产生细胞因子的瀑布效应,促进炎症反应的扩大[9]。
IL-1是一种能激活炎症细胞和多种免疫的前性细胞因子,根据等电点和分子结构不同,可分为IL-1α和L-1β,人体内IL-1活性主要由IL-1β介导[10]。UC活动期时,IL-1的产生上调,随着炎症程度的加重,IL-1β及其mRNA表达逐渐增强,它对UC的发生、发展起着重要作用。IL-1β有多种生物学效应, IL-1β能够使免疫上调和促进炎症活性,能通过自分泌或旁分泌促进其下游细胞因子(如TNF-α)的表达和产生,并和其共同作用,引起一系列肠黏膜损伤和肠道炎症反应。IL-1β还通过促进白细胞黏附分子的表达,趋化中性粒细胞等炎性细胞进入肠道病变部位,引发一系列肠组织破坏和肠道炎症反应[11]。有研究提示,IL-1β与炎症相关性最好,并且与TNF-α、IL-6、IL-8密切相关[12]。目前认为,IL-1β可作为临床上判断疾病严重程度和疗效的指标。
IL-4是由辅Th2细胞分泌的重要抗炎因子。IL-4可以刺激T淋巴细胞和B淋巴细胞增殖,抑制一氧化氮、其他细胞因子(如IL-1、TNF-α等),并抑制巨噬细胞和T淋巴细胞的产生和移动,从而抑制IL-1的促炎作用。正常状态下,人体肠黏膜能自发地分泌抗炎因子如IL-4来维持肠道免疫,IL-1β则较少分泌,二者维持动态平衡。当受到病原刺激后,这种平衡破坏,促炎因子升高,抗炎因子降低,则肠道炎症发生,所以,IL-4和IL-1β在消除和抑制肠黏膜炎症、维持肠道免疫平衡中起关键作用。
痛泻要方出自《丹溪心法》,主治脾虚肝郁之痛泻。方中炒白术健脾益气、燥湿利水,尤擅补脾燥湿以治脾虚,益气扶脾以和中,为君药;白芍柔肝缓急止痛、兼有养血敛阴之功能,炒白芍收涩止泻之功更优,与白术相配,于土中泻木,为臣药;陈皮理气燥湿、醒脾和胃,为佐药;配伍少量防风,具有升散之性,与术、芍相伍,辛能散肝郁,香能疏脾气,既具有胜湿以助止泻之功,又为脾经引经之药,故兼具佐使之用。四药相和,补脾胜湿而止泻,疏肝理气而止痛,切中UC肝郁脾虚之病机本质。
本实验结果显示,模型组大鼠血清促炎细胞因子IL-1β、TNF-α的含量均明显高于空白组,而抗炎细胞因子IL-4的含量则明显低于空白组,说明抗炎和促炎细胞因子的失衡参与了UC的发病。经过痛泻要方治疗后,实验大鼠血清IL-1β、TNF-α含量均显著降低,而IL-4含量显著升高。表明痛泻要方治疗UC的机制之一可能是通过发挥疏肝健脾的整体调节功效,抑制促炎因子IL-1β、TNF-α的表达,促进抗炎因子IL-4的表达,进而调整了抗炎因子与促炎因子的平衡,纠正了肠道异常免疫反应,从而使肠黏膜组织修复、炎症和溃疡消除。病理组织学检查结果与评分也与上述结论一致。
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[关键词]寒热药性;酵母;解热作用;TRPV1;TRPM8
近年来,基于中药药性-药效关系的研究作为中药药性研究的主要方法之一,得到了广泛的关注[1-2]。中药具有寒热之性,探讨寒性、热性中药在调治机体热性、寒性病理状态过程中起到什么作用,如何起作用,以及作用的程度如何,是研究中药寒热药性起效机制的关键。一般说来,药性相同的中药具有相同或相似的药效。而瞬时感受器电位离子通道蛋白(TRPs),是近年来发现存在于细胞膜或胞内细胞器膜上的非选择性阳离子通道,该家族中多个家庭成员具有温度感知的生理功能,本实验拟通过2味典型寒性中药和2味典型热性中药对酵母致发热大鼠模型体温的干预影响以及对温度敏感TRPs的调节作用的比较,从一个新的角度来探寻寒、热性中药的功效和药性特征的关系,为药性的现代科学评价提供初步的实验依据。
1 材料
1.1 动物 SD雄性大鼠108只,体重(200±10) g,由中国中国人民军事医学科学院实验动物中心提供,动物许可证号SCXK(军)2007-004。
1.2 药品与试剂 大黄、黄连、吴茱萸和高良姜均由北京同仁堂药店提供,经中国中医科学院中药研究所胡士林教授鉴定,4味中药均为道地药材,制成水煎液,冷藏备用;酵母购自安琪酵母股份有限公司;兔抗TRPV1抗体和兔抗TRPM8抗体均购自以色列alomone labs公司,辣根酶标记山羊抗兔IgG购自北京中杉金桥生物技术有限公司;RIPA裂解液、Bradford蛋白定量试剂盒和ECL发光液均购自北京普利莱公司;两步法免疫组化检测试剂盒和DAB显色试剂盒均购自武汉博士德公司;其他试剂均为国产分析纯。
1.3 仪器 BS224S电子天平[赛多利斯科学仪器(北京)有限公司];TD5A-WS低速台式离心机(长沙湘仪离心机仪器有限公司);MC-347电子体温计[欧姆龙(大连)有限公司];PowerPacTMBasic电泳仪(美国BIO-RAD公司)。
2 方法
2.1 酵母致发热模型 参照文献方法[3],健康成年SD雄性大鼠,背部皮下注射(sc)20%酵母混悬液10 mL・kg-1。空白对照组大鼠sc等体积生理盐水。
2.2 分组与给药 108只健康成年SD雄性大鼠,随机分为6组:正常组、模型组、大黄组、黄连组、吴茱萸组和高良姜组,每组18只。大鼠实验给药方法:除正常组外,所有动物先灌胃(ig)给予相应药物,1 h后sc酵母混悬液,造模后3.5 h再次给药(方式及剂量同首次)。各组每次ig给予药物及剂量分别为:大黄组(大黄水煎液3.5 g・kg-1),黄连组(黄连水煎液2.8 g・kg-1),吴茱萸组(吴茱萸水煎液4.2 g・kg-1),高良姜组(高良姜水煎液6 g・kg-1),正常组和模型组(蒸馏水2 mL・kg-1)。
2.3 体温监测 实验环境为常规日夜周期,室温(22±2) ℃,相对湿度(50±2)%,自由进食、饮水。对大鼠进行适应性培养(于实验环境中模拟实验操作)3 d后,禁食不禁水12 h,实验当日,每隔1 h测温1次,测3次,取均值作为基础体温,3次体温浮动超过0.5 ℃者舍弃。然后各组首次给予相应药物,1 h后造模,造模后8 h大鼠体温升高 >0.8 ℃为模型制备成功,选作实验动物入组。造模后3.5 h再次给药。造模后每隔1 h测温1次,直到实验结束。
2.4 免疫组化染色 分别于造模后第4,8,12 h处死动物,取脑和背根神经节,4%多聚甲醛溶液固定72 h,包埋,制成5 μm冠状面连续切片。取组织石蜡切片,脱蜡至水,PBS冲洗3次,使用0.01 mol・L-1柠檬酸缓冲液进行抗原修复,3%的过氧化氢灭活内源性过氧化物酶室温孵育10 min,PBS洗涤后用5%血清封闭,滴加一抗(1∶100稀释),置4 ℃过夜。用两步法免疫组化检测试剂盒进行下丘脑和背根神经节免疫组织化学染色。DAB显色,脱水,透明,封片。应用专业图像分析软件Image proplus6.0测得免疫组化图像中阳性区域IA值,下丘脑和背根神经节组织分别在200倍和400倍视野下进行统计。
2.5 Western blot检测 分别从下丘脑和背根神经节组织中提取蛋白,用Bradford蛋白质定量方法,进行蛋白定量。采用质量分数为12%的SDS-PAGE电泳检测,湿法转移至PVDF膜,脱脂奶粉室温封闭2 h,分别加入一抗(兔抗TRPV1或兔抗TRPM8,1∶100),在4 ℃下孵育过夜。TBST洗膜后加入二抗(HRP标记山羊抗兔二抗,1∶3 000),室温孵育2 h。使用兔抗GAPDH特异性抗体作为内参对照检测。使用ECL发光法检测特异性条带,QuantiScan 3.0分析软件分析条带IA。目的蛋白的IA除以正常组的IA以校正误差,所得结果代表目的蛋白相对表达量。
2.6 统计学方法 数据以±s表示,采用SPSS 19.0软件进行统计分析,组间比较用单因素方差分析,P
3 结果
3.1 不同寒热药性中药对酵母致热大鼠体温的影响 与正常组相比,模型组大鼠经酵母诱导后第4 h开始体温呈现升高趋势,第8 h达到高峰期,之后呈缓慢下降趋势,第4 h开始至观察期末,模型组较正常组大鼠体温升高,具统计学意义(P
3.2 免疫组化法检测不同寒热药性中药对酵母致热大鼠TRPV1表达的影响 经酵母诱导后第4,8,12 h,大鼠下丘脑和背根神经节中均可见TRPV1表达明显增高,尤以第8 h增高更加显著(P
3.3 免疫组化法检测不同寒热药性中药对酵母致热大鼠TRPM8表达的影响 与正常组相比,酵母致热大鼠下丘脑和背根神经节TRPM8表达水平在第4,8,12 h均显著降低(P
3.4 Western blot检测不同寒热药性中药对酵母致热大鼠背根神经节TRPs通道蛋白表达的影响 经酵母诱导大鼠背根神经节中TRPV1表达明显升高,TRPM8表达明显降低(P
4 讨论
本实验选择了2味寒性中药和2味热性中药对比研究其对酵母致热大鼠模型体温以及TRPs通道蛋白的影响。选药原则是:所选中药必须为《中国药典》所收载;寒热药性必须明确、无争议;寒热药性必须典型、突出;所选中药来自道地产地。
酵母致大鼠发热模型是一种常用的发热模型,由其所致发热的动物全身表现与临床常见明显炎症的里热证类似,常用于考察清热类中药的解热作用[4]。本实验观察到,大鼠注射酵母混悬液后4 h,体温开始呈现明显上升趋势,第8 h达到高峰并维持平台期。口服给予大黄和黄连后大鼠于酵母诱导后第4 h开始显著降低,其降温作用在第4~8 h这一时间段最为显著,与文献报道相似[5-6]。而口服给予吴茱萸和高良姜2味热性中药后,大鼠体温变化较模型组无统计学意义。
瞬时感受器电位离子通道蛋白是近年来发现存在于细胞膜或胞内细胞器膜上的阳离子非选择性通道。TRP家族中多个家庭成员具有温度感知的生理功能,有文献报道[7-8],TRPV1和TRPM8分别是介导体外热和冷感觉的关键通道。本课题组在前期实验研究的过程中发现,部分来自寒性中药的成分可上调TRPM8 mRNA的表达,下调TRPV1mRNA的表达,尤其对热(39 ℃)负荷的mRNA表达量的影响更为显著,而部分来自热性中药的成分可下调TRPM8 mRNA的表达,上调TRPV1 mRNA的表达,对寒(19 ℃)负荷的mRNA表达量的影响更为显著[9-12]。这些现象提示,中药的寒热属性和调节寒热的作用特点可能与其对寒热感受通道蛋白的表达调控相关。研究报道,作为临床常用解热类中药,大黄和黄连具有明确的体温调节作用[13-15],但究竟这些药物在发热动物模型上能否调节温度敏感TRPs的表达,其体温调节左右与对TRPs调节作用有无相关性,目前尚无文献报道。本实验观察到酵母诱导4 h后,大鼠下丘脑和背根神经节中TRPV1表达水平明显增高,TRPM8表达水平显著降低。且TRPs表达水平的变化与温度变化有一定的相关性,即TRPV1表达水平与温度呈正相关,TRPM8表达水平则与温度呈负相关。口服中药大黄或黄连后,随着降温作用的启动和持续,发热大鼠下丘脑和背根神经节中TRPV1表达明显降低、TRPM8表达有效升高。然而,吴茱萸或高良姜的服药对由酵母引起的TRPs的表达变化则无显著影响。
《素问至真要大论》提出“寒者热之,热者寒之”的重要治则, 大黄和黄连2味寒性中药可能通过下调下丘脑和背根神经节中TRPV1表达水平、上调TRPM8表达从而起到纠正热证动物模型发热症状的作用。而吴茱萸和高良姜2味热性中药药性相反,所以不具有相关作用。这可能为认识寒性中药的解热作用提供了一个新的视角,也期为不同寒热属性中药药性辨识提供可能的生物学标志。至于TRPV1和TRPM8在大黄和黄连调节体温中的特异性如何,其他寒性中药是否也有相同或相似的作用,尚需更多研究进一步验证。
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Effect of traditional Chinese medicines with different properties on
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channel protein of rats with yeast-induced fever
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(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