85 лет центру исследований и испытаний материалов
Уралвагонзавод – это воплощение в жизнь грандиозных планов социалистической индустриализации страны. Резкое увеличение в начале 1930-х годов объемов производства во всех отраслях промышленности сопровождалось снижением качества продукции. Одним из рычагов улучшения качества рассматривалась организация на предприятиях лабораторий.
С проблемой качества продукции УВЗ столкнулся сразу, как только началось изготовление литых чугунных колес для вагонов. Итоги работы цеха колес за 1934 год: план – 45000 штук, отлито 17 тысяч, сдано в эксплуатацию 100 штук. 99,9% всей продукции составил брак.
Направленные Наркоматом тяжелой промышленности специалисты пришли к заключению, что возникшие технологические проблемы одними консультациями не решить, нужна серьезная исследовательская работа. На завод прибыла группа ученых: профессора Богачев, Кириллов, Лебедев и Лузин. Для проведения большого объема исследований нужна была хорошо оснащенная лаборатория, которая и была организована в короткий срок. Лузин в своих воспоминаниях подчеркивал, что "лаборатории УВЗ с первых дней своей работы вышли на уровень работы передовых лабораторий страны". В лице ЦЗЛ на заводе появился объективный контролер, оценивающий технологическую дисциплину производственников.
Валентин Бамбулевич
Оснащенность центральной лаборатории в основном отвечала масштабу работ. Имелось лабораторное оборудование, в большей степени иностранное, но расходные материалы были большим дефицитом. Крупного оборудования на январь 1941 года имелось 28 единиц: отечественные металлообрабатывающие станки, швейцарские и германские прессы для испытаний материалов. Металлургических печей для опытных плавок не было, поэтому все эксперименты проводились в производственных цехах.
Контроль военного времени
К 1941 году Уралвагонзавод обладал центральной лабораторией, позволяющей обеспечить непрерывный контроль технологических процессов при производстве вагонов. Основную часть коллектива ЦЗЛ военного времени составляли сотрудники Харьковского института металлов, эвакуированные вместе с заводом № 183.
В обязанности ЦЗЛ танкового завода помимо работ по обеспечению производства анализами химического состава металлов и материалов, результатами механических, металлографических и других испытаний входили и научно-технические функции: проведение исследовательских работ, разработка инструкций, внедрение новых методов испытаний и контроля.
На работниках ЦЗЛ лежала большая ответственность по отработке и корректировке технологии изготовления форм для отливок из броневой стали. Нарком танковой промышленности Вячеслав Малышев 1 декабря 1942 года непосредственно в Нижнем Тагиле подписал приказ, объявляющий благодарность большой группе работников Уральского танкового завода "за выдающиеся достижения и освоение в короткий срок отливки литых башен". За этим успехом стояла сложнейшая технологическая работа.
До эвакуации в Мариуполе башни формовались вручную очень опытными рабочими в сухих формах, процесс отливки занимал 5-7 суток. Впервые в мировой практике в Нижнем Тагиле башня для танка стала отливаться с применением машинной формовки, что позволило увеличить выпуск башенных отливок с 5-6 до 40 штук в сутки. Это решило вопросы количества и качества изготовления самой большой танковой детали.
Формовочные материалы для изготовления форм, применяемые в Мариуполе, в Нижнем Тагиле отсутствовали, и поэтому работники ЦЗЛ нашли им замену. Вместо формовочной глины применили огнеупорную глину Белкинского месторождения, огнеупорные пески из уральских карьеров Кичигинского и Басьяновского месторождений. В качестве связующего материала в стержневых смесях вместо остродефицитного сульфитного щелока применили торфяной пек, т.е. считавшиеся ранее бросовыми отходы перегонки торфяной смолы. В итоге удалось заменить до 75% щелока.
Часто свойства поставляемых формовочных материалов не отвечали требованиям ТУ. Работникам ЦЗЛ приходилось срочно корректировать составы и технологии изготовления формовочных материалов, выходить в цех и обеспечивать их качество. Они несли персональную ответственность за работу смесеприготовительных отделений литейных цехов.
Огромная работа была проделана по улучшению свойств специальных сталей за счет изменения химического состава и технологии механообработки. Усилиями сотрудников ЦЗЛ трудоемкость термообработки в цехе 550 была снижена на 50%, в цехе 563 – на 53%. Повышена износоустойчивость траков с помощью наклепки внутренней поверхности проушин, благодаря чему пробег гусениц удалось повысить в два раза – до 4000 км.
Работники ЦЗЛ в военное время трудились на пределе человеческих сил. Но и требования к ним предъявлялись выше человеческих возможностей, превышали все пределы. Всего за время войны сменилось четыре руководителя. В 1943 году начальника ЦЗЛ Севрука обвинили в "тенденциозном заключении лаборатории по бракованным шестерням" и по личному распоряжению наркома Вячеслава Малышева отдали под суд. Севрук скончался на рабочем месте от сердечного приступа, его место занял Кричевский, бывший заместитель Севрука. Несмотря на трудности военного времени, нехватку людей, материалов и реактивов специалисты ЦЗЛ справились с поставленными задачами и внесли свой вклад в обеспечение качества танков Т-34 и в целом в победу над врагами.
Основной критерий – качество
В 1963 году по инициативе директора завода Ивана Окунева была начата реорганизация центральной лаборатории, которая закончилась в 1969 году. Для лаборатории было построено специальное здание, где установили новое оборудование. В составе ЦЗЛ были организованы лаборатории неразрушающего контроля, органических материалов и прочности. Если раньше в работах преобладало металлургическое направление, то в 1970-х годах в тесной связи с научными институтами начаты работы в области металлофизики, физикохимии, усталостной прочности, неразрушающего контроля, изучения свойств полимерных материалов.
С целью получения международных сертификатов на выпускаемую продукцию и повышения ответственности специалистов центральной лаборатории за выполнение требований вновь вводимых международных правил и норм РФ приказом генерального директора Николая Малых от 14.09.1999 ЦЗЛ была преобразована в центр исследований и испытаний материалов (ЦИИМ).
Инженер исследовательской группы химической лаборатории Светлана Данилова. 1970-е годы
Располагая парком необходимого оборудования, ЦИИМ проводит прямую экспериментальную проверку конструкторских и технологических решений, оценку статической и циклической прочности. Является экспериментальной базой конструкторских отделов предприятия. Уже не первое десятилетие аккредитован на техническую компетентность Федеральной службой Росаккредитации. Создав мощную экспериментальную базу, Уралвагонзавод практически самостоятельно, без участия отраслевых НИИ, разработал и внедрил в серийное производство технологию изготовления танка нового поколения.
В девяностые годы, когда стала модной критика разработанных в СССР стандартов и требований к качеству материалов, применяемых в промышленности, предприниматели разных уровней неоднократно пытались поставить на Уралвагонзавод материалы низкого качества. ЦИИМ ужесточил входной контроль и не допустил ни одного случая запуска в производство материалов, не отвечающих требованиям технических условий завода.
Неразрушающий контроль качества термообработки дисков трения. 1969 год
В настоящее время между предприятиями развернулась настоящая борьба за рынки сбыта продукции. Основным критерием конкурентоспособности грузовых вагонов является высокое качество литых деталей вагонной тележки, автосцепного устройства и осей колесных пар. Проблема повышения качества решается не только совершенствованием и разработкой новых технологий производства, но и применением прогрессивных методов контроля. Гарантировать надежность деталей, предназначенных для работы в тяжелых эксплуатационных условиях, можно только при проведении контроля каждой выпускаемой детали методом неразрушающего контроля (НК). Сотрудники Уралвагонзавода начали применять этот метод в первые послевоенные годы. За прошедшее время сменилось не одно поколение приборов для НК, значительно увеличилась номенклатура контролируемых деталей и применяемых методов контроля. В составе ЦИИМ создан отдел неразрушающего контроля и технической диагностики. По квалификации специалистов, оснащению приборами и результатам своей работы он является примером для организации лабораторий неразрушающего контроля на предприятиях, производящих изделия железнодорожного транспорта.
Заводские лаборатории были и остаются основным рычагом использования самых передовых достижений науки, внедрения новых материалов и обеспечения высоких стандартов качества. Уралвагонзавод с момента основания постоянно наращивает свою лабораторную базу. Кроме центра исследований и испытаний материалов успешно работают центральная измерительная лаборатория, лаборатория сварки, лаборатория резания и другие.
Важное задание
За 85 лет существования центральной заводской лаборатории ее коллективу приходилось выполнять самые разнообразные задачи. В 1960 году ЦЗЛ приняла ведущее участие в выпуске партии фрикционных металлокерамических дисков трения ходовой части танка. В то время в танкостроении применялись фрикционные диски, изготовленные из дисковой стали. Надо сказать, что немцы на своих танках еще во время Великой Отечественной войны применяли металлокерамические диски трения как более эффективные. У СССР такого опыта не было.
Конструкторами отдела 520 было принято решение изготовить на заводе партию металлокерамических дисков трения и испытать их. Ведущей в выполнении этой задачи была определена центральная заводская лаборатория. Начальник ЦЗЛ Юрий Малыгин поручил эту работу коллективу физической и антикоррозийной лабораториям под руководством Юрия Башкирова и Зинаиды Тутыниной. Технология изготовления металлокерамических дисков была довольно сложной и трудоемкой. В антикоррозийной лаборатории партия стальных дисков была подвергнута цианистому меднению. Процесс этот очень вредный и выполнялся с соблюдением чрезвычайных мер безопасности. После меднения диски были облужены горячим методом и стали ждать следующих технологических операций, которые включали в себя изготовление металлокерамических накладок и их спекание со стальной основой.
Для изготовления этих накладок была приготовлена специальная шихта, состоящая из порошков меди, железа и графита. Металлические порошки предварительно подвергались восстановлению в токе водорода. Порошки смешивались в определенной пропорции и помещались в пресс-формы для прессования. Прессование производили в цехе 640, пресс-формы были изготовлены в цехе 446. Все термические работы проводились на участке газовой цементации в цехе 680. Водород для восстановления и защитной атмосферы получался путем диссоциации аммиака.
Таким образом были изготовлены металлокерамические накладки, которые затем спекались со стальной основой. Спекание происходило при температуре 650°С в специальном приспособлении, обеспечивающем сдавливание накладки и стальной основы. Для устранения процессов окисления непрерывно подавался водород, который на выходе сгорал.
Были изготовлены металлокерамические диски двух размеров: большие и малые – в количестве, необходимом для испытания. После механической обработки диски были переданы в цех 540 для испытаний. К сожалению, результаты испытаний нам не известны. Можно предположить, что они были положительными и легли в основу широкого применения металлокерамики в настоящее время.
Валентин БАМБУЛЕВИЧ, бывший директор ЦИИМ.
Юрий БАШКИРОВ, начальник физической лаборатории в 1960 г.
ФОТО ИЗ АРХИВА ПОДРАЗДЕЛЕНИЯ.
Литература: Газета "Машиностроитель" от 24.05.2019, №19; 14.06.2019, №22.