04.08.2015 LABORATORIA BADAWCZE OBR CTM S.A. Laboratoria badawcze mają istotne znaczenie w procesie oceny zgodności wyrobów na potrzeby szeroko pojętej obronności i bezpieczeństwa (OiB). Jednym z najważniejszych ośrodków w tej dziedzinie jest Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Centrum Techniki Morskiej S.A. w Gdyni (OBR CTM S.A.) wchodzący od 2014 roku do Polskiej Grupy Zbrojeniowej S.A., który przygotowywał się do tego rodzaju działalności od początku lat 90-tych ubiegłego wieku - piszą Przemysław Pozański i Rafał Namiotko z OBR CTM S.A. Geneza Historia Laboratoriów Badawczych w OBR CTM S. A. zaczyna się w 1996 roku, kiedy uzyskano Certyfikat Akredytacji Centrum Badań i Certyfikacji, wówczas jeszcze spełniających wymagania norm PN-EN 45001:1993 oraz przewodnika ISO/IEC 25-1990. Laboratorium zawierało trzy działy techniczne: wibroakustyki i odporności udarowej, pól magnetycznych oraz ochrony elektrochemicznej i kompatybilności elektromagnetycznej. Od roku 2001 nadzór nad akredytacją objęło Polskie Centrum Akredytacji (PCA). W 2005 roku wyodrębniono dwa laboratoria Laboratorium Kompatybilności Elektromagnetycznej oraz Laboratorium Wibroakustyki, Odporności Udarowej i Pól Magnetycznych. W 2008 roku Laboratoria uzyskały akredytację Ministerstwa Obrony Narodowej (MON) do badań wyrobów na potrzeby obronności i bezpieczeństwa państwa. Od 2011 roku Laboratorium Kompatybilności Elektromagnetycznej oraz Laboratorium Wibroakustyki, Odporności Udarowej i Pól Magnetycznych weszły w skład Laboratoriów Badawczych (BL) w Pionie Badawczo-Rozwojowym (PB). Po co badania? Głównym celem badań urządzeń/obiektów/systemów jest potwierdzenie zgodności z założeniami technicznymi, wymaganiami normatywnymi lub wynikającymi wprost z docelowego przeznaczenia. Ogólnie ujmując badania polegają na weryfikacji właściwości badanych obiektów w znormalizowanych i kontrolowanych warunkach, ale odnoszących się do rzeczywistych warunków eksploatacji. BL weryfikuje wymagania stawiane urządzeniom przez dyrektywy (UE), normy lub dokumentacje techniczne. Dotyczy to zarówno badań urządzeń militarnych jak i komercyjnych. W przypadku badań na potrzeby obronności i bezpieczeństwa w laboratoriach są realizowane badania na etapie projektowania i weryfikacji modeli i prototypów (badania konstruktorskie) jak również badania finalne, otwierające drogę do starań o wdrożenie urządzenia na wyposażenie SZ RP. Czasami są to również badania okresowe lub nowo wprowadzanych partii urządzeń. Jeżeli chodzi o rynek komercyjny to wyniki badań stanowią podstawę dla producenta do wystawienia deklaracji zgodności CE lub są jednym z etapów kontroli jakości w procesie produkcyjnym.
Komora klimatyczna fot. OBR CTM Obszary działalności i akredytacje Laboratoria są akredytowane przez PCA (nr certyfikatów AB 295 oraz AB 296) oraz MON (nr certyfikatów 19/MON/2014 oraz 20/MON/2014). Co roku w ramach nadzoru Laboratoria podlegają ocenie przez audytorów z PCA, Wojskowego Centrum Normalizacji Jakości i Kodyfikacji (WCNJiK). Zdarzają się również audyty klienta lub pod nadzorem jednostek certyfikujących np. Polski Rejestr Statków (PRS) lub Det Norske Veritas (DNV). Główne obszary działalności obejmują: - Kompatybilność elektromagnetyczną; - Badania środowiskowe klimatyczne i mechaniczne; - Badania rozkładu potencjału elektrochemicznego konstrukcji metalowych w środowisku elektrolitycznym; - Badania bezpieczeństwa użytkowania wyrobu; - Pomiary pola magnetycznego od mechanizmów i urządzeń technicznych; - Badania w zakresie BHP ekspozycja na pole elektromagnetyczne i hałas w środowisku pracy. Badania środowiskowe pozwalają sprawdzić urządzenie pod kątem odporności i/lub wytrzymałości na czynniki mechaniczne i klimatyczne, występujące podczas eksploatacji. Urządzenia są sprawdzane pod kątem odporności na niskie i wysokie temperatury w komorze, która ma możliwość nastawiania temperatury w zakresie od -70 o C do +180 o C oraz na podwyższoną wilgotność do 98%.
W BL badana jest również odporność na narażenia mechaniczne wyrobów montowanych na pojazdach, jednostkach pływających czy też urządzeniach transportu np. w plecaku. Na potrzeby tych badań wykorzystywane są dwa podstawowe stanowiska. Stanowisko do badań wibracyjnych służy do generowania narażeń w postaci drgań sinusoidalnych, udarów mechanicznych czy też drgań przypadkowych. Narażenia tego typu pozwalają wyeliminować na etapie badań zakładowych możliwości uszkodzenia urządzeń w trakcie typowej eksploatacji na docelowym obiekcie przeznaczenia. Umożliwiają również weryfikację urządzeń pod kątem występowania rezonansów konstrukcji. Drugim stanowiskiem do badań mechanicznych jest maszyna udarowa, na której stole można umieścić obiekty o masie do 800 kg. Zakres narażeń to amplituda przyspieszenia o wartości do 100 g przy czasie trwania impulsu nie dłuższym niż 5 ms. Laboratorium Wibroakustyki i Odporności Udarowej fot. OBR CTM Dla dłuższych czasów trwania narażenia (ok. 35 ms) amplituda przyspieszenia osiąga wartość do 10 g. W ostatnim czasie laboratoria zostały wyposażone w maszynę wytrzymałościową, dzięki której będą badane m.in. amortyzatory i elementy posadowienia elastycznego urządzeń na nowo budowane jednostki MW RP. W połączeniu z doświadczeniem i wiedzą konstruktorów CTM ich zastosowanie pozwoli na kompleksowe podejście do zagadnień odporności udarowej oraz sposobów ograniczania skutków oddziaływania narażeń mechanicznych na urządzenia montowane na okrętach lub pojazdach. W zakresie kompatybilności elektromagnetycznej Laboratoria Badawcze zajmują się pomiarami emisji i badaniami odporności urządzeń, związanych zarówno z zaburzeniami przewodzonymi (propagowane/przenoszące się do urządzenia po przewodach zasilających, sygnałowych, sterujących, komunikacyjnych) jak i promieniowanymi (generowane np. przez sąsiadujące urządzenia, telefony komórkowe, sieci bezprzewodowe, itp.).
Laboratorium Kompatybilności Elektromagnetycznej fot. OBR CTM Głównym stanowiskiem badawczym jest komora rewerberacyjna, w której w zakresie odporności na zaburzenia promieniowane istnieje możliwość wygenerowania pola elektromagnetycznego o natężeniu do 200 V/m w zakresie częstotliwości do 18 GHz. Taki zakres parametrów umożliwia przeprowadzanie badań zgodnie z wytycznymi Norm Obronnych oraz wymagań międzynarodowych. Dzięki konstrukcji komory (klatka Faraday a) badania są wykonywane w kontrolowanych warunkach, nie wprowadzając zaburzeń do otoczenia i zapewniając bezpieczeństwo personelu wykonującego badanie. Laboratoria wykonują również badania związane z zaburzeniami oddziałującymi na urządzenia poprzez instalacje i tory kablowe. Są to badania dotyczące odporności na wszelkiego rodzaju stany przejściowe, wahania i zapady napięcia zasilania oraz zaburzenia typowe np. dla sieci zasilających lub sygnałów komunikacyjnych. Dla zachowania funkcjonalności w określonych warunkach eksploatacji urządzenia powinny spełniać wymagania związane z odpornością na tego typu zaburzenia. Wykonywane są także badania odporności na wyładowania elektrostatyczne, podczas których w kontrolowanych warunkach jest weryfikowane, czy urządzenie wytrzyma oddziaływanie ładunku elektrostatycznego, jaki może się zebrać na jego użytkowniku. W szczególności jest to istotna cecha z punktu widzenia bezpieczeństwa prac związanych z obsługą amunicji/zapalników oraz w środowisku podwyższonego zagrożenia (materiały łatwopalne, gazy). W BL istnieje możliwość pomiaru tłumienia pola elektromagnetycznego przez obiekty ekranujące. Na dedykowanym stanowisku możliwe jest sprawdzenie parametrów dotyczących wspomnianego tłumienia różnego rodzaju materiałów. Mogą to być elementy poszycia kadłuba, elementy obudów czy też specjalnie przygotowane szyby ekranujące pole elektromagnetyczne. Wymagania wysokiego tłumienia pola elektromagnetycznego mogą być stawiane np. dla elementów konstrukcji okrętów lub pomieszczeń specjalnego przeznaczenia.
Jednym z obszarów działalności Laboratoriów Badawczych jest ocena ekspozycji pracownika na czynniki środowiskowe w miejscu pracy. W szczególności dotyczy to ekspozycji na pole elektromagnetyczne i hałas w środowisku pracy. Jest to obszar regulowany prawnie wymaganiami zachowania zasad i norm BHP na stanowiskach pracy. Komora bezechowa fot. OBR CTM Laboratoria Badawcze posiadają również unikatowe w tej części Europy stanowiska do badań pól magnetycznych od obiektów. Dotyczy to zarówno pola stałego jak i przemiennego. Są to badania konieczne do wykonania dla urządzeń i mechanizmów okrętowych w procesie projektowania nowych jednostek, w szczególności przeznaczonych do zwalczania min. Laboratoria wykonują także szereg badań i pomiarów poza zakresem udzielonych akredytacji. Posiadana aparatura oraz kompetencje techniczne umożliwiają wykonywanie pomiarów drgań maszyn i urządzeń. Na stanowiskach badawczych możliwe jest sprawdzenie wytrzymałości urządzeń na ciśnienie hydrostatyczne. Stanowiska pozwalają również na wykonywanie badań własności magnetycznych materiałów czy też wyznaczanie bezpiecznej odległości urządzeń okrętowych od kompasów magnetycznych, co jest nieodzownym elementem badań urządzeń przeznaczonych na jednostki pływające, wymaganym m.in. przez Polski Rejestr Statków. BL posiada możliwość określania parametrów regulacyjnych systemu kompensacji pola magnetycznego oraz kształtowanie namagnesowania trwałego mechanizmów i urządzeń technicznych. Aparatura umożliwia także precyzyjne pomiary indukcji magnetycznej w zakresie od 10 pt do 3 T dla pasma częstotliwości od 0 Hz do 10 khz. Personel Laboratoriów Badawczych stanowią absolwenci szkół technicznych. Inżynierskie podejście jest konieczne przy przygotowaniu i wykonywaniu badań oraz opracowaniu sprawozdań z badań. Osoba realizująca taki proces musi posiadać wiedzę techniczną i doświadczenie z danego obszaru. Ze
względu na przeznaczenie każdy obiekt musi być traktowany indywidualnie. Niesie to za sobą konieczność ciągłego doskonalenia i utrwalania zdobytej wiedzy. Kompetencje i kwalifikacje personelu są weryfikowane podczas ocen przez jednostki akredytujące. Podsumowanie Zakres działalności Laboratoriów Badawczych OBR CTM S.A. jest zoptymalizowany pod kątem komplementarnego podejścia do badań wyrobów. Posiadane stanowiska pozwalają zrealizować większość badań wymaganych przez Normy Obronne oraz dokumenty odniesienia rynku komercyjnego. Laboratoria są ściśle ukierunkowane na badania urządzeń techniki morskiej, realizację jak również realizują badania sprzętu instalowanego na platformach lądowych i powietrznych. Badanie modelu niszczyciela min Kormoran II fot. OBR CTM Posiadana infrastruktura i wykonywane badania mają bezpośredni wpływ na jakość produktów oferowanych przez OBR CTM S.A. oraz klientów zlecających badania. Posiadane zaplecze techniczne umożliwia weryfikację właściwości urządzeń już na etapie prac koncepcyjnych i modelowych. Konstruktorzy wyrobów mają możliwości sprawdzenia założeń projektowych i wprowadzania ewentualnych korekt na wczesnym etapie realizacji produktu. Potencjał laboratoriów badawczych jest często wykorzystywany do prowadzenia prac badawczo-rozwojowych realizowanych w ramach programów NATO, czy Europejskiej Agencji Obrony EDA, jak również do tworzenia broni elektromagnetycznej w ramach projektu Impulsowe Działa Elektromagnetyczne. Laboratoria badawcze realizują ciągły rozwój poprzez podnoszenie kwalifikacji personelu oraz aktualizację i uzupełnienie infrastruktury badawczej. Dokumenty odniesienia (normy) są często aktualizowane do coraz to nowszych i ostrzejszych standardów. Niesie to za sobą konieczność weryfikacji i aktualizacji posiadanych stanowisk badawczych.
Przemysław Pozański, Rafał Namiotko OBR CTM S.A.