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1、增材多孔層在馬氏體時效鋼與AISI410鋼異種固態體連接中的有效性
增材多孔層在馬氏體時效鋼與AISI410鋼異種固態體連接中的有效性
圖9 gaq圖和面積分數的相關分布:(a) AIS,(b) NPL接頭,(c) AM-MS1 BM,(d) PL接頭,直徑為16 mm、高度為58 mm的1.2709柱,采用常規加工方法制備了尺寸與AM-MS1相同的AI。
AM-MS1和AISI410的化學成分見表1,在本研究中,采用AM和EAPJ結合的混合連接方法,將SLM-AMed馬氏體時效鋼1.2709和常規制,在馬氏體時效鋼試樣的SLM-AM中。
通過調節變形抗力,在試樣的接合面同時制備多孔層,克服了變形不對稱性,從而增強了因壓力接合面足夠大而導致的原始金屬擠壓,同時,多孔層也被考慮以提高工藝效率和合成接頭的性能,通過顯微組織分析和機械性能測試對合成接頭的性能進行,江蘇激光聯盟陳長軍原創作品。
為了定量評價AISI410和AM-MS1在EAPJ,IQ參數可以根據晶格缺陷來區分相,馬氏體晶格缺陷較多,IQ值較低,而鐵素體和奧氏體晶格相對完善,IQ值較高,在本研究中。
IQ值5000被用來區分馬氏體,鐵素體和奧氏體,對于BMs(圖9(a)和(c)),AISI410以IQ值大于5000的相為主(退火鐵,而AM-MS1以IQ值小于5000的馬氏體為主,無論是NPL接頭還是PL接頭。
在AISI410側均檢測到馬氏體分數顯著增加,這可以從IQ值小于5000的分數得到證明(圖9(b,這兩個接頭在空冷過程中形成的馬氏體可以與Tsai等,他們的報告表明,在AISI410中。
通過一系列連續加熱和冷卻過程,空冷可以在很低的冷卻速率下形成位錯板條馬氏體,在AM- ms1的建成條件下(圖9(c)),少量IQ值大于5000的相屬于殘余奧氏體,這與AM馬氏體時效鋼的報道一致,對于AM-MS1側。
NPL接頭中奧氏體含量略有增加,而PL接頭中奧氏體含量顯著增加,從圖9(d)中IQ值的GAIQ圖及其相關區域分布可,表2 SLM AM工藝參數,圖12 代表性節理(PL節理)的斷口,為了更好地理解EAPJ過程中的微觀結構演變,獲得了晶界和KAM圖。
如圖8所示,在晶界圖(圖8(a)-(c))中,HAGBs和LAGBs的分數表示為BMs和接頭每側,在AISI410和AM-MS1 BMs中,HAGBs的分數主要較高,這對強化機制至關重要,連接后,兩個接頭的LAGBs與HAGBs的比率(NPL A。
NPL AM-MS1:1.2,PL AISI410:0.9,PL AM-MS1:0.8)均高于BMs(AISI,AM-MS1 BM:0.17),這是EAPJ期間經歷塑性變形的結果,此外,PL接頭AISI410和AM-MS1側的HAGBs,這是因為PL接頭中的塑性變形相對較高。
3.3,EBSD分析,通過準靜態拉伸試驗和顯微硬度試驗對接頭的機械性能進,測量了顯微硬度(HV)(1?N、十?s)穿過關節界,日本三豐),從接頭界面到每側BM的距離為μm)。
接頭加工成“狗骨”形狀(ASTM E8/E8M),標距長度為30?直徑8毫米?mm用于準靜態拉伸試驗,拉伸試驗在恒定位移率為1的萬能拉伸機上進行?mm/,試驗后,還檢查了斷裂表面。
以評估拉伸過程中的斷裂機制,圖10為間隔為50μm的節理穿過節理界面的截面的顯,AM-MS1的平均顯微硬度約為340 HV,EAPJ后,由于殘余應力的釋放,AM-MS1側和AM-MS1側的顯微硬度降低。
顯微硬度的降低與顯著降低的KAM值一致,如圖8所示,兩個接頭AISI410側顯微硬度的顯著增加(從BM,圖9中的GAIQ值支持了這一結果,值得注意的是,PL接頭AM-MS1側的顯微硬度略低于NPL接頭A,而AISI410側的顯微硬度則相反,PL接頭中AM-MS1側的顯微硬度降低。
是因為與NPL接頭中AM-MS1側相比,AM-MS1側的殘余奧氏體比例更高(圖9(b)和(,PL接頭AISI410側顯微硬度較NPL接頭有所提,原因是高溫和變形誘發加工硬化共同作用,形成了穩定的板條馬氏體組織,導致了位錯穩定化。
表1 材料的化學成分(wt%),溫度變化由紅外熱成像攝像機(瑞典FLIR公司FLI,樣品涂上黑色熱漆,以穩定發射率并提高測量溫度的準確性,連接過程中的最高溫度用于呈現電流施加到試樣組件時的,萬能伺服壓力機上的數據采集系統也記錄了壓縮位移和載。
通過單獨進行的初步試驗選擇的相同參數(表3)適用于,圖1),如圖2所示,電流模式被設計為初始連續電流和脈沖電流的組合,在EAPJ初期,連續電流用于快速加熱,而脈沖電流用于誘導保持時間。
以維持變形過程中的高溫,這也降低了變形阻力,增強了界面擴散,每種組合連接五個試樣組件,以驗證重復性。
圖6 長度為4.5μm的EDS線掃描分析主要元素跡,通過電子輔助壓力連接(EAPJ),可實現圓柱形增材材料制造的馬氏體時效鋼和市購馬氏體,采用選擇性激光熔煉增材制造技術,在柱面馬氏體時效鋼試樣的焊接側形成多孔層,在EAPJ過程中,多孔層由于幾何缺陷(孔隙)引起電阻局部增大。
導致最高溫度局部升高,連接載荷顯著降低,顯微組織演變表明,馬氏體時效鋼和AISI410側均發生再結晶,晶粒細化,在EAPJ過程中,馬氏體時效鋼增材制造過程中產生的高殘余應力顯著釋放。
AISI410鋼中馬氏體的形成和馬氏體時效鋼中還原,拉伸試驗表明,斷口通常發生在熱影響區與未受影響的母材區之間的過渡,目前的研究表明,使用增材制造的多孔層可以更容易和有效地實現增材制造,即使是對于不同的材料組合,表4 A點和B點的化學成分(wt%)。
從NPL接頭和PL接頭的界面上觀察到的截面光學顯微,宏觀上無缺陷的接頭是由EAPJ制作的(圖5(a)和,對于PL接頭,在EAPJ過程中,AMed多孔層的孔隙被完全消除,EDS圖譜證實了擴散形成的冶金結合。
如圖5(c)和(d)所示,界面均勻分布,無明顯的化學偏析,表明在EAPJ過程中,在快速加熱和劇烈的塑性變形下形成了良好的鍵合。
脈沖拉伸試驗采用兩種電流脈沖模式,電流由Vadal SP-1000U焊機(韓國)產生,首先,在變形(多脈沖拉伸)過程中周期性地施加電流,電流td為0.1 s,tp為30 s。
如上圖b所示,在屈服之前立即施加第一個電流脈沖,選擇電流的幅值,根據試件的原始截面積誘導的名義電流密度(ρn)為5,注意。
當試樣被拉伸而不斷變形時,應變片的橫截面積不斷減小,因此,在電流幅值不變的情況下,每個電流脈沖基于實際截面積的真電流密度(ρt)不斷,其次,在持續時間(td)為0.1 s、真電流密度(ρt)。
進行3個電流脈沖(3脈沖拉力)的拉伸試驗,如圖b所示,在屈服之前立即施加第一個電流脈沖,僅在變形初期對試樣施加3次電流脈沖,此時殘余奧氏體相開始發生相變,為了使基于試件初始截面積的電流密度(ρt)保持恒定,考慮到試件在變形過程中截面積的減小,對試件施加不同的電流幅值。
3.4. 機械性能,一些研究人員已經成功地利用直接AM或AM與傳統連接,并對接頭的組織演變和機械行為進行了表征,Samei 等成功地將Corrax鋼印刷在AISI,使用激光粉末床融合技術來驗證塑料注射成型模具的混合,印刷后進行復合熱處理。
提高了材料的機械性能和冶金相容性,觀察到由于界面力學不相容和脫聚引起的空洞形核和生長,Bai 等采用SLM方法在CrMn鋼頂部沉積馬氏體,他們對混合組分的界面形貌進行了微觀結構表征,以研究其冶金性能,并觀察到兩種不同材料之間存在130 μ m寬的界面,Tabaie 等報道了一種結合線性摩擦焊接和SLM,用于連接SLM Inconel 718和鍛造鎳基高。
最近,Hong 等成功地證明了在圓柱形SUS316L試樣,此外,將EAPJ方法成功地應用于S45C與鋁6061、S,以及crmnfeconi基等原子高熵合金的異種材料,奧氏體含量明顯增加。
表明在EAPJ過程中形成了還原奧氏體,對于PL接頭,獲得較高溫度的速度更快,保持的時間更長,顯著提高了奧氏體相變。
注意,在AM過程中,由于元素的非均勻分布,具有較高溶質水平的區域為奧氏體轉變提供了一個理想的,2,試驗裝置。
圖11 節理的工程應力-應變曲線及斷口形貌,2.3,微觀結構分析,摘要,圖3 EAPJ過程響應:(a)溫度歷史和(b)壓縮,(c) NPL接頭和(d) PL接頭軸向溫度分布,江蘇激光聯盟導讀:。
AM-MSI BM(2.68)的非常高的平均KAM,AM期間,瞬時熔化和快速凝固產生的陡峭熱梯度以高冷卻速率誘發,如圖8(d)所示,與BM相比,NPL和PL接頭AM-MS1側的KAM值(圖8(e。
表明AM工藝產生的殘余應力得到了極大的緩解,PL接頭AM-MS1側的KAM值進一步降低(從0.,這可以理解為通過多孔層溫度進一步升高的結果,相反,AISI410僅顯示了加入后KAM值的微小變化[B。
NPL接頭:0.68,PL接頭:0.67],3.結果與討論,圖2 EAPJ過程中的電流和位移,除了眾所周知的電阻加熱的熱效應外,電流的非熱效應還可以增強金屬原子的動力學。
從而加速或誘導退火、組織愈合、再結晶和時效,在EAPJ中,界面結合是通過溫度升高(電阻加熱)、電流非熱效應和,因此,這種固態連接技術非常適合于連接相似或不同的合金,圖5 AM-MS1/AISI410接口的光學顯微圖。
(c) NPL接頭和(d) PL接頭的界面SEM圖,通過圖6中結合面擴散厚度的定量評價可知,NPL接頭和PL接頭的擴散厚度分別為1.3μm和1,在多孔層的PL接頭中,擴散厚度增加了約46%,值得注意的是,固相連接中擴散厚度的增加對應著較高的界面接頭強度。
對球形黑點(圖6中的A點和B點)進行點分析,結果顯示其化學成分(表4)與MS1粉末相似,說明納米顆粒的形成,在用SLM-AM制備微米級孔隙AM-MS1的過程中,未熔化的MS1粉末會被困在孔隙中。
在大塑性變形和熱輸入的EAPJ中,截留的MS1粉末形成微細焊接顆粒,而原始的毫米大小的孔隙被封閉和消除,本文探討了增材多孔層在增材馬氏體時效鋼與傳統AIS,選擇性激光熔化(SLM)是一種增材制造(AM)技術,是在粉床融合(PBF)技術的基礎上發展起來的快速成。
在SLM-AM過程中,粉末逐層沉積,使用激光源選擇性熔化,然后在快速冷卻下凝固,因此,這種方法可以制造出形狀或幾何形狀復雜的功能性產品(,這些都是傳統方法無法實現的,此外。
一種被稱為定向能量沉積(DED)的AM技術可以用來,以恢復產品的價值,并將部件恢復到原來的形狀和可工作狀態,來源:Effectiveness of an ad,Additive Manufacturing,在本研究中,采用EAPJ技術將AMed馬氏體鋼和常規馬氏體不銹,通過對比NPL連接和PL連接。
驗證了AMed多孔層對連接的有效性,討論了EAPJ過程的響應、界面特性和機械行為,AMed多孔層有效地局部增加了連接界面的電阻,極大地提高了連接界面的最高溫度,顯著地降低了連接負載,結果表明。
多孔層也顯著增加了擴散厚度,增強了界面接頭的強度,無論是NPL接頭還是PL接頭,AM- ms1側的顯微硬度降低是由于AM的高殘余應,而AISI410側的大量馬氏體形成導致顯微硬度急劇,在AISI410側熱影響區與未影響區之間的過渡區。
兩個關節均發生斷裂,本研究提出的方法可以提高EAPJ的效率,可以有效地替代傳統的熔焊連接或其他高成本和耗時的固,如爐內擴散連接或摩擦焊接,2.1. 材料準備和AM工藝,圖4 接頭外觀:(a)NPL接頭和(b) PL接頭。
非脈沖/脈沖拉伸試驗裝置原理圖,以及在單軸拉伸試驗中應用于試樣的兩種脈沖條件,EAPJ后,NPL接頭和PL接頭的變形形態不同,如圖4所示。
NPL接頭界面的非對稱變形(圖4(a))表明,EAPJ過程中,AM-MS1和AISI410在連接溫度下的機械性能,導致AISI410側發生較大變形,由于非對稱變形,AISI410覆蓋在AM-MS1上,AM-MS1在整個熱影響區逐漸變形。
對于PL接頭(圖4(b)),多孔層在變形過程中主要被擠壓出,相對于界面形成相對對稱的形狀,值得注意的是,在EAPJ過程中,多孔層的截面明顯增大。
而多孔層上方到電極的區域沒有明顯的變形,因此,變形集中在多孔層中,基體(AM-MS1,高密度)得到了有效保護,接頭的變形形狀表明,在固相連接中使用多孔層可以通過調節變形抗力來降低接,而變形抗力是壓力連接時焊縫表面足夠大的關鍵因素。
在準靜態拉伸試驗中,NPL接頭和PL接頭的工程應力-應變曲線(圖11),AISI410側兩個關節均發生斷裂,如圖11所示,NPL接頭和PL接頭相似的機械性能證實了不同材料組。
對于NPL接頭和PL接頭,拉伸斷裂均發生在熱影響區和未影響區之間的過渡區,請注意,未受影響的區域是插入到電極連接,其機械性能預期幾乎相同的BM。
如上所示,AISI410側馬氏體含量顯著增加,加入后熱影響區明顯增強,然而,未受影響的區域仍然具有與BM相似的機械強度,導致過渡區斷裂,NPL和PL接頭中心區域的斷口(圖12)表現出完全。
表現為大量的韌窩,這些韌窩通常是通過微空洞的形核、生長和聚結而形成的,與此相反,NPL和PL接頭邊緣區脆性和韌性斷裂的綜合斷裂特征,1,介紹。
晶粒和面向均勻顆粒平均粒徑為7.9±4.0μm A,而AM-MS1有更多的異構谷物擇優取向和平均粒徑為,如圖7(a)和(b)中的EBSD IPF圖所示,在加入由于動態再結晶,NPL接頭中AISI410的晶粒由7.9±4.0μ,AM-MS1的晶粒由4.4±6.0μm細化到1.5,PL接頭AM-MS1的合成平均晶粒度(2.4?±?。
因為它在連接過程中經歷了更高的溫度(圖7(d)),晶粒尺寸分布的巨大差異表明NPL和PL接頭兩側均發,此外,PL接頭AM-MS1側稍多的壓縮晶粒對應于AM-M,如接頭形態所示(圖4),通過MS1試樣的AM,制備了兩種不同類型的試樣(連接端有或沒有多孔層)。
如圖1所示,對于沒有多孔層的MS1試樣(簡稱NPL-MS1試樣,58 mm的高度與高密度(>99.5%)相當,這幾乎相當于理想的固體基質,對于具有多孔層的MS1試樣(簡單地說,PL-MS1試樣),首先在圓柱形試樣底部測量5 mm的低密度高度。
約79%(孔隙率21%),而在53 mm高度的頂部連續測量高密度(>99.5,多孔層通過有意引起的幾何缺陷(即相對較高的孔隙率),從而降低連接壓縮載荷,并使溫度升高局部化,此外。
由于多孔層中的高孔隙率降低了相對堅硬的MS1試樣連,因此可以實現EAPJed試樣的相對對稱變形,本研究清楚地證明了在不同材料組合的EAPJ過程中使,這樣可以更有效地局部控制溫度,從而在期望的局部區域對材料流動進行更適當的控制,從而在界面上實現更多的非對稱變形,在具有不同機械性能的不同材料的固態連接中。
材料流動的控制尤為關鍵,此外,連接負荷可以顯著降低,這就降低了實際應用中連接設施所需的能力,從熱影響區沿軸向的瞬時溫度分布(圖3(c)和(d),在PL連接過程中。
溫度升高高度集中在多孔層上(近似圖3(d)中粉色區,相反,美國國家物理實驗室的加入顯示了一個相對均勻的溫度分,此外,與NPL連接相比,PL連接的峰值力顯著降低了44%。
如圖3(b)所示,峰值力的顯著降低是由于多孔層溫度升高和強度降低的共,圖7 EBSD IPF圖和粒度:(a)AISI41,(b)AM-MS1 BM,(c)NPL接頭的每一側,以及(d)PL接頭的每一側(JD-joining方,TD-transverse方向,ND-normal方向)。
AM工藝是使用定制的SLM機器(SLM 280HL,SLM solutions GmbH,Germany)進行的,該機器配備了雙400w光纖激光器和軟涂層,SLM- am中使用的是商用球形MS1粉末(SLM,德國),粒徑范圍為10 - 45 μ m。
AM期間平臺保持在100°C,以減少殘余應力,建造室充入氬氣(含氧量<0.1%)以防止在AM過程,在樣品制作過程中使用的其他打印參數如表2所示,打印完成后,經過研磨拋光。
利用ImageJ軟件計算孔隙度,3.2.光學和掃描電子顯微鏡,汽車和航空航天工業對制造混合動力部件的需求不斷增長,推動了先進連接技術的發展,在各種連接技術中。
固相壓力連接可以有效地替代傳統的熔合連接技術,因為它可以避免熔合基焊接技術中常見的焊接收縮和開裂,在固態壓力連接中,伴隨著加熱的塑性變形打破了氧化層,并將原始材料通過裂紋擠壓到接觸處,從而創造了固態連接。
電輔助壓力連接(EAPJ)是一種新型的固態壓力連接,它提供局部快速的電阻加熱,并通過電流的非熱效應(即電塑性效應)增強原子擴散,連接后,沿連接方向(圖5中的黃色矩形區域)垂直于連接界面對,樣品最初研磨至1200粒度。
并用1和0.25研磨標準金相制備后的μm金剛石膏,然后輕微蝕刻(氯化銅12?轉基因的鹽酸20?毫升,酒精225?ml)用于一般觀察,首先通過激光共聚焦顯微鏡(VK-X200,日本大阪凱恩斯)觀察關節界面,以評估關節質量。
在使用0.5%的拋光劑進行最終拋光后,對接頭界面處的微觀結構進行了表征使用配備電子背散射,TSL,美國)的場發射掃描電子顯微鏡(FE-SEM:SU5,日立,日本)制備μm膠體二氧化硅懸浮液。
元素擴散通過能量色散光譜儀(EDS:X-Max50,日本Horiba)在25000倍放大率下進行評估,對于EBSD分析,加速電壓、探針電流和傾斜角度設置為20?埃夫,14歲分別為nA和70°,步長為0.12?基底金屬為μm。
32?接縫界面為nm,工作距離為15–18?在分析過程中使用了mm,谷物公差角為5°用于谷物識別,利用晶粒尺寸、反極圖(IPF)圖、帶晶界的圖像質量,在IQ圖中。
2–15°的錯取向角被定義為低角度晶界(LAGB),而高角度晶界(HAGB)被定義為大于15°的角度,對于NPL和PL連接,初始連續電流下的溫度歷史均呈快速上升趨勢,隨后脈沖電流下的溫度歷史均接近平穩(圖3(a)),盡管兩種情況在連接過程完成時溫度均略有下降,在整個連接過程中,NPL連接的溫度始終低于PL連接的溫度。
NPL和PL加入的保溫時間平均溫度分別為900℃和,值得注意的是,對于這兩個關節,EAPJ中使用的實驗參數是相同的,溫度歷史的差異是由于幾何誘導缺陷多孔層的電阻顯著增,圖1 EAPJ示意圖:無多孔層(頂部)和有多孔層(,2.2。
EAPJ過程,2.4,機械測試,圖10 界面上的顯微硬度分布(測量距離為400μm,3.1,EAPJ過程響應和接頭外觀,EAPJ實驗是在室溫環境空氣中,在帶有定制夾具(圖1)的萬能伺服壓力機上沿試樣組件。
為了確保連接期間試樣組件的穩定性,將AM-MS1和AISI410試樣插入頂部和底部電,根據設置,每個試樣可分為未受影響區域(連接期間插入電極)和熱,在伺服壓力機的十字頭和電極之間插入兩個膠木制成的絕。
以保護設備,在EAPJ過程中,可控發電機(SP-1000 U,韓國),最大排水量為15?毫米,恒定位移率為20.5?mm/min同時應用,用砂紙打磨試樣的接合面,并在接合前用丙酮清洗。
4,結論,圖8 覆蓋晶界的IQ映射:(a) BMs,(b) NPL接頭,(c) PL接頭,KAM映射:(d) BMs,(e) NPL接頭。
(f) PL接頭(HAGBs和LAGBs的分數在I,KAM的平均值在KAM地圖中給出),doi.org/10.1016/j.addma.2。
世界最大斷面泄水隧洞完成開挖
近日,由天津港保稅區區內企業中國鐵建大橋工程局集團有限公,世界最大斷面泄水隧洞——雙江口水電站泄洪系統洞式溢,至此,雙江口水電站泄洪系統四大洞室群全部轉序進入襯砌施工,為水電站按期完工奠定了堅實基礎,來源:經濟日報新聞客戶端,雙江口水電站為大渡河干流上游控制性水庫工程。
位于四川省阿壩州馬爾康市和金川縣境內,電站工程規模大,地質條件復雜,具有“高海拔、高大壩、高地應力、高流速、高邊坡、高,中國鐵建大橋局施工的泄洪系統工程主要包括洞式溢洪道,規模居世界前列,其中,洞式溢洪道呈城門洞型。
全長1818米,最大開挖斷面高27.75米、寬19.3米,斷面達516平方米,按照設計規劃,洞式溢洪道是確保水電站在遇到超標洪水的情況下正常運,是保證整個水電站安全的最后一道防線。
為目前在建的世界最大斷面泄水隧洞,一直以來,中國鐵建大橋局依托工程創新平臺,大力加強關鍵核心技術攻關,截至目前已獲得魯班獎14項。
詹天佑大獎17項,國家優質工程獎34項,國家科技進步獎6項等榮譽,作為天津港保稅區2021年度百強企業,中國鐵建大橋局將繼續利用產業優勢和科創實力,為建筑產業綠色轉型、深度發展賦能,為“新基建”領域高科技產業化提供強力支撐。
為天津港保稅區高質量發展貢獻新的更大力量,(經濟日報記者 周琳),“洞式溢洪道單孔泄洪量最大為每秒4138立方米,流速最高可達到42米每秒,極限泄洪狀態時,洞室整體承受的過水自重將達88.6萬噸,對泄洪洞過流面混凝土的抗沖磨、防空蝕、溫控防裂性能,”據中國鐵建大橋局集團現場技術負責人何克介紹。
為解決高流速、高水頭、高強度,大泄量、大坡度、大斷面條件下混凝土施工難題,該項目多次邀請專家和科研團隊進行模擬試驗,先后開展多項課題研究,同時,項目引進了國內首套溫控混凝土“乙二醇+水冷”預冷骨。
采用抗沖磨性能更好的低坍落度混凝土,從源頭控制混凝土開裂風險,在施工中,項目建設團隊針對大斷面、高地應力等難點,采用了中導洞先行、分層分部位開挖的工法。
利用“智慧建造”手段,通過150個傳感器實時監測圍巖變化情況,確保分層分部施工安全,據悉,大渡河雙江口水電站建成后,可使大渡河干流每年增加枯期電量66億千瓦時,節約標煤約296萬噸,減少二氧化碳排放718萬噸。
并顯著提升下游城鎮防洪能力。
世界最薄、智能化管理……這一大國重器滿滿都是中國智慧
在烏東德建設部技術部副主任劉科看來,這一方案實現了一舉多得,在縮短直線工期的同時,方便大壩澆筑和施工質量控制,同時還簡化了壩體結構,改善壩體受力條件,不僅是目前世界最薄的300米級特高拱壩。
烏東德水電站大壩也是世界首座全壩應用低熱水泥混凝土,追求設計創新的同時,建設施工過程中,在應用新材料、新技術上,烏東德水電站也走在了前面,主體工程全面開工。
烏東德水電站大事記,近90度巖壁直插江底、近1800米兩岸邊坡高度、壩,“不同于三峽、向家壩等,自然邊坡高且陡峭、地質構造復雜、層狀地層巖性變化大,是烏東德水電站設計施工中面臨的突出難點,”烏東德水電站勘察設計項目總工程師翁永紅介紹。
而在烏東德水電站,經過長江設計院和三峽集團等多家單位的技術創新和聯合,改變了這一常態,創造性地采用了將導流隧洞改建成弧門控制的泄水孔技術,2019年。
2015年,和以三峽大壩為代表的重力壩相比,拱壩特別是高拱壩的結構、受力情況更為復雜,整個施工過程中,壩體的受力狀況、自身應力都在不斷調整,因此,特高拱壩也被認為是水工界最復雜的建筑物。
機組步入總裝階段,烏東德水電站裝機總容量1020萬千瓦,工程動態總投資約1000億元,電站建成后,多年平均發電量389.1億千瓦時,平均每年可減少標煤消耗量超過1220萬噸,減少二氧化碳排放量超過3050萬噸。
2019年12月,烏東德水電站左、右岸地下電站先后實現首臺85萬千瓦,轉子順利吊裝,標志著左、右岸機組安裝全面步入總裝階段,2016年7月,隨著上游圍堰填筑至設計高程873米,烏東德水電站大壩圍堰工程施工全面完成。
順利實現圍堰擋水目標,滿足防洪度汛要求,為大壩后續基坑開挖與混凝土施工創造了良好的條件,“技術人員通過iDam2.0系統,可隨時了解它的‘頭疼腦熱’,及時進行動態調整。
讓大壩一直處于健康狀態,”烏東德建設部工程師喬雨說,在盤點烏東德水電站建設過程中的科技創新大事時,中國三峽集團董事長、黨組書記雷鳴山表示:“烏東德水,開展了一系列技術和管理創新,攻克了一項項世界級難題,在地下工程、壩工技術、裝備制造等方面提升了中國乃至。
展示了全球大型水電工程智能建造的‘中國智慧’,”,力求壩身“完美無縫”,如果說溪洛渡水電站開啟了大型水電智能化的1.0時代,正在建設中的烏東德水電站則更進一步向水電智能化2.,據介紹,烏東德水電站探索建設的iDam2.0系統,借助大數據、物聯網、云計算等技術。
建立共享、協同、交互的智能大壩業務管理平臺,可實時感知基礎數據,并進行真實分析,最終實現智能溫控、智能灌漿、智能噴霧等,可不要小瞧這罐混凝土,它里面所使用的水泥是低熱水泥,不同于普通水泥或者中熱水泥,低熱水泥發熱量低。
能顯著降低混凝土最高溫度,減少混凝土溫度應力,有助于防止大壩溫度裂縫發生,2016年,目前。
烏東德水電站5條導流洞均已下閘并完成封堵施工,水庫正在穩步蓄水,又一高峽平湖呼之欲出,5月26日,烏東德水電站首批機組啟動試運行。
按計劃,今年7月將實現首批機組發電投產,最薄拱壩“身強體健”,位于云南祿勸縣和四川會東縣交界的金沙江干流上的烏東,是繼三峽工程、溪洛渡水電站之后建設的又一座千萬千瓦,“5月26日。
烏東德水電站首批機組啟動試運行,這是繼大壩主體工程全線澆筑到頂后,烏東德水電站建設中的又一個重要進展,這也意味著離計劃中今年7月首批機組發電的目標更近了,”三峽集團烏東德工程建設部(以下簡稱烏東德建設部)。
烏東德水電站大壩是目前世界上最薄的300米級特高拱,也是世界首座全壩應用低熱水泥混凝土的特高拱壩,2020年5月4日,烏東德水電站7號壩段最后一倉混凝土澆筑完成,大壩主體工程全線澆筑到頂。
全線澆筑到頂后,大壩進入到表孔金屬結構安裝、表孔大梁施工等尾工階段,2016年12月,大壩基坑開挖至設計高程718米,建基面質量完全滿足設計要求,壩基開挖工作如期順利完成,是大壩建設中的關鍵節點。
不僅有著“纖細”的身型,烏東德水電站大壩還首次采用了不設導流底孔的創新設計,壩體內設置導流底孔來疏導江水,是大壩建設中的傳統方式,像二灘、溪洛渡、小灣等水電站的大壩壩身均設有導流底,拱壩混凝土在澆筑硬化過程中產生大量的熱量。
由于混凝土體積較大,使得內外熱脹冷縮的程度不同,容易形成溫度裂縫,如何確保混凝土澆筑后的溫度控制在設計要求內,以防止裂縫產生。
一直是特高拱壩建設面臨的世界級難題,大壩擁有“更強大腦”,自然邊坡高陡,意味著淺表層山體和坡面隨時有滾石坍塌的風險,壩址區巖石包括灰巖、白云巖、大理巖等多種類型。
為確保設計施工安全和壩體結構穩定,大壩建設者在創新中尋找答案,彈指一揮間,包括楊宗立在內的工程建設者們不畏艱險、勇于創新,見證了烏東德水電站建設中的一個個高光時刻,以水電工程機器視覺智能建造項目為例,通過在水電工程建設施工中引進非接觸式紅外熱成像測溫。
相關技術人員研發了將混凝土施工中的可見光與紅外鏡頭,構建混凝土表面溫度與出機口溫度、澆筑溫度相關模型,可以對大壩混凝土出機口溫度、澆筑溫度、表面溫度進行,并具備超溫預警預報功能,科技日報記者 唐婷,烏東德水電站大壩為混凝土雙曲拱壩,共分15個壩段進行澆筑,混凝土澆筑總量約270萬立方米。
“由于地處金沙江干熱河谷,氣候炎熱少雨,晝夜溫差大,施工區大風頻發,大體積混凝土溫控防裂更是難上加難,”烏東德建設部大壩項目部主任牟榮峰介紹。
2015年12月16日,國務院常務會議決定對金沙江烏東德水電站項目予以核準,“低熱水泥也被稱為大壩‘退燒藥’,早在三峽工程建設期間,三峽集團就開始了低熱水泥研究,通過不斷試驗和改進。
首次在烏東德水電站大壩上實現全壩應用,是世界大壩建造史上的一項創舉,”楊宗立表示,精準勘察是科學設計的前提,早在勘察之初,長江設計院的技術人員采用遙感測繪、無人機勘察、三維,詳細了解每一座山體、每一處巖石的情況,力求將地質勘察結果精確到米級。
為了實現對大壩狀況的實時感知,大壩建設者將目光轉向了智能技術應用,在溪洛渡水電站建設中,技術人員進行了300米級特高拱壩智能化建設關鍵技術,開發了智能拱壩建設與運行信息化平臺(iDam),有效支撐現場生產管理,完成部分關鍵節點。
據介紹,項目設計團隊首次采用“靜力設計、動力調整”的設計新,為烏東德水電站大壩量身打造了“纖細”且“結實”的體,作為一座特高拱壩,烏東德水電站大壩壩頂海拔高程988米,最大壩高270米,壩頂上游面弧長326.95米。
厚高比僅為0.19,是目前世界上最薄的300米級雙曲拱壩,想要破題,材料是關鍵之一,2017年3月16日,隨著第一罐青灰色混凝土從纜機吊罐傾瀉而出,落在了8號壩段第一個倉面。
烏東德水電站大壩工程由基礎開挖全面轉入主體混凝土澆,“靜力設計、動力調整”,是指按靜力條件初選體形,再根據動力條件優選體形,提高拱壩抗震安全度,翁永紅介紹,實踐證明,通過動力調整體形。
烏東德水電站大壩建設混凝土量僅增加3.1%,在不同工況條件下,大壩最大應力降低32%,烏東德水電站是金沙江下游水電規劃四個梯級電站中的第,從向家壩、溪洛渡,到白鶴灘、烏東德,溯江而上,河谷越來越窄。
兩岸山體越來越高,地質構造更為復雜,2015年12月24日,三峽集團在烏東德水電站工程現場召開建設動員會,標志著烏東德主體工程全面開工建設,至此,歷經10多年科研、勘測、設計和籌建。
烏東德水電站項目全面進入主體工程建設期。
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