Как это работает: испытание металла - шаг за шагом

Листовой прокат Уральской Стали всегда пользовался спросом на отечественных и зарубежных судостроительных верфях, и тому есть веские причины. Мы проследили путь металла в ходе испытаний на прочность, и он достоин отдельного рассказа.

На столе перед сотрудником центральной лаборатории Комбината (ЦЛК) аккуратными стопками выложены стальные десятисантиметровые бруски толщиной 80 на 80 и 100 на 100 миллиметров.

Первое испытание: определение ударной вязкости металла. Представьте себе судно, попавшее на мель: что произойдет с его корпусом при сильном ударе о твердое препятствие – должен выяснить инженер-инспектор Екатеринбургского участка технического наблюдения Федерального автономного учреждения «Российский морской регистр судоходства» Дмитрий Назаров, который работает в связке с лаборантами ЦЛК. Первым делом до сотых долей миллиметра измеряется толщина образцов с докладом аудитору: «10,03; 10,04; 9,98…»

— В сертификате соответствия обязательно отражается диапазон толщин, этого требует ГОСТ, – комментирует Дмитрий Назаров. – Заключение эксперта на производство листового проката стали для судостроения выдается на пять лет, но ежегодно аудитор должен подтвердить его действие и проверить соответствие продукции ее описанию в сертификате. Кроме того, ежемесячно я приезжаю на комбинат, чтобы принять очередную партию товара, готового к отгрузке на судостроительные верфи. Если качество стали подтверждается, то аудитор ставит на каждый лист именное клеймо и выдает сертификат на очередную партию листового проката.

Но вот контрольные замеры закончены, первая партия стальных образцов лежит на столе возле агрегата, напоминающего огромные часы с маятником. Но вместо секунд и минут на циферблате выведены значения от 1 до 450 джоулей. Это маятниковый копёр, который и позволит понять, как металл будет сопротивляться ударам разной силы, фиксируя параметры энергии разрушения. Лаборант помещает на специальные опоры в чреве копра первый образец, закрывает крышку и только после этого жмет на кнопку – в ЦЛК строго соблюдают правила техники безопасности, попади внутрь агрегата рука, собрать ее в исходное состояние будет сложно…
  


Стальная кувалда устремляется к образцу и с размаху бьет по нему. Раздается металлический звон – и брусок теряет свою форму, складываясь почти пополам. Сила маятникового копра впечатляет!



 А испытатели усложняют металлу задачу, если начались испытания при комнатной температуре +20 градусов, то дальше дело становится не жарче, а холоднее: партия образцов извлекается из емкости, заполненной спиртом и сухой углекислотой. Реакция химических веществ резко понижает температуру испытуемых, а за степенью охлаждения следят электронные датчики. Последние кандидаты будут испытаны при температуре -60 градусов по Цельсию.

—Это так называемые сериальные испытания, когда анализируют, что произойдет с металлом при разных температурах, ведь, даже несмотря на, казалось бы, небольшой диапазон, сталь может вести себя по-разному, – объясняет Дмитрий Вячеславович. – При строительстве судов вводятся большие коэффициенты запаса прочности, ведь мы точно не знаем, куда пойдет этот металл. Возможно, на пассажирский лайнер или рыбацкое судно, а может быть, на сухогруз, используемый на Северном флоте, не исключено, что из него даже будет построен атомный ледокол. Сейчас мы видим, что в ходе испытаний брусок наполовину или на треть разрывается, но полностью не ломается. Это говорит о том, что его вязкость не только соответствует заданным величинам прочности, указанным в сертификате, но и где-то в два раза их превосходит.

Второй этап – испытания на разрыв. Группа лаборантов ЦЛК и екатеринбургский аудитор перемещаются к машине с гидравлическим приводом. На столе перед ней образцы необычной формы, внешне схожие с гантелями для лилипутов. «Снаряды» поочередно вставляют в машину, которая незаметным для глаза многотонным усилием начинает их растягивать до того момента, пока сталь не выдержит и порвется, словно колбаска пластилина в руках первоклассника. И эти испытания подтверждают качество уральского металла.


Наконец, приходит пора заглянуть внутрь металла: несколько образцов, подготовленных по особой методике, отправляются на исследование в лабораторию для определения химсостава. Поможет в этом лаборантам спектрометр: пучок заряженных частиц, отразившись от шлифованного среза, принесет чутким датчикам необходимую информацию. Подумав, прибор выдает полный расклад: доли железа, углерода, кремния, марганца, молибдена и других элементов химического состава, делающего нашу сталь незаменимой в судостроении.

Лабораторные исследования, проведенные в ЦЛК, помогли Дмитрию Назарову собрать материал для вдумчивого анализа. На этот раз его работа закончена, впереди – перепроверка выводов, но он не сомневается, что она будет успешно пройдена. Ведь на каждом листе для судоверфей, как знак качества, стоит его личное клеймо.

Сюжет программы "Накауне":