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它们之间有着一道“桥梁”,这就是维管束。
如果植物一直生活在水中,那就不需要架设什么维管束了。在水中,几乎所有的细胞都可以与环境亲密接触,几乎所有的细胞都过着自给自足的生活,也就谈不上谁供给谁了。我们都知道,海带和紫菜吃起来没有“筋”,原因就在于此。
然而,植物要走上陆地,就不能总趴在地上,它们要挺起腰杆。那地上部分和地下部分是不能脱节的啊,于是一些细胞开始扮演“专职交通员”的角色。最原始的细胞,连成了管道,管道聚合成了管道束,一条运输养分的高速公路就此修建起来。从蕨类植物开始,到裸子植物,再到被子植物,都继承了这套运输系统,并且不断对系统进行优化。
维管束被划分成木质部和韧皮部两类,具体名称来源无从考证,大概是因为前者的归宿多是家具,后者呢,则多出现在作为树木“脸面”的树皮里。二者运输的东西和方向存在很大差异,前者只管运输水分和矿物质,后者只管运输有机营养。植物表现智慧的地方正在于此,它们不光是架设了运输桥梁,更重要的是对桥梁用途进行了划分,极大地提高了运输效率。
木质部是由被称为管胞的细胞构成的。这些两头尖、中间圆的细胞有两个发展方向,一是连接起来成为更专业的运输管道――导管,二是可以多多储备纤维素,直到空隙近乎封闭,我们称其为木纤维。不管是初生的管胞,还是成熟的导管,都在勤勤恳恳地将植物根系吸收的水分和混杂其间的无机盐送到枝头。
韧皮部只负责运输碳水化合物等有机营养,组成这类管道的单元,分别是原始点的筛胞,以及进化的被子植物独有的筛管,它们都没有连接成导管那样完全贯通的管道。而是通过筛孔交换物质,接力传递碳水化合物等营养物质。
除运输物品不同之外,两者还有一个关键的区别,就是成熟的木质部细胞都是死的,是不折不扣的木质管子,而成熟韧皮部的筛管细胞都是活的,并且由于筛管运输的是大分子有机物,所以在精简了细胞结构、增强了透性的筛管细胞中还有一个被称为“伴胞”的小细胞,提供支援。
和桥梁一样,维管束也有使用年限,并且使用寿命通常都很短。对于草本植物来说,维管束跟植物体一样相生相灭。就算是像苹果树这样的木本植物,木质导管的使用年限也不长,通常是1~2年,韧皮部筛管的使用年限也超不过两年。
不过,“下岗”的维管束还能“再就业”,那些在维管束周边生长的薄壁组织会侵入管道中,管道会被各种树脂、单宁等物质堆得满满的,填成死胡同,直到没有空隙容许水分通过。不过这种过程大大提高了木质部的抗击打能力,对于支撑附着茎干之上的花果枝叶有很大的好处。而那些正在工作的木质部则得到了有点贬义的名字“边材”。所以说,虽然心材为人所好,但是失去它们,对树木来说,基本无所碍,空心树照样可以绿意盎然。
而韧皮部除像悬铃木那样可以随意剥落之外,当然也有像栎树、橡树这样存下了厚厚的退役的韧皮部,与一些死亡的薄壁细胞形成像铠甲一样的树皮。我们经常用到的暖壶塞就是用这些树皮制成的。
关键词:输油;管道;运输;问题;对策
石油天然气的运输在石油工业中有着重要的作用,油气的运输工作联系着石油工业内部的生产、运输、销售的各个环节,是一个非常复杂的系统工程,包括对石油天然气的集输、处理、分配、营销等。随着我国经济的迅速发展,科学技术越来越先进,石油天然气的运输规模也在不断扩大,对输油气管道提出了更高的要求。然而,我国目前的输油气管道运输中还存在着很多问题,加强油气管道的管理与维护,解决目前存在的问题,是提高油气树种质量与经济效益的重要途径。
一、输油气管道运输中常见的问题
(一)石油天然气蒸发问题
石油天然气在运输过程中会出现蒸发,蒸发问题不仅会造成大量的资源浪费,带来巨大的经济损失,同时还会给环境带来污染。石油天然气的蒸发问题一直是输油气管道运输过程中的重点与难点问题。在输油气管道运输过程中,任何一个环节都有可能出现石油天然气的汽化蒸发。其中汽油等轻质油品中含有大量的易挥发有机组成物质,更容易汽化溢出,散发于空气中,使得周围的空气中汽油含量增加,增加易燃、易爆的危险。另外一个方面,石油天然气在运输过程中装卸都会产生有毒气体,会对人体造成伤害。环境中含有过多的烃类物质,在紫外线的作用下会与空气中的氮氧化物发生化学反应,生产诱使化学烟雾形成的臭氧。
(二)管道材质存在问题
现阶段,我国输油气管道多采用螺旋焊缝钢管、碳素钢无缝钢管以及直缝电阻焊钢管等管材。管道的材料多数为金属。金属管道与石油天然气等介质接触时,会由于相互作用发生化学反应,引起管道的锈蚀。这样的情况在输油气管道中极为常见。金属管道在被腐蚀后,其金属色泽、外部形态、机械性能等都会发生巨大的变化不仅仅会影响输油管道的使用寿命,同时还会影响运输油品的质量。管道锈蚀严重的情况下,会导致油品泄露的情况发生。
(三)容易引发火灾
石油天然气主要由各种烃类化合物组成,极容易发生燃烧、爆炸、静电聚集等危险情况。输油管道运输过程中,都是在加热加压的环境中进行工作,这种运作环境会增加引起危险的概率。一旦发生了安全事故,给社会和经济造成的损失是不可估量的。
二、输油气管道运输过程中常见问题解决的方法与对策
(一)输油气管道运输过程中做好防火措施
石化企业应该定期对输油气设施进行维护和保养,做好设施的防火设计工作。设计的问题往往会引发石油天然气的泄露,因此,做好防火设计有着重要的意义。在进行输油气管道设计与安装过程中,要严格按照国家标准进行,根据不同的输油气工艺流程,选择适合的管道材质,严格按照规范进行设计与安装。防火安全体系的构建需要遵守相关的行业规范,做好防火的审核把关工作,杜绝消防安全隐患。
同时,还需要做好消防队伍的建设,对输油气管道运输起到有效的保障作用。对于禁火区域内的需要动火的管线、设施和其他附件要及时拆卸,在安全地带动火或者做好隔离措施。对“用火许可证”进行完善,落实动火作业的责任。在需要动火之前以及动火的过程能够,需要仔细分析动火范围内的环境情况,做好易燃易爆物的浓度检测,杜绝动火期间火宅和爆炸危险的发生。
(二)做好输油气管道的防腐处理
1、提高钢管材料要求
剥离或者阴极剥离会导致管线出现腐蚀开裂的情况,影响管线腐蚀开裂情况的因素有很多,各种因素相互协调、相互制约,要想减少管线腐蚀开裂的问题,需要在材料的创造期间,对夹杂物的形貌与数量进行控制与改善,降低管线中氢含量及硫含量。对于焊接构件而言,对其进行焊后热处理能有效改善材料结构,是其应力值下降。
2、对管材壁厚度进行合理选配
厚壁的管材在输油气管道运输过程中,比报壁管线抗应力腐蚀开裂的效果更好,在进行输油气管道的设计过程中,应该充分考虑管材壁的厚度问题,适当减低管材的强度,增大管壁的厚度,能有效防止应力腐蚀开裂的现象发生。
3、对现场补口的质量进行控制
输油气管道的补口材料需要与罐体防腐覆盖的防护层有良好的互容性,在补口的接缝处,一定要特别注意粘接严密,并做好严密性测试。对补口位置的钢管表面做好处理,务必使罐体表面保持清洁。
(三)提高石油天然气的回收质量
石油天然气在运输过程中挥发会造成巨大的损失,解决这个问题的根本方法应该是提高石油天然气的回收质量。在油气运输过程中,采取各种必要的措施,抑制油气中烃类气体的挥发。在油品集中灌装的地点,做好回收装置的设计,对挥发的油气进行回收,采用特殊的技术,将蒸发回收的油气转化为液态重新输入到管道内。提高石油天然气的回收质量,不仅可以解决运输过程中油气的蒸发问题,减少有害气体的排放量,降低空气的污染,同时还能有效的节约资源,有助于经济效益的提高。
三、结束语
输油气管道运输是一项复杂的工程,容易发生许多不易察觉的问题与隐患。因此,需要做好石油天然气管道运输过程中规范工作,严格把好管道质量关,做好管道材料的选择和维护工作,杜绝安全事故的发生,保证输油气管道运输过程中的安全性,针对石油天然气蒸发问题,做好石油天然气资源的回收利用工作,有效节约资源,减少环境的污染,提高石油天然气的利用率,提高经济效益。
参考文献:
[1]刘寒冰,闫杰.论油气储运问题与对策[J].中国石油和化工标准与质量,2011(4).
[2]卢禹赫.石油天然气管道运输安全问题的分析及探讨[J].商品与质量・学术观察,2011(5).
公路运输模式虽然有许多优势,但不断扩宽的马路大量占用土地,车流量不断增长,造成人口密集地区交通拥堵,污染空气、土地和水源,甚至引发交通事故。
从2001年以来,德国波鸿的鲁尔大学一直在从事地下管道货运模式的可行性研究,课题为“地下运输和供应系统”,其涉及的学科范围包括机械工程,电器工程,控制技术,法律法规,经济管理和土木工程。鲁尔大学是在“货物胶囊弹丸式概念”(the concept of Cargo Capsule,简称CargoCap)的理论基础上开发研究“地下运输和供应系统”,而参与这项研究课题的鲁尔大学贝克曼博士(Dr. Beckmann)认为,建筑于地下深处的地下运输和供应系统的最大好处就是避免地面道路交通基础设施的种种缺陷和弊病,地下货运管道在地质条件许可下要想延伸到哪里就可以延伸到哪里,不需要拆迁地面房屋建筑,不破坏植被,不影响环境生态等等,是人类社会值得优选的运输模式。
城市地下排污管道的启发
贝克曼博士于2007年9月15-16日在德国基尔德里赫举办的斯希勒研究院大会上指出,极具人类社会运输技术开发前景的“自动化地下货物运输”是在城市地下给排污水管道系统概念基础上发展起来,早在1843年就有一些德国城市建筑规划专家提出了在当时被人们认为类似乌托邦那样的设想;他们认为,几乎全部铺设在地下的给排污水系统可以连接各家各户,通往四面八方,为什么不可以让货物通过纵横交叉的地下管道系统运到各地?如今世界各地交通运输网络的“老大难”问题就是道路交通拥塞频繁发生。据了解,德国道路交通拥塞频繁,造成的年均经济损失达到1000亿欧元,如果再不创新改革现有的交通运输网络模式,预计到2020年德国因道路交通拥塞而导致的经济损失总额将翻番。
贝克曼博士认为,类似城市地下排污水管道的“弹丸式地下管道货运系统”其实是人类社会早在100多年前就发起的新一轮交通运输模式革命,是在公路,铁路,水运和航空之后的第五种交通模式的选择,被他称为是弹丸式“CargoCap”。
从某种意义上讲所谓地下货物密封舱或者胶囊式弹丸运输就是让货物以类似包装在胶囊内的药丸那样在纵横交叉的地下管道内在电脑控制下滑动输送,每节车厢可以载运两组托盘货物,因此其概念与人们目前熟知的隧道和地铁等交通模式有着本质不同,由电机驱动和电脑网络遥控。胶囊弹丸式货运地下管道专用车辆不同于常规轨道牵引车,而是自动化系统操作,专门设计和专用于地下管道内牵引胶囊式弹丸货车的自动化无人驾驶的动力车,适合在直径大约1.6米(5.25英尺)的管道内滑动,通常情况下的货运列车仅为1节,均采用两组标准型托盘积载和密封于地下管道货运车辆,便于在地下管道内迅速滑动到各个目的地,在各个地下站点自动装卸和在自动升降,再来回运输或者配送到各个托运人手中,货物运输过程绝大部分在人们看不到,摸不着和听不见的地下管道进行,犹如污水在人们闻不到听不见的地下管道内日夜涓流不息。
造价为每公里300万欧元
贝克曼博士建议在世界上人口最集中和交通道路最密集地区之一的德国西部鲁尔地区首建从东面的多特蒙德穿过莱茵河到西面的杜伊斯堡一条全长80公里的地下自动货运管道,连接路途经过的各个城市和乡镇的商贸中心,配送站,制造业基地;预计其年货运量超过1000万吨。
在地下自动货运管道的建筑费用方面,贝克曼博士初步核算,由于无需大规模深挖地下隧道,只要采用目前已经普遍采用的城市地下污水管道铺设的技术,在路线上每隔大约1-2公里设立一个竖井,把特殊材料制成的管路放入竖井,然后在电脑控制机械推动下,从竖井用推压机械沿着水平方把管路向前掘进到前面一个竖井,然后再从该竖井继续向前推进管路,管路铺设均在地下悄悄进行,其货运管道,其直径大约1.6米(5.25英尺),甚至小于德国城市普遍采用的直径2,800 mm(约9.2 feet)的地下污水管道,因此工程造价不太可能会超过地下污水管道网络建设等的成本。建设来回双向地下货运管道的造价约为每公里300万欧元。
贝克曼博士认为,德国莱茵河-鲁尔地区的地下胶囊式货运管道网络可以十分方便地延伸到欧洲各地;货运管道网络不仅覆盖德国鲁尔,柏林,汉堡和不莱梅等地区,而且可以延伸到欧洲大陆各地,如比利时的布鲁塞尔,安特卫普,法国首都巴黎,濒临英吉利海峡的勒阿费尔,濒临地中海的马赛,意大利的热那亚,还有英国伦敦和曼彻斯特;其建筑成本远远低于高速公路,轨道交通和航空运输等基础设施,而其提供的可观经济回报和带来的社会效益将十分惊人。
而胶囊式货运地下管道的规划决不是乌托邦,而是人类文明社会发展的需要;其最大特色就是高效,机动和可靠,运营时间精确等等,可以全天候,一年四季365天连续运营,其行进时速大约在40-60公里,实际速度超过地面公路交通,而交通事故风险几乎是零。