Дата публикации: 27.12.2022
В уральском филиале ВНИИМ им. Д.И. Менделеева (Росстандарт) в 2022 году начаты работы по совершенствованию ГЭТ 198-2017 — Государственного первичного эталона единиц мощности магнитных потерь, магнитной индукции постоянного магнитного поля в диапазоне от 0,1 до 2,5 Тл и магнитного потока в диапазоне от 1∙105 до 3∙102 Вб. Работы направлены на расширение измерительных возможностей первичного эталона с целью обеспечения единства измерений динамических магнитных величин, актуальных на современном этапе развития металлургической и электротехнической отраслей промышленности. После совершенствования ГЭТ 198 сможет участвовать в международных сличениях по измерениям магнитной индукции в переменных магнитных полях. Прежде участие в международных сличениях по таким измерениям уральскому филиалу ВНИИМ не было доступно, сообщили в лаборатории метрологии магнитных измерений и неразрушающего контроля УНИИМ.
Измерительные возможности ГЭТ 198-2017 предполагается расширить за счёт модернизации установок «ЦИКЛ» и «ЦИКЛ-2», которые входят в состав эталона. Тем самым будет обеспечена возможность воспроизводить и передавать единицу магнитной индукции образцам магнитных материалов в диапазоне от 0,1 до 2,0 Тл при частоте перемагничивания от 50 Гц до 20 кГц. Сейчас у России таких измерительных возможностей нет, а воспроизведение единицы магнитной индукции переменного магнитного поля с использованием смежных величин невозможно.
Актуальность работы обусловлена необходимостью обеспечить полную характеризацию магнитомягких материалов (в частности, электротехнической стали) по величинам, определяющим качество материала в соответствии с требованиями действующих нормативных документов, отметили в лаборатории. Усовершенствованный эталон сможет дополнительно воспроизводить и передавать образцам единицу магнитной индукции в переменном магнитном поле. Это одна из двух важнейших динамических магнитных характеристик материала, применяемого при изготовлении различного электротехнического оборудования для передачи и преобразования электроэнергии. Величина динамической магнитной индукции определяет качество трансформаторов тока и, соответственно, потери энергии. Эта характеристика используется в качестве нормативной при классификации марок магнитомягких материалов.
Измерение магнитной индукции магнитомягких материалов в динамическом режиме с более высокой точностью позволит дальше совершенствовать технологию производства магнитомягких материалов и изделий из них. Потери энергии при её производстве и передаче составляют около 10 %. Из них 2-3 % приходится на потери из-за свойств магнитных материалов, из которых изготовлено оборудование. Улучшение качества электротехнической стали, используемой при производстве трансформаторов и двигателей, позволит уменьшить эти потери и гарантировать более стабильную работу устройств. Подсчитано, что уменьшение потерь при производстве и передаче энергии на 0,1 % даёт экономию электрической энергии по стране от 1∙108 до 1,5∙108 кВт∙ч в год. В действующих тарифах это составляет 300–450 млн рублей в год, отметила ученый-хранитель ГЭТ 198 Татьяна Маслова.
Кроме того, более точное метрологическое обеспечение измерений динамических характеристик позволит создавать новые аморфные и нанокристаллические магнитомягкие материалы, которые применяются при производстве изделий для оборонной промышленности и в цифровых технологиях. Создание аморфных и нанокристаллических материалов невозможно без обеспечения достоверного контроля динамической магнитной индукции этих материалов в широком диапазоне частот перемагничивания. Для повышения достоверности контроля необходимо использовать стандартные образцы динамических свойств магнитомягких материалов. Модернизированный ГЭТ 198 позволит устанавливать их метрологические характеристики.
Создание новых магнитомягких материалов, работающих в динамическом режиме, существенно повысит конкурентоспособность производимых материалов и изделий из них.