ЦНИИТМАШ: 87 лет на службе машиностроения

Государственный научный центр Российской Федерации АО «НПО «Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения (АО «НПО «ЦНИИТМАШ») основан в 1929 году и имеет статус Государственного научного центра Российской Федерации. Является разработчиком основных материалов, технологий, изготовителем специализированного технологического оборудования и изделий энергетического и тяжелого машиностроения, в том числе важнейших элементов оборудования атомных энергоблоков с реакторами ВВЭР-1000, атомных станций нового поколения АЭС-2006, гидравлических и газовых турбин, энергоблоков тепловых электростанций, мощных прессов и металлургических агрегатов. В состав НПО входят пять специализированных институтов, опытный завод, испытательные и аттестационные центры.

01.

В холле института расположен очень красивый витраж. Рубиновые звезды Кремля на нем изображены не случайно.

ЦНИИТМАШ - основной исполнитель и координатор работ по изготовлению рубиновых звезд для башен Кремля. В 1937 году Советским правительством было решено установить новые светящиеся рубиновые звезды на пяти башнях Кремля: Спасской, Никольской, Троицкой, Боровицкой и Водовзводной. Новые звезды должны были украсить Кремль XX годовщине Октябрьской революции. На выполнение этой сложной в техническом отношении задачи был Дан двухмесячный срок, в течение которого требовалось сконструировать звезды, изготовить и испытать их. Основным исполнителем и координатором работ был определен Центральный научно-исследовательский институт машиностроения и металлообработки (с 1938 года ЦНИИТМАШ).

Всего более 20 предприятий занималась изготовлением отдельных частей звезд и механизмов для них.

02.

Да тут куда ни посмотри - везде страницы истории нашей страны.

03.

Например, в 1935-1937 годах по эскизам Веры Игнатьевны Мухиной создается монумент, ставший символом советского государства, гигантская группа «Рабочий и колхозница», постаментом для которой стал советский павильон на Всемирной выставке в Париже, спроектированный Б.М.Иофаном.

Профессор Петр Николаевич Львов – главный инженер ЦНИИТМАШ, видный специалист по технологии металлов и сварке. Впервые разработал способ контактной сварки, применив его впервые при строительстве цельно сварного фюзеляже первого советского стального самолета, изготовленного ЦНИИТМАШ.

П.Н.Львов сыграл основную роль в процессе создания и сборки статуи в Москве и Париже, являясь автором метода и специального приспособления для контактной точечной электросварки нержавеющей стали. Впервые предложил способ послойного сканирования при изготовлении скульптуры «Рабочий и колхозница», состоящий в том, что сделанная модель в 1/15 натуральной величины была распилена на слои, которые впоследствии увеличивали и переводили в сталь на заводе ЦНИИТМАШ. При применении этого метода он убедил архитектора применить нержавеющую хромникелевую сталь, причем соединяемую не с помощью заклепок, как это было сделано на статуе Свободы, а путем сварки. Эта сталь обладала превосходной ковкостью и светоотражением. Основной каркас скульптуры изготавливался заводом «Стальмост», детали же статуи и ее полная сборка должны были проводиться опытным заводом ЦНИИТМАШ непосредственно в цехе и во дворе завода под руководством П.Н.Львова. Для инженеров, которым была поручена постройка почти 24-метровой статуи, это было дело совершенно новым, не имеющих примеров в истории техники.

Для начала работа на заводе предполагалось получить от скульпторов шестиметровую модель и по ней производить увеличение. Однако времени для подготовки такой модели не хватало, и «на одном из очень бурных заседаний» П.Н.Львов предложил соорудить статую методом 15-кратного увеличения. Это было смелое и рискованное предложение, но оно давало возможность скульптором течение месяца подготовить окончательный модель высотой в полтора метра. Способ 15-кратного увеличения давал лишь сравнительно точные общие размеры, но рельеф формы сильно страдал. Ошибка в 1-2 миллиметра вела к крупным искажениям. В целом в процессе изготовления статуи в натуральную величину было замерено на поверхности модели около 200 тысяч координатных точек, и в этой работе участвовало 23 человека техников и чертежников.

04.

А чем же сейчас занимается ЦНИИТМАШ?

Например, на базе института работает Аттестационный центр НОАП «АУЦ ЦНИИТМАШ».

Оказывается, существует целая система обучения, проверки, аттестации специалистов неразрушающего и разрушающего контроля. Например, все детали, которые поставляются на АЭС, при том что они сертифицированы, проверены, сделаны по ГОСТам и имеют паспорта, в обязательном порядке проходят тестирование на наличие дефектов или не соответствие заявленным свойствам. Кроме того, на всех заводах есть отделы ОТК.

В экзамен на контролера входит компьютерный тест, практика, где оценивается умение пользоваться приборами и технологиями, уровень профессионализма при работе с образцами. После чего претендент еще должен пройти собеседование минут на 40. Для атомщиков такая переаттестация проводится раз в три года. Но каждый год они все равно должны приезжать и подтверждать практические навыки.

05.

Лаборатория неразрушающего ультразвукового контроля.

Специалисты института занимаются неразрушающим контролем с 1959 года и являются основоположниками этой концепции изучения изделий из металлов. Сотрудники института проводят работы по неразрушающему контролю согласно в Единой системе оценки соответствия в области промышленной, экологической безопасности, безопасности в энергетике и строительстве. А также в атомной энергетике при изготовлении оборудования для атомных станций и при эксплуатации блоков атомных станций.

06.

В настоящий момент специалисты лаборатории разрабатывают методы диагностики «горячих деталей» (еще на стадии отливки). Чем раньше будет найден дефект, тем больше сэкономим при изготовлении детали, которая потом будет отбракована.

07.

Институт материаловедения.

Институт включает отделы физико-химических исследований металлов, коррозионностойких сплавов, материаловедения, технологии и средств термической обработки, прочности и эксплуатации материалов и конструкций в машиностроении, лаборатории котельных, трубных и экономнолегированных сталей.

В настоящее время основным направлением деятельности Института материаловедения является выполнение в составе АО НПО «ЦНИИТМАШ» комплекса работ, направленных на совершенствование системы управления качеством материаловедческого, прочностного и технологического сопровождения оборудования и трубопроводов АЭС на этапах проектирования, изготовления, монтажа, ввода в эксплуатацию, назначенного и продленного сроков эксплуатации.

Мы на испытательном полигоне. Тут испытывают материалы: бьют, скручивают, сдавливают, растягивают и рвут.

08.

Здесь проверяют материалы на соответствие их заявленным характеристикам.

09.

10.

11.

Материалы должны «правильно» работать и при разных температурах. Холодовая камера тут тоже есть.

12.

13.

Прибор динамического воздействия на материалы. Здесь определяют величину энергии удара.

14.

Вот так это выглядит вживую.

Было - стало.

15.

Отдел физико-химических исследований металлов. В него входят следующие подразделения:

- лаборатория химического и спектрального анализа (элементный состав стали и сплавов);

- лаборатория металлографии (оптические микроскопы);

- лаборатория коррозионных испытаний;

- лаборатория экспресс-методов анализа (магнитные методы, методы измерения твердости);

- лаборатория электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа.

Лаборатория химического и спектрального анализа.

Тут есть спектрограф, позволяющий определять микропримеси до миллионных долей. Есть приборы, специализация которых макропримеси и их состав. Есть спектрометры, позволяющие делать экспресс-анализ примесей. Экспресс-приборы рассчитаны на то, что их будут перемещать по атомной станции для проверок на местах. А есть и более длинный путь с мокрой пробоподготовкой (предварительное переведение металлической пробы в раствор).

16.

Эта лаборатория занимается проверкой примесей в сталях. Выполняет арбитражные анализы, когда возникают судебные споры между заказчиками и поставщиками. Так мышьяк, висмут, олово, сурьма, свинец даже при содержании на уровне 10 000 долей являются центрами коррозии металла. Вокруг них образуется дефект, причем не сразу, а на протяжении определенного времени, как мина замедленного действия. Это критично для некоторых сталей, например, роторных. Некоторые стали специалисты лаборатории узнают в лицо по спектрограмме. В китайских сталях раньше было много меди. А при проведении сварочных работ высокое (более 0,4%) содержание меди дает со временем трещины. Китайцы на свои АЭС покупали российскую сталь, так как у нас содержание меди было нормировано ГОСТом. Потом отменили, а потом вернули с оговоркой «для АЭС».

17.

Мы на опытном производстве, занимающемся аддитивными технологиями. А именно покрытиями. Зачастую для улучшения поверхностных качеств металла, например, теплоустойчивости или трения, требуется нанести на него покрытие. Как правило, почему-то выходит так, что нанести надо не наносимое и, желательно, не смешиваемое. Тогда приходится обманывать природу при помощи вакуума, плазмы, давления, хитрых газов или жидких сред.

18.

Недостроенная печь для температурных испытаний. Установка не собрана, завод еще не отдал кожух, все в работе.

19.

В лаборатории производятся установки для нанесения защитных покрытий. Серия промышленных PVD-установок NanoArcMaster производства ЦНИИТМАШ – это современные высокотехнологичные вакуумно-плазменные установки для нанесения широкого спектра защитных покрытий на детали машин и режущий инструмент методом ионного осаждения с дуговым испарением. Такие покрытия в разы повышают износостойкость и коррозионную стойкость изделий, что позволяет увеличить срок службы в 2-8 раз.

20.

Все что тут стоит — уникальные разработки, выполненные специалистами цеха, под конкретные задачи. Что интересно, данное подразделение не имеет господдержки. Они существуют полностью на то, что заработают по тендерам.

Бок о бок стоят разработка для вакуумно-дугового нанесения покрытия и магнетронная установка того же назначения. Наносить можно разные металлы, так же можно подавать нужные газы в рабочую камеру. Комбинацией металлов и газов добиваются нанесения разных износостойких покрытий (нитрит титана, например).

В магнетронной установке делают слоистое покрытие никель-хром-алюминий-олово. Заказ на такое покрытие был из Израиля. После его выполнения, заказчик попросил собрать ему такую же печку и теперь печет детальки сам. Подшипники с такими сложными покрытиями используют в Формуле-1.

21.

В ЦНИИТМАШ разработан первый отечественный промышленный 3D-принтер для изготовления сложнопрофильных изделий из металлических порошков методом селективного лазерного плавления. Эта уникальная разработка позволит сделать прорыв в производстве сложнейших деталей современной продукции при одновременном повышении качества и производительности. Переход отечественных предприятий на принципы проектирования с возможностью создания принципиально новых конструктивных решений способен повысить общий уровень российских компетенций во многих отраслях.

22.

Толщина дорожки, которую плавит луч лазера, сравнима с толщиной двух человеческих волос. Вот так, дорожка за дорожкой, слой за слоем и рождается в 3D-принтере деталь. Да, направление дорожек от слоя к слою меняется. На данный момент специалисты института добились таких прочностных характеристик изготавливаемых на 3D-принтере деталей, что они прочнее отлитых, но менее прочные, чем кованные детали. Работают.

23.

Курочка Аллочка снова в кадре, а я завершаю свой рассказ о ЦНИИТМАШ.

24.

Большое спасибо за организацию пресс-тура: АО «Атомэнергомаш», гостеприимному коллективу АО «НПО «ЦНИИТМАШ».