О былом советской науки на Дальнем Востоке: история развития акустической эмиссии

18 апреля 2023
- Сидоркин Александр

Прошлое советской науки Дальнего Востока, да и страны в целом, полно достижений, уникальных решений и разработок, а главное - удивительных людей, воплощавших их в жизнь. О таком человеке и его разработках и пойдёт речь в данной публикации.

Стремительное индустриальное развитие страны в послевоенный и последующие периоды нередко требовало серьезных научных исследований для решения прикладных и основных задач производства, повышения качества продукции, оптимизации технологических процессов и экономичности. Особые требования предъявлялись и к оборонной промышленности, а для их реализации существовали крупные научно-исследовательские институты: в Хабаровском крае одним из таких являлся Дальневосточный филиал ВНИИФТРИ. Большинство наработок дальневосточных учёных не имели аналогов в Советском Союзе, но многие, к сожалению, оказались в наше время невостребованными и незаслуженно забытыми.

К их числу можно отнести и уникальную машину бесшумного нагружения для испытания образцов методом акустической эмиссии, созданную в конце 60-х. Благодаря содействию руководства до сих пор здравствующего ВНИИФТРИ, мне довелось не только увидеть остатки этой установки своими глазами, но и пообщаться с её создателем, кандидатом технических наук, автором более чем десятка запатентованных изобретений Ченцовым Виктором Петровичем. Сегодня «ветеран» НИИ на заслуженном отдыхе, но до сих пор в трезвом здравии и при отличной памяти – вот что значит человек интеллектуального труда. Собственно, речь в данной статье пойдёт как раз о нём и о том, что было им создано и разработано.

Конечно, моя статья не претендует на новизну. Те, кто работал в научной сфере или проявлял к ней интерес, скорее всего, уже читали об истории развития акустической эмиссии на Дальнем Востоке и её основоположниках, а возможно, даже знакомы с публикациями самого Виктора Петровича. Моя же статья рассчитана как раз на самую широкую аудиторию, на людей, возможно вовсе далёких от науки, но тех, кто неравнодушен к истории родного края, страны и города, кому интересны факты, события и те личности, на чьих знаниях и трудах держится производство и экономика.

Не хотелось бы перегружать статью обилием научных терминов и трудной для восприятия информации, но без этого никак не обойтись, рассказывая про науку. Поэтому начну с вводных понятий для читателей, не знакомых с такими направлениями, как акустическая эмиссия и неразрушающий контроль. Сам Ченцов В.П. в своей монографии «Акустическая эмиссия при упругопластическом деформировании конструкционных материалов и опыт её применения в неразрушающем контроле» даёт следующее определение акустической эмиссии: это процесс изучения механических волн возмущений, вызванных динамическим перераспределением локальных напряжений внутри материала в связи с изменениями в кристаллической решетке или движением макро или микро-эффектов. Иными словами, если выражаться по-простому, это способ выявления в материале дефектов (например, микротрещин) на первоначальном этапе, с помощью фиксации специальной акустической аппаратурой порою еле заметных звуков, исходящих при определённом воздействии на испытуемый образец без его разрушения.

В хабаровском филиале ВНИИФТРИ испытания по обнаружению акустической эмиссии (АЭ) начались в марте 1969 г. сектором измерения неэлектрических величин электрическими методами при отделе физико-механических измерений.  В институте имелась эталонная акустическая аппаратура датской фирмы «Брюль и Къер» и парк испытательных (так называемых, разрывных) машин для измерения механических характеристик конструкционных материалов. Постановочные измерения по обнаружению АЭ проводились на механической испытательной машине с измерителем силы маятникового типа УМ-5А в ночное время с 2 до 5 часов, когда уровень внешних шумов был минимальным. Для снижения уровня шумов от испытательной машины нагружение образцов выполнялось от ручного привода. Звуковое излучение было зарегистрировано только во время разрушения образца, что не давало никакой информации об обнаружении докритических напряжений. Использование канала приема ультразвука дефектоскопами типов ДУК-20 и УДМ-1М также не позволило обнаружить наличие излучения при растяжении образцов. Эти эксперименты показали, что сигналы АЭ находятся ниже уровня окружающих шумов.

Учёные начали проводить более глубокий поиск публикаций по изучаемой теме. Данных по исследованию АЭ из металлов в СССР не нашли, а анализ найденных зарубежных публикаций показал, что обнаружение сигналов АЭ выполнялось в основном в лабораторных условиях на бесшумных специальных нагружающих устройствах. В результате было принято решение об изготовлении специального бесшумного нагружающего устройства.

И такое устройство было создано. На тот момент – единственное в СССР. В отличие от обычных испытательных машин, в бесшумном устройстве применялась лишь рычажная система передачи нагрузки на образец, а нагрузка осуществлялась за счет воды, налитой в бак, который устанавливали на рычаг через войлочные прокладки. Также было решено отделить фундамент испытательной машины от фундамента здания путем установки ее на песчаную подушку. Можно долго рассказывать про процесс совершенствования этой установки и первые эксперименты, но лучше, чем сам Виктор Петрович в своей статье «История развития акустической эмиссии в Хабаровске» никто не расскажет. В общем и целом, данная установка позволила провести ряд важнейших для дальнейшего развития данного направления исследований, которые положили начало созданию целого ряда приборов (в том числе и переносных) для применения в самых разнообразных сферах промышленности.

Один из таких приборов, наиболее удобных в применении - РПТ-1 (регистратор предела текучести), Виктор Петрович принёс с собой на встречу. РПТ-1 – опытный образец и прототип для более совершенных приборов РПТ-2, РПТ-2А и РПТ-3. Первое практическое применение прибор нашёл в 20 цехе завода им. А.М. Горького (там, где собирали оборудование для атомных подлодок и кораблей), Амурском судостроительном и Севмаше. Продукция этих предприятий требовала совершенства сварных судовых конструкций, а добиться эффективного контроля за наличием внутри швов микротрещин без сложных и дорогих, а главное разрушительных испытаний (в случае наличия дефектов), как раз и помогал такой прибор. Дальнейшее совершенствование подобной техники позволяло определять расположение дефектов с достаточной точностью для их полного и оперативного устранения.

Прибор, доказав свою эффективность, был доработан, получив название РПТ-2, а в 1974 году был внедрён в институте электросварки им. Е.О. Патона. В дальнейшем приборы РПТ-2, РПТ-2А и собранные с применением микросхем РПТ-3, были внедрены ещё в ряде научных институтов, лабораторий и предприятий.

Позднее, используя наработки при создании этих приборов, были созданы регистраторы качества сварки АРКС-01, АРКС-02, акустический место указатель разрушения «Амур-5», лабораторные комплекты устройств для измерения параметров АЭ и некоторые другие устройства. Они также нашли своё применение в цехах и лабораториях по всему СССР. Причём не только в промышленности, ведь качество сварных соединений – залог надёжного функционирования множества систем: энергетики, строительства металлоконструкций (например, мостов или крупных каркасов зданий), трубопроводов и т.д.

Таков вклад одного отдела Дальневосточного филиала ВНИИФТРИ и, в частности, В.П. Ченцова, в развитие отдельного научного направления… Оно, в свою очередь, позволило двигаться вперёд и промышленность, укрепляя экономику и обороноспособность страны. А ведь сколько различных отделов и направлений деятельности было при каждом НИИ! Конечно, углубляясь в недавнее советское прошлое, это не может не заслуживать внимания и интереса.

Сам В.П. Ченцов рассказывал о своей трудовой и научной деятельности, как и в годы работы, с энтузиазмом. Среди нескольких десятков грамот, самые старые (не считая учебных) – треста «Дальэлектромонтаж». Начинал свою, тогда ещё лишь трудовую карьеру, Виктор Петрович во всесоюзной организации, занимающейся установкой линий электропередач. Уже тогда Виктор Петрович зарекомендовал себя как высококлассный специалист.

Но основные годы работы прошли именно в «Дальстандарте». Командировки на предприятия оборонного комплекса, научная работа, поиск новых решений и разработка сложных приборов – в неустанном труде прошла вся его биография. За годы научной деятельности Виктор Петрович получил 16 патентов, из которых 8 на изобретения. Награждён многочисленными грамотами и благодарностями, в частности, является заслуженным изобретателем СССР.

Автор: Александр Сидоркин.