Отдел обеспечения единства измерений магнитных величин и неразрушающего контроля

История создания

Сектор магнитных измерений и неразрушающего контроля ФГУ "УРАЛТЕСТ" был создан в 1968 г. на базе лаборатории магнитных измерений СФ ВНИИМ и назывался тогда лабораторией магнитных измерений УГН СФ ВНИИМ. Идея создания лаборатории принадлежала заведующему лабораторией магнитных измерений СФ ВНИИМ, к.ф.м.н. Векслеру А.З. В то время возникла потребность отделить научную деятельность лаборатории магнитных измерений СФ ВНИИМ от трудоёмкого процесса измерения магнитных характеристик контрольных образцов электротехнической стали, поступающих с предприятий министерства черной металлургии и электротехнической промышленности. Задачей вновь создаваемой лаборатории было взять на себя измерение контрольных образцов электротехнической стали по магнитным характеристикам.

Начальником лаборатории был назначен Огурцов Виктор Михайлович. Лаборатория до 1972 г. занималась не только измерением магнитных потерь и индукции в контрольных образцах горячекатаной и холоднокатаной электротехнической стали, но и поверкой измерителей магнитных полей методом ЯМР. Часть измерительного оборудования была выпущена ещё до войны. Процесс измерения десятикилограммовых образцов горячекатаной стали был очень сложным и длительным по времени. Позже, к 1975 г., благодаря усилиям сотрудников лаборатории и стараниям металлургов десятикилограммовые образцы были выведены из процесса контроля электротехнических сталей.

С 1971 г. лабораторией руководил Коротков Михаил Александрович – выпускник Уральского государственного университета. Одновременно с аттестацией образцов магнитомягких материалов (МММ) лаборатория начала заниматься метрологическим обеспечением установок для контроля магнитных свойств МММ. Были предприняты попытки метрологического обеспечения средств неразрушающего контроля на предприятиях СССР.

В 1975 г. лабораторию возглавил Чепков Владимир Иванович – выпускник радиотехнического факультета Уральского политехнического института. В это время была создана группа по разработке средств измерений магнитных величин. Сотрудники лаборатории приняли непосредственное участие в создании специализации "физическая метрология" кафедры физики магнитных явлений УрГУ: оснастили оборудованием, организовали лабораторный практикум, читали лекции. Первые выпускники пришли в коллектив в 1975-1976 г.г. Лаборатория начинает активно заниматься метрологической аттестацией нестандартизованных средств измерений магнитных величин, средств неразрушающего контроля. Создаётся группа по метрологической аттестации средств неразрушающего контроля, в которую входят Баженов А.В., Конева З.А., Лушенкова Л.А. Впервые в СССР, на Первоуральском новотрубном заводе проводятся работы по аттестации установок и линий непрерывного неразрушающего контроля качества труб.

Разрабатывается государственный стандартный образец электротехнической стали СОТЭС-2, предназначенный для аттестации листовых аппаратов для контроля магнитных свойств электротехнической стали в непрерывном потоке. Идея разрезать листовые образцы на полосы и аттестовывать их в аппарате Эпштейна по хорошо отработанным ранее методикам принадлежала Скрипченко В.В. При аттестации листовых аппаратов полосы вновь раскладывались в виде листа.

На базе лаборатории проводятся государственные испытания коэрцитиметров КИФМ-1, разработки института физики металлов УрО АН. В 1980-1981 г.г. сотрудники лаборатории разрабатывают комплект государственных стандартных образцов коэрцитивной силы (ГСО СОКС-1) и государственный стандартный образец электротехнической стали СОТЭС-4, начинаются работы по их утверждению.

В конце 70-х годов разразился международный скандал при поставке за рубеж оборудования атомного машиностроения. В СССР содержание ферритной фазы в сварных швах измеряли в процентах, а за рубежом – в так называемых ферритных числах, что и послужило причиной разногласий. В дальнейшем стороны пришли к соглашению, но при этом стало ясно, что измерения содержания ферритной фазы в СССР метрологически не обеспечены. Под руководством Чепкова В.И., совместно с НПО ЦНИИТМАШ г. Москва, начинаются работы по решению комплексной задачи метрологического обеспечения измерений содержания ферритной фазы в сталях аустенитного класса. Создаётся установка для измерения намагниченности насыщения образцов содержания ферритной фазы, разрабатывается ГСО СФФ № 2427-82, применяемый для градуировки и поверки локальных и объёмных ферритометров.

С 1982 года отделом магнитных измерений, так теперь стала называться лаборатория, руководил Журавлёв Игорь Александрович, впоследствии главный инженер, заместитель директора УЦСМ. Под его руководством продолжаются работы по решению комплексной задачи метрологического обеспечения измерений содержания ферритной фазы в сталях аустенитного класса. Проводятся государственные приёмочные испытания локальных и объёмных ферритометров разработки НПО ЦНИИТМАШ г. Москва. Сотрудники отдела Радионова Л.Х. и Маслова Т.И. разрабатывают государственный стандарт на поверку ферритометров (ГОСТ 8.518-84).

В 1986 г. во Владимире, впервые в СССР, была разработана автоматизированная установка по измерению динамических характеристик магнитомягких материалов – АМКС. Большую помощь разработчикам оказала Маслова Т.И., а в работе комиссии по государственным приёмочным испытаниям АМКС принимали участие сотрудники отдела. Внедрение в отделе АМКС позволило значительно упростить процесс измерения магнитных характеристик образцов электротехнической стали: тот объём работ, что 15 лет назад выполняли 5 человек, стало возможным выполнять одному.

В 1988 г. под руководством Малыгина М.А., который возглавил отдел магнитных измерений, была предпринята первая попытка освоить поверку средств ультразвукового и магнитного неразрушающего контроля. К 1998 году была сформирована эталонная база по этим видам неразрушающего контроля и аттестованы первые специалисты: Надольская Л.Ф. и Крюков Р.Е.

С 1999 года отделом руководит Крюков Р.Е. Продолжается развитие эталонной базы отдела – установка для измерения динамических магнитных характеристик УДМХ-1, изготовленная в 1996 году, непрерывно совершенствуется: в 2008 году была проведена очередная модернизация силами конструкторско-технологического отдела УРАЛТЕСТ. Теперь процесс измерений практически полностью автоматизирован, что позволяет избежать ряда ошибок, связанных с человеческим фактором, ускоряет процесс измерений и решает проблемы документирования результатов измерений.

Измерительно-вычислительный комплекс ММК-С15Э разработан и изготовлен НИИ современных телекоммуникационных технологий (г. Смоленск) по техническому заданию УРАЛТЕСТ в 2004-2007 г.г. Точность входящего в его состав веберметра сопоставима с точностью рабочего эталона магнитного потока, принадлежащего ВНИИМ им. Д.И. Менделеева, что позволяет использовать ММК-С15Э не только для определения статических магнитных характеристик магнитомягких материалов, но и для аттестации мер магнитной индукции и мер магнитного потока 1-го разряда. В 2008-2009 г.г. комплекс ММК-С15Э успешно прошел испытания в целях утверждения типа и был зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений. Испытания были проведены нашим отделом под контролем специалистов ВНИИМ им. Д.И. Менделеева.

В настоящее время Смоленским НИИ создается более усовершенствованный вариант комплекса ММК-С15Э: разработаны и изготовлены блок измерения магнитного потока повышенной точности БИМП-15/1 и блок источника сигнала намагничивания повышенной точности БИСН-15/1. На базе данных блоков, дополнив их другими приборами и токонесущими системами, планируется создать и утвердить государственный вторичный эталон магнитных величин. Блок источника сигнала намагничивания можно будет использовать также для автоматизации поверки измерителей напряженности магнитного поля (магнитной индукции). Это уникальная разработка, не имеющая аналогов в России – высокая выходная мощность, задание и измерение силы тока с высокой точностью и в широком диапазоне при работе на разные нагрузки, в том числе и на высокоиндуктивные нагрузки с переключением направления тока – реализация стандартизованного индукционно-импульсного метода магнитных измерений.

Опыт, полученный Смоленским НИИ при создании комплекса ММК-С15Э, был использован в дальнейшем при разработке новых средств измерений, вошедших в состав эталонов единиц магнитных величин ВНИИМ им. Д.И. Менделеева. Т.е. благодаря заказу, сделанному УРАЛТЕСТ, были своевременно заменены устаревшие и нестабильно работавшие эталоны главного центра государственных эталонов России.

Одно из направлений деятельности отдела – поверка средств измерения магнитной индукции и совершенствование средств их поверки. В этом направлении мы тесно сотрудничаем с ООО "Микроакустика" (г. Екатеринбург) – на сегодня это единственное известное нам предприятие, серийно выпускающее ряд рабочих эталонов магнитных величин. В 2004 г. ООО "Микроакустика" была разработана, а УРАЛТЕСТ испытана (со значительным усовершенствованием по инициативе УРАЛТЕСТ, улучшением метрологических характеристик в процессе испытаний) мера напряженности магнитного поля М-503. Данная мера является оптимальным решением для оснащения предприятий, занимающихся поверкой средств измерения магнитных полей, её и другие меры приобрели некоторые центры стандартизации и метрологии (Самарский, Нижегородский, Новосибирский, Иркутский) и присылают нам на поверку.

В 2006 году ЗАО НПО «ИНТРОТЕСТ» (г. Екатеринбург) по заказу УРАЛТЕСТ была разработана и изготовлена установка для измерения скорости распространения и коэффициента затухания продольных ультразвуковых колебаний «Эталон». Внедрение этой установки позволило освоить поверку ультразвуковых мер толщины – эталонов, применяемых для поверки (калибровки) ультразвуковых толщиномеров. В настоящее время меры толщины поступают на поверку в УРАЛТЕСТ из государственных региональных центров метрологии, расположенных в Оренбурге, Челябинске, Уфе, Ижевске, а также от некоторых трубных, металлургических, машиностроительных заводов.

Сотрудники отдела принимают участие в разработках конструкторско-технологического отдела УРАЛТЕСТ. В 2006-2009 г.г. совместно разработана, исследована и внесена в Реестр утверждённых типов средств измерений установка для измерения динамических магнитных характеристик УДМХ-3. Работа была выполнена по заказу Опытного конструкторского бюро машиностроения им. И.И. Африкантова (г. Нижний Новгород). Внедрение заказчиком установки УДМХ-3 позволило наладить входной контроль магнитных материалов, применяемых при изготовлении продукции для предприятий госкорпорации «Росатом», атомного машиностроения, судостроительной промышленности, Министерства обороны.

Общее перспективное направление деятельности отдела 4201 – совершенствование средств и методов обеспечения единства измерений магнитных величин, развитие эталонной базы для поверки средств неразрушающего контроля и средств измерений медицинского назначения, увеличение степени автоматизации поверочных работ и, как следствие, повышение качества выполнения работ, увеличение производительности труда, сокращение издержек.