Аспирант АлтГУ Денис Фадеев вышел в полуфинал ВИК с проектом по вихретоковой дефектоскопии. «ЗН» узнала у ученого детали его уникальной разработки.
Явление вихревых токов впервые описал французский физик Луи Фуко в 1855 году. Сегодня их вовсю изучает аспирант АлтГУ Денис Андреевич Фадеев – он представил на Всероссийском инженерном конкурсе разработку, связанную с вихретоковыми исследованиями материалов, дефектоскопией. И прошел в полуфинал. «ЗН» расспросила молодого ученого, что это за уникальная разработка.
– Денис Андреевич, знали о Всероссийском инженерном конкурсе прежде?
– До октября не знал о нем ничего, пока директор нашего института цифровых технологий, электроники и физики Сергей Викторович Макаров не спросил, а не собираюсь ли я участвовать в нем. Не ожидал, что моя работа выйдет в полуфинал.
– С какими трудностями столкнулись?
– Наверное, отправить заявку! Это самое тяжелое. Меня посещали сомнения: стоит ли оно того, пройду ли я. А еще нужно было заставить себя работать усерднее, потому что я не такой человек, который может все сделать за раз – мне нужно планомерно все обдумать, учтя множество нюансов. Иногда уже хочется отдохнуть от всего. Наиболее это чувствуется в конце работы, когда понимаешь, что осталось еще немного.
– Расскажите о сути вашей разработки.
– Сейчас на большинстве предприятий используются установки лазерной резки металла: они позволяют сократить затраты труда и времени на производство. Поскольку лазерное излучение нагревает материалы, в них происходят структурные изменения. Я занимаюсь вихретоковыми исследованиями таких изменений. Использую датчик, состоящий из ферритового сердечника, в котором находится несколько катушек: генераторная и измерительная – обычно две или три с компенсационной. На генераторную катушку подается переменный электрический ток – возникает переменное магнитное поле. Датчик располагается вблизи поверхности материала, и это поле проникает внутрь материала, возбуждая в нем вихревые токи. Они, в свою очередь, создают собственное магнитное поле, которое изменяет общее поле возле измерительной катушки. По изменению сигнала на измерительной катушке регистрируется электромагнитный отклик материала. Отклик зависит от его электропроводности, магнитных свойств и наличия дефектов, возникших, например, после лазерной резки. Когда исследуем образцы, то используем условные единицы, которые можем перевести в более понятную величину – милливольты. Нужно составить градуировочную кривую согласно материалу и параметрам. Величина отклика зависит от структуры материала и наличия в нем дефектов. Таким образом бездефектный эталонный материал будет давать высокий отклик, но если есть недостатки, то отклик по амплитуде будет ниже. Объяснить это непросто, так как все этапы физически взаимосвязаны: поле меняет токи, токи меняют поле, а датчик чувствует результат.
– Какой металл исследуете?
– Я работаю на Барнаульском заводе автоформованных термостойких изделий и одним днем решил побродить по предприятию, чтобы посмотреть, кто и чем занимается. Сначала интерес возник к безасбестовым тормозным колодкам, но, чтобы изучить информацию о них, пришлось постараться – коммерческая тайна все-таки. Когда я понял, что они мне не подходят, я заметил лазерный цех. Походил, поспрашивал и узнал, что рабочие используют различные металлы: нержавеющие стали, конструкционные стали и алюминий. На данный момент я вплотную занялся исследованием «особенного» алюминия, образец был разрезан тремя различными способами и по уже имеющимся результатам могу сказать, что каждый способ резки имеет свои особенности.
– Можно сказать, что эта разработка – новаторская?
– Сама методика уже давно известна – когда я пришел в лабораторию электромагнитных исследований на втором курсе бакалавриата, она была опробована, но в дальнейшем я ее модернизировал. Наверное, в этом ее новизна. Однако не могу сказать, что это конкретно моя разработка. Сейчас с этим работают бакалавры и магистры нашего института, а еще в этом деле сильно помогает Александр Олегович Катасонов – доцент кафедры общей и экспериментальной физики. Работаем мы на одном и том же оборудовании, при этом у каждого свои цели и задачи. У меня диссертация на тему «Исследование дефектов ферромагнитных и неферромагнитных материалов, формирующихся в процессе воздействия лазерным излучением», а научный руководитель – кандидат технических наук, доцент кафедры общей и экспериментальной физики Владимир Николаевич Маликов.
– В описании конкурса сделан акцент на взаимодействии с реальным сектором экономики… Вы наладили деловое партнерство с другими учеными или руководителями компаний?
– 17 марта летал на мероприятие в Москву, и там была организована встреча с партнерами Всероссийского инженерного конкурса. «Росатом», «РусГидро», Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», ряд металлургических предприятий. Стоит отметить, что для прохождения полуфинала необходима обязательная акселерация на предприятии реального сектора экономики. Мне звонили из Уральского оптико-механического завода с предположениями на акселерацию, но я отказался, поскольку уже подготовил документы на ее прохождение в университете. На данный момент прошла защита этапа полуфинала, на которой присутствовали профессора из разных университетов России, они выступали экспертами и оценивали работы участников, отбор был весьма серьезным, эксперты задавали различные вопросы, связанные с исследованиями кандидатов для отбора лучших в финал конкурса. Кто проходит в финал конкурса, станет известно 24 апреля. Сам финал состоится 19 июня, а до этого времени участники должны будут доработать свои проекты.
– С кем из ученых возможно междисциплинарное сотрудничество по вашей теме?
– Математики нужны нам как инженеры вычислительных процессов: программирование, обработка больших массивов данных, моделирование. Но пока мы справляемся сами. А вот с химиками ситуация интереснее, химия как раз та область, где стык дисциплин становится неизбежным и трудоемким. Мы занимаемся металлографическим исследованием – это не просто взглянуть в микроскоп, ведь перед этим нужна серьезная механическая обработка: шлифовка, полировка. А затем травление металла с использованием химических реактивов. И в некоторых случаях без помощи химика просто не обойтись. Нужно и проконсультироваться по составу, и поработать бок о бок. Этот процесс трудоемкий, потому что на одном неразрушающем методе контроля далеко не уедешь. Я сам занимался шлифовкой вручную и понял, что это часы кропотливого труда. Возьмем тот же алюминий: он очень неподатлив. Знаете, что хуже? Наверное, только медь. В физике материалов есть такая закономерность: чем мягче металл, тем сложнее его обработать. А что касается биологов… (пауза) с ними пока, скажем так, мы движемся параллельными линиями. Вряд ли наши пути пересекутся в тех задачах, которые стоят перед нами сейчас.
– Философский вопрос: какого изобретения сильно не хватает человечеству?
– Наверное, самое главное, чего нам не хватает, – настоящего, полноценного искусственного интеллекта. Такого, который действительно будет работать за людей. Я не говорю, что ИИ должен занять все сферы, но вот от рутины избавиться было бы здорово. К примеру, на работе изо дня в день я решаю одну и ту же задачу, а ее мог бы решать робот. Недавно читал новость, которая меня зацепила: ученые смогли перенести муху в симуляцию, послойно отсканировали ее мозг, перенесли все нейронные связи в компьютер. И она там, в принципе, жила. Насколько это можно назвать жизнью – можно поспорить, но сам факт, что нейронную сеть живого существа оцифровали, поражает. Если это возможно для мухи, то когда-нибудь станет возможно и для более сложных систем. И тогда появится тот самый ИИ, который будет понимать контекст, а не просто перебирать слова. Сейчас же искусственный интеллект оставляет желать лучшего. Иногда я его о чем-то спрашиваю, но отвечает он в общих чертах. Поэтому доверия пока у меня к нему нет.
Ольга КОВБЕНЧУК
Фото Дмитрия ГЕРАЙКИНА
