МЕНЮ ПОИСК
пятница, 01 июля 2016, 10:56

«Неразрушающий контроль – основа испытаний»

«Неразрушающий контроль – основа испытаний»
Интервью с исполняющим обязанности начальника лаборатории неразрушающих методов контроля Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов (ВИАМ), кандидатом технических наук Михаилом Валерьевичем Слюсаревым.

Главное направление деятельности М.В. Слюсарева – исследование акустическим и рентгенографическим методами неразрушающего контроля различных металлических и неметаллических материалов. В настоящее время он является ответственным исполнителем по договору с ОАО «Авиадвигатель» по НИР «Разработка методик и образцов для специальных испытаний, проведение специальных испытаний систем и технологий неразрушающего контроля основных деталей новейшего двигателя ПД-14».

«Разного рода проверки, оценка, испытания изделий на годность – дело очень древнее…»

Родился я в поселке Красный Яр Волгоградской области в семье преподавателей – мама учитель математики, папа – информатики, а бабушка работала учителем младших классов. И одно из моих самых ярких школьных воспоминаний – это работа на компьютере «Агат». Был такой первый советский серийный универсальный 8-разрядный персональный компьютер, ориентированный для применения именно в народном образовании. И уже в начальной школе я начал писать маленькие простенькие программки на популярном в то время языке программирования «Бейсик». Причем мне было интересно не только работать на компьютере, но и устройство этой машины – я разбирал его, смотрел платы, старался понять, как все работает… Для того времени такое учебное оборудование, конечно, являлось символом прогресса, тем более, в нашем небольшом поселке. И компьютеры тогда были только в школе, а не у всех, как сейчас, так что многие школьники понимали, что получают в этом плане хорошую подготовку.


Кроме информатики, увлекался математикой и физикой. Неизгладимое впечатление на мое юношеское мировоззрение произвела поездка в лагерь «Интеграл» в Волгоградской области летом 1999-го года. Преподаватели из МГУ и ВолГУ читали лекции по физике, информатике, математике, давали основы сложного программирования, знакомили с математическими моделями. Я тогда в первый раз узнал, что такое математическая модель. Провел в этом лагере все лето и понял, в какой сфере хочу себя реализовать. По возвращении домой поставил цель: поступить в Волгоградский государственный университет на физический факультет. Хотя в основном занимался физикой, успешно участвовал также в олимпиадах по математике и информатике.
Окончив в 2002-м году школу с золотой медалью, на вступительных экзаменах в ВолГУ я сдавал только физику. И в итоге поставленная цель была достигнута. С первого года обучения познакомился с доктором технических наук, профессором Валерием Васильевичем Яцышеным, он читал курс лекций и со 2-го курса стал моим научным руководителем. Работали плодотворно: под его руководством я написал диплом, потом защитил магистерскую, а далее и кандидатскую диссертацию. Кстати, я и по сей день с ним общаюсь и сотрудничаю...
Университет окончил с красным дипломом. Тема выпускной квалификационной работы была связана с неразрушающим контролем, потому что этим направлением я увлекся с первого для обучения в университете. Ведь разного рода проверки, испытания, оценка творений рук человеческих на годность – дело очень древнее: в былые времена люди проверяли изделия визуально и механически, например, постукивали кувшины или клинки холодного оружия, прислушивались к звуку, определяя, нет ли трещин или других дефектов. Потом стали появляться другие методы, и неразрушающий контроль стал отдельным направлением, способствующим развитию научно-технического прогресса и спасающим жизни людей.
Работу инженеров по неразрушающему контролю можно сравнить с работой врачей, ставящих диагноз. Дефектоскопист, или инженер по неразрушающему контролю, «ставит диагнозы» объектам контроля, находит проблемные места и показывает, что и как нужно исправить. Сначала я занимался неразрушающим контролем при производстве оборудования для нефтяной и газовой отрасли  – от насосов и теплообменников до реакторов, что мне очень помогало при написании курсовых работ в университете.

«Заводская практика многое дала…»

На 4-м курсе я устроился работать на расположенный рядом с университетом завод, сейчас он называется ОАО «Волгограднефтемаш». Это один из самых крупных заводов тяжелого машиностроения в России по производству оборудования для нефтегазовой отрасли. И я туда устроился инженером по ультразвуковому контролю. Конечно, студентам свойственно искать возможности подзаработать, но для меня эта работа была скорее для интереса, чем ради денег. Да и моя повышенная стипендия была больше, чем заводские полставки. Но на заводе появилась хорошая возможность собирать материал для диплома и диссертации, о которой уже думал.
Мне очень запомнились впечатления от огромного предприятия, на которое я попал впервые. В вузе мы занимались в основном теоретическими расчетами математических моделей рассеяния ультразвукового поля на дефектах. А на заводе я непосредственно познакомился с приборами для ультразвукового контроля и объектами, которые необходимо контролировать. Часто проводил контроль самостоятельно и своими руками с помощью ультразвукового метода контроля выявлял дефекты в различных сварных швах. Самый первый ультразвуковой дефектоскоп, который я успешно освоил, – УД2-140. При подготовке дипломной работы и диссертации теоретические части я рассчитывал программно в университете, а части практические готовил на основе результатов, полученных на производстве.
В 2009-м поступил на экономический факультет, который впоследствии успешно окончил, получив, таким образом, второе высшее образование. В аспирантуре учился в своем вузе, но защищался в Волгоградском государственном техническом университете, потому что в нашем университете не было такой специальности, а диссертация была на тему разработки информационно-измерительной системы ультразвукового контроля особо опасных производственных объектов. Рассматривал процессы рассеяния ультразвукового поля на различных дефектах как в теории, так и на практике, на реальных объектах.
Успешно стал кандидатом технических наук в 2012-м году. В то время уже несколько лет работал в ООО «Газпром трансгаз Волгоград», куда меня пригласили в лабораторию дефектоскопии инженером-радиологом. Это предприятие обслуживало отдельный участок газопроводов «Газпрома», которые идут через Волгоградскую, Воронежскую и Ростовскую области. Если на прежнем месте работы была больше практика ультразвукового контроля, то в системе «Газпрома» в основном занимался рентгеновским контролем сварных соединений при капитальном ремонте, при врезках на огневых работах – то есть продолжал накапливать опыт. А в 2013-м стал директором Научно-технического центра «Резонанс», тоже в Волгограде, компания занималась всеми видами неразрушающего контроля и механических испытаний, а также анализом химического состава металлов. В те годы мне особенно помогло мое второе высшее, экономическое образование, и вообще в работе руководителя знания экономики очень полезны.

«В ВИАМе представлены разные методы контроля…»

В ВИАМ я пришел в 2015-м году, меня пригласили на должность заместителя начальника лаборатории неразрушающих методов контроля. Первое, что здесь поразило, – обилие инновационного оборудования для неразрушающего контроля. Если раньше приходилось сталкиваться с контролем только металлических конструкций, то здесь номенклатура материалов гораздо шире, проводится контроль и металлических, и неметаллических материалов. В ВИАМ представлены разные методы контроля: рентгеновские, ультразвуковые, низкочастотные акустические, вихретоковые, магнитные и капиллярные, которые позволяют выявлять имеющиеся в изделии дефекты. Так, рентгеновский метод, в отличие от ультразвукового, расслоение в материале может не обнаружить – но с его помощью можно найти зоны пористости, раковины, тугоплавкие включения.
Более полувека в ВИАМ существует лаборатория неразрушающих методов контроля. Небольшая группа исследователей стала самостоятельной лабораторией в 1961-м году. Так же, как сегодня, практически все ее сотрудники были молодыми и увлеченными людьми. Они, основатели, не имели современной техники: компьютеров, цифровых фотоаппаратов, интернета и многого того, чем мы располагаем сейчас. Графики строили на миллиметровой бумаге, сами составляли, рассчитывали и паяли схемы, используя электронные лампы и транзисторы. Но, несмотря на все неудобства, вихретоковые толщиномеры довольно точно измеряли толщину, измерители оценивали электропроводность и проводили точную разбраковку сплавов и плавок, технологии контроля успешно внедряли в производство…
Лаборатория была тесно связана с конструкторскими бюро, заводами отрасли, ее сотрудники оказывали производственникам помощь в создании групп неразрушающего контроля (НК), разрабатывали его средства, обучали людей, разрабатывали технологии контроля.
ВИАМ уже тогда имел статус головного института в области неразрушающего контроля. Все технологии, приборы и другие средства контроля могли быть внедрены в производство после проверки их работоспособности лабораторией ВИАМ.

Фото: пресс-служба ВИАМ

 В период с 1990-го по 2000-й годы лаборатория, по известным историческим причинам, утратила свой статус: сократился коллектив, резко снизились техническое оснащение и сфера исследований…
С приходом к руководству ВИАМ нашего Генерального директора, академика РАН Евгения Николаевича Каблова, началось возрождение лаборатории неразрушающего контроля, как и всего института в целом. В этом процессе возрождения лаборатории участвовали молодые инженеры Михаил Далин, Александр  Степанов и другие.

Переход на цифровые технологии

Вот уже много лет актуальна проблема замены дорогостоящей, серебросодержащей радиографической пленки при проведении рентгеновского неразрушающего контроля в производстве ответственных узлов и деталей, работающих в экстремальных условиях.
В лаборатории неразрушающего контроля ВИАМ в течение многих лет велись работы по испытанию и использованию для контроля самых разных беспленочных средств: это телевизионные установки с рентгенвидиконами, суперортиконами и сцинтилляционными монокристаллами, телесистемы замкнутого типа с запоминающими устройствами, электрорадиографические установки, средства, использующие материалы с малым содержанием серебра. Однако эффект от применения перечисленного был мал, прежде всего из-за невысокого качества получаемого изображения и ограниченного диапазона энергии рентгеновского излучения (не более 120 кэВ). В то время  как радиографическая пленка была и остается, по сей день, непревзойденным по качеству получаемого изображения детектором, и это несмотря на явные негативные стороны: высокая стоимость, высокая трудоемкость, невозможность автоматизировать контроль из-за разрыва его цикла, связанного с фотообработкой.
Чтобы конкурировать с пленочными системами, нужны такие средства, которые по качеству получаемого изображения (контрасту, разрешающей способности) не уступали бы рентгенографическому снимку. Такие средства появились на рынке, и нашей лабораторией был приобретен плоскопанельный детектор. Проведенные исследования дали положительные результаты. Система работает в широком диапазоне энергий рентгеновского излучения и позволяет проводить контроль как для изделий больших толщин из жаропрочных сплавов, так и для изделий, выполненных из сплавов на основе алюминия и магния с одинаковыми показателями чувствительности.
Нашей лабораторией было проведено опробование с последующим внедрением метода цифровой рентгеноскопии в производстве КНААЗ (Комсомольский-на-Амуре авиационный завод имени Ю.А. Гагарина) для контроля сварных и паяных соединения тонкостенных алюминиевых труб. Следует отметить вклад в работу молодых сотрудников лаборатории Александра Демидова и Ольги Крупниной, которые под руководством своих опытных наставников внесли немалый вклад в работу.
На базе полученного экспериментального и статистического материала нашей лабораторией была разработана первая редакция ГОСТ «Контроль неразрушающий. Методы цифровой радиоскопии».
Результаты проведенных работ настолько удовлетворительны, что позволяют оптимистично предполагать: в ближайшие несколько лет необходимость в радиографической пленке в два и более раз снизится. Поэтому предполагается широкое распространение метода цифровой рентгеноскопии на предприятиях авиационной и других отраслей промышленности.

«Перспективное направление – неразрушающий контроль изделий, получаемых методом аддитивных технологий…»

Мы не отстаем от самых современных направлений в материаловедении. Одно из них – контроль изделий, получаемых методом аддитивных технологий, поскольку и сам метод очень перспективен, ведь это практически безотходное производство, и с его помощью можно делать очень сложные детали. Но у деталей, создаваемых из металлических порошков, может появляться микропопористость, и ее нужно выявлять. Контроль очень важен, чтобы проверить качество деталей, изготовленных методом селективного лазерного сплавления. По этому направлению специалисты нашей лаборатории Александр Сергеевич Лаптев, Иван Сергеевич Краснов и Виктор Васильевич Мурашов участвуют в проекте Российского научного фонда совместно с Научно-учебным центром «Сварка и контроль» при МГТУ имени Н.Э. Баумана. Этим Центром руководит академик РАН Николай Павлович Алешин. У ВИАМ накоплен большой опыт, так что успеха в этом стратегически важном направлении мы непременно достигнем.
Здесь важно до тонкости знать и то, как получают качественный порошок, и процесс его сплавления. Мы работаем в контакте с сотрудниками 16-й лаборатории, где инженер Светлана Александровна Василенко занимается изготовлением образцов и деталей. Она знает марки материалов и режимы, при которых происходит сплавление, описывает нарушения, которые могут возникнуть в техпроцессе, и передает нам соответствующую информацию. Благодаря этим данным наши заключения становятся еще более объективными, поскольку учитывают различные технологические факторы и параметры. Важно знать характеристики укладываемого порошка, скорость сканирования лазерным лучом, выбранный тип штриховки, температуру нагрева поверхности – ведь материал можно в каком-то месте пережечь, а это уже дефект... Коллеги из 16-й лаборатории изучают влияние этих параметров и их сочетания, и наше взаимодействие, хотя пока оно на начальной стадии, очень перспективно и непременно получит развитие.
Надо сказать, что руководство ВИАМ уделяет очень большое внимание взаимодействию разных подразделений института при решении конкретных научных проблем, причем подход к этому очень скрупулезный. Подключаются все имеющие отношение к проблеме лаборатории, если необходимы испытания, задействуется Испытательный центр, то есть изучение вопроса ведется всесторонне. И в нашем случае происходит так же: сейчас мы комплексно проводим работу, о которой я сказал, потом представим отчет на Научно-техническом совете Испытательного центра, потом нас обязательно заслушает Генеральный директор Евгений Николаевич Каблов и авторитетные ученые института. То есть, ни одна серьезная работа не проходит без внимания Евгения Николаевича, он постоянно ориентирует нас на успешное завершение проектов и, что немаловажно, на дальнейшее внедрение технологии в производство.
В масштабах мировой практики эта работа, то есть контроль изделий, получаемых методом аддитивных технологий, имеет безусловные перспективы. Да, у нас другие подходы, нежели за рубежом, да и там никто особенно и не заинтересован раскрывать свои подходы, о чем говорю с большой долей уверенности. А оригинальных путей немало, и мы с самого начала по ним идем. В последнее время лидерство в аддитивных технологиях и неразрушающем контроле применительно к ним занимают США, хотя появилось данное направление в Великобритании. Но сейчас на лидирующие позиции стремится выйти, и, думаю, выйдет Китай, где развитие в этой сфере идет довольно успешно. И, в отличие от западных коллег, китайские специалисты, особенно из Пекинского института авиационных материалов, стараются с нами тесно сотрудничать, интересуются нашими разработками.

«Сейчас мировой тренд – использовать автоматизацию, чтобы уменьшить или исключить человеческий фактор…»

Не менее важным, чем внедрение цифровых технологий контроля, является развитие автоматизации. Сейчас мировой тренд – использовать автоматизацию, чтобы уменьшить или исключить совсем человеческий фактор. Одно дело, когда контроль производится вручную – у всех разное зрение, разное понимание того или иного процесса, каждый человек индивидуален. А автоматизация, вопросами которой занимаются молодые сотрудники лаборатории Дарья Ложкова, Светлана Трифонова, Иван Диков и многие другие, помогает исключить возможность ошибки.
Для нашего сектора ультразвуковых методов контроля приобретена уникальная иммерсионная установка. Это установка для автоматизированного инверсионного ультразвукового контроля, она предназначена для контроля серийной продукции, выпускаемой ВИАМ, а также для различных экспериментальных исследований. Важная особенность данной установки в том, что она позволяет контролировать не только тела вращения, такие как заготовки дисков из жаропрочных или титановых сплавов, но и другие детали, в том числе обладающие сложной геометрической формой и поверхностью.

Фото: пресс-служба ВИАМ

 Специальный модуль обеспечивает постоянное поддержание расстояния от торца преобразователя до поверхности ввода ультразвуковых колебаний, постоянный угол, тем самым обеспечивает одно и то же направление колебаний через сложную поверхность. Инверсионная среда, то есть вода, в которую погружаются детали, позволяет поддерживать постоянную температуру и применять фокусирующие преобразователи. Перемещая фокус по глубине контролируемого изделия, мы можем добиваться в разных его областях хорошего соотношения сигнал–шум. Это позволяет увеличивать чувствительность контроля, добиваться большей точности, получать только полезную информацию, а бесполезная будет «отсекаться».
На этой установке можно контролировать детали не только из металлов, но и из полимерных композиционных материалов (ПКМ), потому что частотный диапазон установки обеспечивает контроль как на низких частотах, от 1 мегагерца (для ПКМ), так и на очень высоких, до 25 мегагерц (для металлов). В том числе, можно проверять лопатки газотурбинных двигателей, а там очень хитрая конфигурация, но мы можем просмотреть ее внутреннюю структуру, пазы и желоба.
Для деталей из ПКМ очень опасным дефектом является ударное повреждение, когда, например, по самолету при взлете ударяет птица, или камни бьют. Эти повреждения очень коварны, потому что на поверхности их может быть не видно, а наша аппаратура показывает внутренние дефекты, если они есть.
В рамках государственного контракта по контролю деталей из полимерно-композиционных материалов наши сотрудники совместно со специалистами из технического университета имени Н.Э. Баумана разработали робота. Аппарат предназначен для автоматизированного ультразвукового контроля деталей из ПКМ различных форм, эта роботизированная система полностью исключает человеческий фактор: человек стоит за монитором и смотрит, как две «руки» робота контролируют образец. В оснастке крепятся ультразвуковые датчики, и комплекс из трех систем записывает показания о дефектах по всей площади изделия.
Аналогов такой установки для контроля деталей из ПКМ разной формы за рубежом нет, это наше чистое ноу-хау. Мы осуществляем сухой контакт преобразователя с объектом контроля, тогда как за рубежом всегда идет подача воды. Хотя у нас использование жидкости также не исключено, меняются насадки, датчики, и можно подавать воду. Но если нельзя увлажнять материал, а такое бывает, используем сухой контакт. Планируем модернизацию и, надеемся, организацию серийного производства. Конечно, все не так просто, но уже можно сказать: если в целом по ПКМ Россия пока отстает, то по методам контроля этих материалов мы кое в чем, безусловно, впереди. А в скором будущем, уверен, и в целом по ПКМ усилиями нашего института и нашего руководства догоним и перегоним мировых лидеров.
Мой жизненный принцип можно выразить одним из девизов японских «кружков качества»: «Качество определяет судьбу предприятия». Контроль, которым я занимаюсь всю жизнь, – важнейшее условие обеспечения качества. Иногда говорят: «хорошее качество», «среднее качество», «плохое качество». Мне такие слова режут слух, я считаю, что качество либо есть, либо его нет, а «среднее качество» – это все равно, что «вторая свежесть»…
«Надо создавать на базе ВИАМа Межотраслевой центр по неразрушающему контролю…»
Мы всегда работали для авиации, но, учитывая тенденции развития экономики и задачи, которые ставит руководство страны, необходимо создавать на базе ВИАМа Межотраслевой центр по неразрушающему контролю. Когда меня приняли на работу в ВИАМ, состоялась встреча с Евгением Николаевичем Кабловым, на которой я предложил расширить сферу деятельности нашей лаборатории и ориентировать ее на новый производственный сектор – заняться неразрушающим контролем опасных производственных объектов. Евгений Николаевич поддержал просьбу закупить мобильную лабораторию неразрушающего контроля, и в августе 2015-го такую лабораторию купили. И уже есть результат – выполнены работы по контролю резервуара объемом 10 тысяч кубических метров на линейной производственной перекачивающей станции «Володарская» АК «Транснефть». Проект развивается, мы получаем аккредитацию в системе АК «Транснефть» и надеемся осваивать этот рынок уже со следующего года.
Такой контроль необходимо производить оперативно – специалисты проводят сварочные работы на резервуаре, а наши сотрудники незамедлительно ведут контроль качества сварки с выдачей заключений. Сейчас, когда группа формируется, мы ориентируемся на вновь строящиеся объекты, а в дальнейшем, когда сектор «Испытаний и диагностики» разовьется и людей станет достаточно, будем заниматься техническим диагностированием уже эксплуатируемых резервуаров, турбин и другого оборудования.
Мобильная лаборатория неразрушающего контроля, о которой я говорил, планируется к использованию в нашем Центре климатических испытаний в Геленджике. Там выставлены натурные образцы, и сейчас создается программа по периодическому контролю их физико-механических свойств.
По областям контроля складывается такая ситуация: если авиация – это наш «конек», и ВИАМ занимаемся этим направлением с основания института, то в последнее время началось освоение нефтегазовой отрасли. Конечно, в этой отрасли есть компании, которые давно работают по контролю, мы пока только выходим на этот рынок, но, тем не менее, составим достойную конкуренцию.
Не менее интересна отрасль – объекты морского транспорта. Сейчас институт в целом и наша лаборатория в частности получают аккредитацию в морском регистре, то есть в ближайшее время мы сможем осуществлять неразрушающий контроль этих объектов.
Создание на базе ВИАМа Межотраслевого центра по неразрушающему контролю – со своим производством приборов, оперативным контролем разных объектов, разработкой научно-технической документации для различных отраслей – позволит оперативно решать ряд задач на уровне Российской Федерации в целом

Узнал сам? Поделись с друзьями

Подпишитесь на рассылку лучших материалов за неделю.

Поверьте, это того стоит! 30 000 подписчиков уже с нами.

Новости партнеров

Рейтинги

Топ-30 рейтинг "мягкой силы"

Россия впервые вошла в список 30 самых влиятельных стран по критерию «мягкой силы» — способности влиять на другие государства не деньгами и оружием, а культурой и ценностями гражданского общества. Такой вывод содержится в исследовании, ежегодно проводимом британским PR-агентством Portland. Первое место в рейтинге — у США.

Поделиться