Development and Use of a Simple Test Method to Evaluate Reheat Cracking Sensitivity in the Weld Deposit Region of a Submerged Arc Weld

Several fabricators have recently noted the occurrence of reheat cracking in the weld deposits of 2¼[ two and one fourth]Cr‑1Mo‑¼[one fourth]V (22V) during the fabrication of pressure vessels used in the petrochemical industry. Due to increased oversight now required during fabrication of already expensive pressure vessels, studies have commenced worldwide in an effort to identify root causes and formulate mitigating actions to weld reheat cracking issues. The Materials Joining Group (MJG) at the University of Tennessee at Knoxville (UTK) have adapted an existing reheat cracking test originally developed for use with alloys similar to 22V. This original C‑Ring test was used successfully, and as such, has set the foundation for the development of the modified C‑Ring discussed in this report. A modified test, the Notched C‑Ring Reheat Cracking Test (NCRRCT) has been developed. The NCRRCT is able to accurately rank 2¼ [two and one fourth]Cr-1Mo-¼[one fourth]V (22V) weld deposits for reheat cracking susceptibility, and in doing so identify 22V weld deposits susceptible to reheat cracking before issues arise during fabrication. The NCRRCT meets all of the attributes of the so-called “Ideal Weldability Test”, in that it shows a direct correlation with actual fabrication, yields reproducible results, highlights small changes in testing variables, clearly demonstrates the effects of welding related variables (i.e., weld design and heat input), is economical, and applies to all welding processe

Herramientas para la evaluación de riesgos sobre el ambiente y salud, por la disposición final de residus sólidos urbanos

En el campo de la protección ambiental y de la salud pública y ocupacional, es necesario controlar, en la medida de lo posible, las fuentes de emisión de contaminantes ambientales y su impacto. Para tal fin, es indispensable realizar investigaciones multidisciplinarias que apoyen el desarrollo de políticas públicas basadas en evidencia, encaminadas al beneficio social y cuyo costo económico asociado pueda ser medido. La evaluación de riesgos (ER) es una herramienta que, aplicada al sector del manejo de residuos sólidos urbanos (RSU) y la operación de sitios de disposición final (SDF), puede ayudar a estimar cuantitativamente y a jerarquizar los riesgos ocasionados por esos sitios. La información que una ER proporciona, servirá para apoyar la elaboración de medidas normativas de prevención de riesgos, así como en la toma de decisiones de control ambiental, a través del suministro de la mejor información científica disponible a las agencias normativas y entidades de gobierno. Los estudios de ER por la operación de un SDF de RSU con fines de investigación epidemiológica deben incluir a la población ocupacionalmente expuesta como la primera en estar en contacto con los contaminantes, para la identificación de rutas de exposición completas, la estimación y la medición de la exposición real a contaminantes, o bien, la elaboración de modelos de la exposición sobre la base de los datos existentes, avaladas por un equipo multidisciplinario de expertos en dichos sectores. Este trabajo expone las condiciones para la realización de cualquier estudio de ER al ambiente y a la salud humana por SDF de RSU, así como algunos instrumentos computacionales existentes que podrían ayudar a completar el procedimiento.In the field of environmental protection and public health, it is necessary to control, to the extent possible, emission sources of environmental pollutants and their impact. To this purpose it is essential to carry out multidisciplinary research to support the development of public policies evidence-based, aimed at social benefit and whose associated economic cost can be measured. Risk assessment (RA) is a tool that, applied to the handling of municipal solid waste (MSW) and the operation of waste disposal sites (WDS) sector, can help to quantitatively estimate and prioritize the risk caused by such sites. The information that a RA provides will support the development of risk prevention normative measures, as well as in decision on environmental control through the delivery of the best scientific information available to regulatory agencies and government agencies. The RA studies by the operation of WDS valuables for epidemiological research should include: the people occupationally exposed as the first to be in contact with the contaminants for the identification of complete exposure pathways, the estimation and measurement of actual exposure to contaminants or, the exposure modeling on basis of existing data, supported by a multidisciplinary team of experts in these sectors. This paper exposes the key points for conducting any RA study of WDS on the environment and human health, as well as some existing computational tools that could help to complete the task.Los autores agradecen al IPN-SIP (Proyecto 20161464) por el apoyo financiero que permitió el desarrollo de este proyecto

Response of benthic foraminifera to ocean acidification in their natural sediment environment: a long-term culturing experiment

Calcifying foraminifera are expected to be endangered by ocean acidification, However, the response of a complete community kept in natural sediment and over multiple generations under controlled laboratory conditions has not been constrained to date. During 5 six month incubation, foraminiferal assemblages were treated with pCO2 enriched seawater of 430, 907, 1865 and 3247 μatm pCO2. The fauna was dominated by Ammonia aomoriensis and Elphidium species, whereas agglutinated species were rare. After 6 months incubation, pore water alkalinity was much higher in comparison to the overlying seawater. Consequently, the saturation state of Òcalc was much higher in the sedi10 ment than in the water column in all pCO2 treatments and remained close to saturation. As a result, the life cycle of living assemblages was largely unaffected by the tested pCO2 treatments. Growth rates, reproduction and mortality, and therefore population densities and size-frequency distribution of Ammonia aomoriensis varied markedly during the experimental period. Growth rates varied between 25 and 50 μm per month, 15 which corresponds to an addition of 1 or 2 new chambers per month. According to the size-frequency distribution, foraminifera start reproduction at a diameter of 250 μm. Mortality of large foraminifera was recognized, commencing at a test size of 285 μm at a pCO2 ranging from 430 to 1865 μatm, and of 258 μm at 3247 μatm. The total organic content of living Ammonia aomoriensis has been determined to be 4.3% of dry 20 weight. Living individuals had a calcium carbonate production rate of 0.47 gm−2 yr−1, whereas dead empty tests accumulated at a rate of 0.27 gm−2a−1. Although Òcalc was close to 1, some empty tests of Ammonia aomoriensis showed dissolution features at the end of incubation. In contrast, tests of the subdominant species, Elphidium incertum, stayed intact. This species specific response could be explained by differences in 25 the elemental test composition, in particular the higher Mg-concentrations in Ammonia aomoriensis tests. Our results emphasize that the sensitivity to ocean acidification of endobenthic foraminifera in their natural sediment habitat is much lower compared to the experimental response of specimens isolated from the sediment

What I talk about when I talk about integration of single-cell data

Over the past decade, single-cell technologies evolved from profiling hundreds of cells to millions of cells, and emerged from a single modality of data to cover multiple views at single-cell resolution, including genome, epigenome, transcriptome, and so on. With advance of these single-cell technologies, the booming of multimodal single-cell data creates a valuable resource for us to understand cellular heterogeneity and molecular mechanism at a comprehensive level. However, the large-scale multimodal single-cell data also presents a huge computational challenge for insightful integrative analysis. Here, I will lay out problems in data integration that single-cell research community is interested in and introduce computational principles for solving these integration problems. In the following chapters, I will present four computational methods for data integration under different scenarios. Finally, I will discuss some future directions and potential applications of single-cell data integration

Partición de soluto a través de la intercara en estructuras laminares y nanopartículas en aceros ligeros

Tesis doctoral leida en Septiembre de 2015 en la Universidad Complutense de Madrid. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Ciencias de los materiales e Ingeniería MetalúrgicaGrupo de Investigación MATERALIA Departamento de Metalurgia Física Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM) Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)Peer reviewe

Partición de soluto a través de la intercara en estructuras laminares y nanopartículas en aceros ligeros

Son cerca ya de 150 años los que el mundo de la metalurgia lleva estudiando la formación del microconstituyente laminar de ferrita y cementita conocido como perlita, y aún existen preguntas sin respuestas respecto a los mecanismos de transformación de la austenita en perlita. El objetivo de esta tesis es estudiar en detalle la transformación isotérmica de austenita en perlita para tratar de dar solución a algunas cuestiones sobre las que aún existe cierta controversia. Para abordar este trabajo se han diseñado distintas aleaciones para estudiar el efecto que tiene la composición, temperatura, el tamaño de grano austenítico de partida (TGA) o la partición de soluto a través de la intercara en este tipo de estructuras laminares. Primeramente se evaluó en un acero hipoeutectoide Fe-C-Mn el efecto de la temperatura de austenización y por tanto, del TGA, en los parámetros morfológicos de la perlita y se revisaron algunos conceptos clásicos de la literatura sobre la transformación perlítica. Los resultados obtenidos indican que a pesar de que la temperatura de austenización es independiente del espaciado interlaminar o del tamaño de colonia perlítica, sí que tiene un efecto directo en el ancho de las láminas de ferrita y de cementita (aun manteniéndose constante el espaciado) así como en la fracción de volumen de ferrita y de perlita obtenidas en la microestructura final. Para composiciones situadas fuera de la extrapolación de Hultgren se observaron microestructuras con una fracción en volumen de perlita mayor que para el caso de aleaciones situadas dentro de la extrapolación de Hultgren. Por este motivo se revisaron los modelos y ecuaciones que describen el flujo y concentración de carbono en la intercara austenita/perlita para poder justificar las diferencias observadas experimentalmente..

Auswirkungen erhöhter pCO2-Werte auf benthische Foraminiferenaus der süd-westlichen Ostsee

Increasing atmospheric CO2 concentrations have a strong impact on the marine carbonate chemistry leading to a phenomenon called ocean acidification. Excess CO2 dissolves in the surface water of the ocean, thereby the seawater pCO2 increases, whereas the [CO3 2-] and pH decrease. Reduced CO3 2- concentrations may affect marine, especially calcifying, organisms such as benthic foraminifera, in that their ability to form calcareous tests might be affected. In comparison to open oceans, water pCO2 levels are often not in equilibrium with the atmosphere in coastal regions, which are characterized by high CO2 variability during the seasonal cycle. This has also been observed for the southwestern Baltic, an eutrophic marginal sea, where bacterial degradation of large amounts of organic matter cause O2 depletion and CO2 enrichment in the bottom water. In the frame of this thesis, the impact of elevated pCO2, temperature and salinity changes on the survival and calcification ability of the benthic foraminiferal species Ammonia aomoriensis was investigated in mid-term and long-term laboratory experiments. Under laboratory conditions, foraminifera were either isolated from the sediment or remained in their natural microhabitat. Further, the natural carbonate system variability and its impact on foraminiferal communities were monitored in a one-year field study. Specimens of Ammonia aomoriensis were isolated from their natural sediment. They exhibited reduced survival and growth rates with increasing pCO2 of up to 3130 μatm under laboratory conditions. At pCO2 levels above 1800 μatm, dissolution caused a decrease of test diameter, and at the highest pCO2, only the inner organic lining remained. Testing the combined effects of ocean acidification, temperature and salinity on living Ammonia aomoriensis, a significant reduction of test diameter was observed at a pCO2 >1200 μatm (Ωcalc<1). Tests were mainly affected by undersaturation of calcite. This effect was partly compensated by a temperature rise, which increased Ωcalc and led to lower test degradation. In contrast, salinity did not have a significant effect on test growth. These results revealed that Ammonia ammoriensis exhibited a high sensitivity to elevated pCO2 and accompanying calcium carbonate undersaturation when the specimens were kept without their protective sedimentary habitat. During the field survey, large seasonal fluctuations of pCO2 from 465 up to 3429 μatm were encountered in the bottom water of Flensburg Fjord in the southwestern Baltic Sea. The pCO2 in the sediment pore water reached even higher values ranging from 1244 to 3324 μatm. However, and as a consequence of higher alkalinity (AT), the calcium carbonate saturation state of the sediment pore water remained slightly supersaturated with respect to calcite for most of the year. Accordingly, during the monitoring period, no dynamic responses of foraminiferal population density and diversity to elevated sediment pore water pCO2 were recognized. Benthic foraminifera may indeed cope with a high sediment pore water pCO2 as long as the sediment pore water remains calcite supersaturated. This evidence from the field study was also supported by the results of a long-term laboratory experiment, in which a complete foraminiferal fauna in their natural sediment was exposed to elevated pCO2 levels. Similar to field observations, the sediment pore water exhibited higher alkalinity and consequently higher saturation state of Ωcalc in comparison to the overlying seawater. Thereby the sediment chemistry created a microhabitat, which sustained the growth and development of the foraminiferal community even at highly elevated pCO2. The dominant species Ammonia aomoriensis exhibited growth and several reproduction events during the incubation time. Nevertheless, dissolution was observed on dead, empty tests of Ammonia aomoriensis, whereas tests of the second-ranked species Elphidium incertum stayed intact at high pCO2 and Ωcalc<1. This species-specific response could be due to differences in elemental composition and ultrastructure of the test walls. Benthic foraminifera in their natural, sedimentary habitat tolerate elevated pCO2 under laboratory conditions and the current high sedimentary pore water pCO2, which prevails in the southwestern Baltic Sea. In this environment, organic-rich mud influences the carbonate chemistry, and thereby provides a suitable habitat for benthic foraminifera. Consequently, the calcifying Ammonia aomoriensis plays an important role in benthic carbonate production and accumulation in this area. These results emphasize the importance of understanding the carbonate chemistry in the natural environment of benthic foraminifera, which depends upon sediment composition and remineralization processes. It is expected that enhanced future CO2 uptake in the water column will cause a further rise of sedimentary pore water pCO2 levels. As a consequence, undersaturation with respect to calcite will occur more frequently even in the sediment. This will most probably affect the dominant species Ammonia aomoriensis, which might induce changes in the benthic foraminiferal communities and their carbonate production in the southwestern Baltic Sea.Der Anstieg der atmosphärischen CO2-Konzentration hat einen starken Einfluss auf das Karbonatsystem der Ozeane und führt zur sogenannten Ozeanversauerung. Dabei führt die CO2- Aufnahme des Oberflächenwassers zu steigenden pCO2 Werten und gleichzeitig zu einer Abnahme der [CO3 2-] und des pH-Wertes im Wasser. Die verringerte Konzentration an CO3 2--Ionen kann negative Auswirkungen auf die marine Fauna haben, wobei insbesondere kalzifizierende Organismen, wie benthische Foraminiferen bei der Schalenbildung beeinträchtigt werden könnten. Allerdings sind, im Gegensatz zum offenen Ozean, die CO2-Konzentrationen in vielen küstennahen Meeresregionen, mitunter nicht im Gleichgewicht mit der Atmosphäre. Diese Gebiete sind durch saisonale CO2-Schwankungen und teilweise sehr hohe pCO2 Werte im Meerwasser charakterisiert. Dies trifft auch für das Untersuchungsgebiet der süd-westlichen Ostsee zu, wobei es sich hier um ein eutrophes Randmeer mit hohem bakteriellen Abbau von organischem Material handelt, welches zu einem starken O2-Verbrauch und CO2-Anreicherung im Bodenwasser führt. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Effekte erhöhter pCO2-Werte, Temperatur- und Salinitätsschwankungen auf das Überleben und die Kalzifizierung der benthischen Foraminifere Ammonia aomoriensis in Experimenten mit mittlerer und langer Inkubationszeit untersucht. In diesen wurden die Foraminiferen entweder aus dem Sediment isoliert oder in ihrem gewohnten Mikrohabitat gehältert. Weiterhin wurden die natürlichen Karbonatsystemvariabilitäten und deren Auswirkungen auf die Foraminiferen-Gemeinschaft in einer einjährigen Feldstudie untersucht. Im Experiment zeigte Ammonia aomoriensis, wenn sie aus dem natürlichen Sediment isoliert wurde, eine deutliche Abnahme der Wachstum- und Überlebensraten mit steigendem pCO2 bis 3130 μatm. Ab einem pCO2 von mehr als 1800 μatm und gleichzeitiger Untersättigung von Kalzit führte die Auflösung der Schale zu einer deutlichen Abnahme des Gehäusedurchmessers. Unter sehr hohem pCO2 blieb nur die innere organische Membran der Gehäuse erhalten. Gleiche Ergebnisse wurden in einer weiteren Studie erzielt, in welcher die kombinierten Effekte von Ozeanversauerung, Temperatur- und Salinitätsschwankungen auf die gleiche Art untersucht wurden. Diese zeigt wiederum eine deutliche Reduktion des Gehäusedurchmessers bei einem pCO2 >1200 μatm (ΩKalzit <1). Gleichzeitig führte eine erhöhte Temperatur zu einer Zunahme des ΩKalzit, welches die Schalenauflösung entsprechend verringerte. Demgegenüber hatte die Salinität keinen nachweisbaren Einfluss auf das Wachstum. Diese Ergebnisse verdeutlichen, dass wenn die Individuen aus ihrem Sedimenthabitat isoliert wurden, Ammonia ammoriensis eine hohe Sensitivität gegenüber erhöhten pCO2-Werten zeigt, insbesondere bei starker Untersättigung von Kalzit. Während der Feldstudie wurden hohe saisonale pCO2-Schwankungen von 465 bis 3429 μatm im Bodenwasser der süd-westlichen Ostsee in der Flensburger Förde beobachtet. Der pCO2 im Sedimentporenwasser war im Mittel noch höher und variierte zwischen 1244 und 3324 μatm. Jedoch führten die hohen Alkalinitäten dazu, dass das Sedimentporenwasser für die meiste Zeit im Jahr leicht an Kalzit übersättigt war. Demzufolge waren die Auswirkungen des erhöhten pCO2 im Sedimentporenwasser auf die Populationsdichten und Diversität der Foraminiferen-Gemeinschaft gering. Diese Erkenntnisse machen deutlich, dass benthische Foraminiferen mit einem erhöhten pCO2 im Sedimenporenwasser gut zurechtkommen, solange CaCO3-Übersättigung besteht. Die Ergebnisse der Freilandstudie wurden durch ein weiterführendes Langzeit-Experiment bestätigt. In diesem wurde die Foraminiferen-Gemeinschaft in ihrem natürlichen Sediment erhöhten pCO2-Bedingungen ausgesetzt. Wie bereits in der Feldstudie beobachtet, wies das Porenwasser des Sedimentes höhere Alkalinitäten und dementsprechend höhere ΩKalzit-Werte im Vergleich zum darüber liegenden Bodenwasser auf. Hierdurch schaffte die Porenwasserchemie ein Mikrohabitat, welches das Wachstum und die Entwicklung der benthischen Foraminiferen-Gemeinschaft, auch bei stark erhöhtem pCO2 fördert. So zeigte die dominante Art Ammonia aomoriensis im Verlauf der Inkubationszeit ein ausgeprägtes Wachstum und mehrere Reproduktionsereignisse. Lediglich bei sehr hohem pCO2, beziehungsweise ΩKalzit <1 wurde Schalenlösung an leeren Gehäusen beobachtet. Gehäuse von Elphidium incertum blieben jedoch unbeeinflusst. Diese art-spezifische Reaktion könnte in einem unterschiedlichen Elementaufbau und einer verschiedenen Ultrastruktur der Wandung begründet sein. In ihrem natürlichen Habitat tolerierten benthische Foraminiferen erhöhte pCO2-Werte, sowohl unter simulierten Laborbedingungen, als auch unter erhöhten Sedimentporenwasser pCO2 in der süd-westlichen Ostsee. In dieser Umgebung beeinflusst das organikreiche Bodensediment die Karbonatchemie und schafft dabei ein geeignetes Habitat für benthische Foraminiferen. Unter diesen Bedingungen nimmt die kalzifizierende Ammonia aomoriensis eine bedeutende Rolle in der Karbonatproduktion ein. Die Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit des Verständnisses der Karbonatchemie in der natürlichen Umgebung der Foraminiferen, und welche Sedimentzusammensetzung und Remineralisierungsprozesse ihr zugrunde liegen. Bedingt durch die zukünftig steigende CO2-Aufnahme der Ozeane werden die pCO2-Werte im Sedimentporenwasser weiterhin ansteigen. Als Folge davon könnte die Kalzit-Untersättigung im Sedimentporenwasser zunehmen, welche zu einer drastischen Verschlechterung der Lebensbedingungen für die derzeit dominante Art Ammonia aomoriensis führen dürfte. Dies könnte wiederum zu tiefgreifenden Veränderungen innerhalb der benthischen Foraminiferen-Fauna in der südwestlichen Ostsee führen