Орловский завод электронных приборов (ОРЗЭП) или как делали радиолампы Часть 1Г. В. Кулибабин Бывший технический директор ОАО "ОРЗЭП" Одним из предприятий, выпускавших радиолампы, в СССР был Орловский радиоламповый завод, который в разное время носил названия:
- Машиностроительный завод;
- Завод им. 60-летия Октября;
- Орловский завод электронных приборов (ОРЗЭП).
Завод вступил в строй в 1961 г. и был спроектирован на выпуск сверхминиатюрных приёмно-усилительных ламп (СМПУЛ) которые производились до 1991г.
В становлении предприятия и его производства в разное время большую роль сыграли специалисты ведущих радиоламповых заводов и институтов страны:
- «Светланы», г.Ленинград;
- НИИ «Волга», «Рефлектора», г. Саратов;
- «НЭВИ» и «НЭВЗ», г. Новосибирск;
- «МЭЛЗ», г. Москва.
Так как. завод производил СМПУЛ, в городе его называли на местный манер «Малюткой». Для вакуумных заводов были характерны уменьшительно-ласкательные прозвища. Например, в Калуге радиоламповый завод называли «Лампочкой».
О радиолампах, которые выпускал Орловский радиоламповый завод (далее ОРЗЭП)
1. Пальчиковые приёмно-усилительные лампы ППУЛ 6Н1П, 6П15П и 6Ф1П, которые, наряду с нашим предприятием производили многие радиоламповые заводы страны, для обеспечения массового выпуска телевизоров и для высококачественной звуковоспроизводящей аппаратуры. Наиболее массовое изделие 6Ф1П изготавливалась до 1.5 млн. шт. в месяц только в Орле.
2. СМПУЛ серии «Дробь» 6Д6АВ-В, 6Н16Б-В, 6Н17Б-В, 6Ж1Б-В, 6Ж5Б-В, 6С6Б-В, 6С7Б-В.
Подобного типа лампы других номиналов выпускались Московским заводом МЭЛЗ.
Предназначались для усиления электрических сигналов с малыми собственными искажениями в широком спектре частот, генерирования и преобразования ВЧ колебаний, детектирования и выпрямления ВЧ и СВЧ колебаний, для работы в импульсных режимах.
Имели малые габаритные размеры диаметр 10.2мм (6Д6А-В-7.2мм).
Характеризовались высокой надёжностью и стабильностью работы при воздействии значительных механических нагрузок. Низкий уровень шумов и, как следствие, высокое качество обработки сигналов самой различной формы. Высокая надёжность в условиях воздействия высоких температур (до 200°С), высокая стойкость к ионизирующему излучению. Применялись в РЛС, навигационных устройствах, переносных и передвижных средствах связи, в устройствах, работавших в радиоактивных зонах, условиях космоса.
3. СМПУЛ стержневой конструкции разработки академика Авдеева Валентина Николаевича 1Ж18Б, 1Ж29Б-В, 1Ж29Б-Р, 1П22-Б-В, 1П24-Б-В, 1Ж37Б. Изделия данного типа производились также в Новосибирске НИИ «Восток» и НЭВЗ («Союз»).
Предназначались для усиления напряжения высокой и промежуточной частоты, усиления и генерирования ВЧ колебаний, усиления, генерирования и преобразования ВЧ напряжений, а также для усиления мощности в радиотехнических устройствах.
Малогабаритные размеры (более миниатюрные, чем американские лампы) - диаметр 8.5 мм (1П22-Б-В, 1П24-Б-В 10.2мм), экономичность, низкий уровень шумов, высокое входное сопротивление, малые значения междуэлектродных емкостей. Высокая надёжность и стабильность работы в условиях высокой температуры, механических нагрузок, ионизирующего излучения.
Широко применялись в переносных и передвижных средствах связи, в радиолокационных и навигационных устройствах, малогабаритной аппаратуре УКВ, устройствах, работавших в радиоактивных зонах, условиях космоса.
Особенности ламп стержневой конструкции на примере 1Ж29Б-В
- Высокая плотность тока (400-600мА/см²;
- Время готовности менее 1 сек (благодаря прямонакальному катоду);
- Долговечность 5 000 часов;
- Стабильность, безотказность, точность в интервале температур от -60 до +125°С
- Входное сопротивление в десятки раз выше, чем у других ламп;
- Минимальные шумы из всех тогда существовавших радиоэлементов;
- Стойкость к вибрациям, выдерживали до 500 g;
- Стойкость к излучениям,
- Чувствительность без дополнительного усиления сигнала доли микрона, в отличие от индукционных датчиков (при использовании в качестве активного элемента в магнетометре);
- Частотный диапазон до 250 Мгц;
- Усиливают и преобразовывают и постоянный и переменный сигнал;
Недостаток: необходим источник на три питающих напряжения: 1.2В, 60В, 40В.
Стержневые лампы созданы как альтернатива транзисторам, которые в тот момент, в СССР, уступали американским. Эти лампы были более миниатюрными в сравнении с американскими, работали на высоких частотах. Они позволяли закрыть потребности военных почти во всех видах связи.
Работали в рекордном диапазоне температур - от минус 60º до плюс 125 º С.
Увы, работая на предприятии, ни я ни мои коллеги долгое время не знали, что радиопередатчики первого спутника Земли, корабля Гагарина и всех первых космонавтов были созданы на основе ламп стержневой конструкции.
Согласен с теми, кто ставит Авдеева Валентина Николаевича в один ряд с Королёвым Сергеем Павловичем. Ведь без его участия не было достижений в области космоса и обороны.
Из субминиатюрных выпускались лампы серии «Патрон» 1С1А и 06П1А, а также лампы серии «Молекула» 1С38А и 1Ж25Р.
Логотипом Орловского радиолампового завода было обозначение электрона – окружность с минусом внутри.
Итак, что это такое - радиоламповый завод?
Радиоламповые заводы относились к фондоёмким отраслям машиностроения. Специфика технологии производства изделий предъявляла ряд особых требований к строительству и эксплуатации производственных зданий и сооружений: жёсткий метеорологический режим - регламентируемые температура, влажность, запылённость. Требовались изоляция производственных помещений от внешней среды, кондиционирование и фильтрация воздуха, изоляция всех инженерных коммуникаций, специальная отделка помещений изнутри.
Изложенные требования объединены в известном термине – вакуумная гигиена.
ПУЛ, тем более СМПУЛ имели небольшие геометрические размеры, сложную и точную технологию, высокую трудоёмкость изготовления, отсюда вытекают особенности их производства:
- преимущественное использование женского труда, как у всех мировых производителей аналогичной продукции;
- специфичность профессий рабочих;
- высокий процент ИТР и вспомогательных рабочих,
- высокий удельный вес инструмента и производственной оснастки.
Длительное время, преобладающая доля продукции выпускалась с приёмкой заказчика, причём не только по частным техническим условиям (ЧТУ), но и по специальным частным техническим условиям (СЧТУ). Из четырёх сборочных цехов только один, правда, самый крупный, цех выпускал продукцию общепромышленного назначения. Всё это привносило очень специфические особенности.
Для радиоламповых заводов, как и для всей электронной промышленности в целом, обязательным было планирование допустимых неизбежных технологических потерь, а также выходов годных изделий. Это связано с недостаточной управляемостью технологических процессов при их производстве.
Обязательное условие производства электровакуумных приборов - наличие мощной энергетической инфраструктуры. На ОРЗЭП действовали:
- станция для производства азота и кислорода, на нашем предприятии использовалась мощная станция «АК-6» одесского производства, с разделением газов по методу академика Капицы;
- станция для производства водорода и кислорода (электролизёры);
- ионно-обменная станция для производства деионизованной воды с очень низким сопротивлением;
- компрессорная станция для подачи воздуха высокого и низкого давления;
- станция оборотной воды;
- промышленные системы кондиционирования помещений монтажа и горячих операций;
- две водяные скважины (одна резервная);
- дублирующие мощности для поставки электроэнергии, т.к. ряд производств относился к неостанавливаемым (не допускал аварийного отключения электроэнергии). Например, азотно-кислородная станция для вывода на режим требовала около двух суток, столько же на отключение;
- мощное газовое хозяйство, инфраструктура для подвода большого количества природного газа. Газ использовался при изготовлении ножек и колб в специальном стекольном цехе, и во всех сборочных цехах на т.н. «горячих операциях».
Трубопроводные коммуникации предприятия, длиной порядка 30 км, были выполнены из нержавеющей стали.
На все компоненты инфраструктуры были установлены жёсткие стандарты, которые постоянно контролировались.
Сами энергетические производства и объекты, потребляли около 40% от потребляемой предприятием электроэнергии.
Энергозависимость стала одной из причин стремительного развала вакуумных производств, когда потребность в продукции снизилась ниже критической отметки, а рост стоимости электроэнергии сделал невозможным дальнешее функционирование.
Электровакуумный завод, к числу которых относился и Орловский, в обязательном порядке должен обладать следующими заготовительными производствами:
- штамповочным;
- стекольным;
- сетконавивальным;
- технохимическим;
- сборочным;
- инструментальным;
- отделом механизации и автоматизации;
- цехом спецтехнологического машиностроения.
Всё это требовало квалифицированных кадров технических служб, ОКБ.
С сегодняшних позиций - это северокорейская система чучхэ (максимальное самообеспечение). Но тогда по-другому было нельзя. Электронная промышленность СССР была одним из островов. Надеяться в решении многих проблем можно было только на себя, поэтому многие электровакуумные заводы страны обладали собственными мощностями по производству спецматериалов на местах. Например, сами варили стекло, изготавливали платинит, проволоку тугоплавких материалов и много чего ещё.
Не самая эффективная форма организации. Но, в то время аутсорсинг не был в ходу.
Однако, это позволяло быть гибкими, быстро перестраиваться, пробовать и осваивать новое в кратчайшие сроки, все было под рукой.
Электровакуумный завод обладал значительными мощностями для проведения технологических тренировок и испытаний электрических параметров ламп, оборудованием для проведения конструктивных, периодических и испытаний на надёжность и долговечность.
Только некоторые специальные испытания проводились вне завода.
Большая номенклатура и разнотипность выпускаемых приборов, требовали огромного количества и ассортимента испытательного оборудования и стендов, для размещения которого требовались значительные площади и большой штат обслуживающего персонала высокой квалификации.
Особого внимания заслуживает работа технологических, технических служб и службы качества.
Как отметил кто-то из патриархов вакуумного производства нарисовать можно всё.
А вот изготавливать в массовом порядке изделия с длиннейшей технологической цепочкой, с участием чуть ли не всей таблицы Менделеева с надёжностью до четырёх девяток, когда из 10 тысяч имеет право отказать в течение гарантийного срока только одно изделие. Это надо уметь.
Заготовительные производства
ШтамповкаВ основном из очень тонких листов и проволоки.
Из материалов, которые не «газят» при нагреве в вакууме.
В первую очередь это никель, тугоплавкие материалы.
Громаднейшая номенклатура, тысячи наименований деталей, которые в месяц изготавливались тысячами и миллионами штук. Поэтому многочисленные переналадки оборудования.
Особые требования к оснастке и наладчикам.
Стеклозаготовительное производство.Ножки, колбы, штенгели и другие стеклянные детали пальчиковых и СМПУЛ производились из свинцового стекла. Не удивительно, что вакуумные производства, где были стекловаренные печи, производили и хрусталь (например, в Дятьково).
Стеклозаготовительный цех на ОРЗЭП был на хорошем техническом и технологическом уровне, один из лучших среди подобных в Союзе. Использовались механизированные линии по производству колб. Плоские ножки пальчиковых и сверхминиатюрных ПУЛ штамповались на многошпиндельных автоматах и полуавтоматах. Ножки выпускались как штырьковые для пальчиковых ПУЛ, так и с гибкими выводами, для СМПУЛ, вакуумных индикаторов накаливания и, впоследствии, для цилиндрических, низковольтных вакуумных катодолюминисцентных индикаторов.
Выводы изготавливались из платинитовой проволоки (железоникелевый сердечник в медной рубашке). Платинит обладает одним коэффициентом термического расширения со стеклом и обеспечивает вакуум-плотный спай.
Сетконавивальное производствоИспользовалось как оригинальное оборудование, вывезенное после войны из Германии, так и отечественное, собранное методом обратной разработки (воспроизведенное в СССР саратовским заводом электронного машиностроения).
В качестве навивочного материала на первые сетки ламп использовалась позолоченная вольфрамовая проволока, на вторые и третьи шла молибденовая.
В качестве траверс использовался никель
Специфические и сложные техпроцессы.
Технохимическое производствоРешало следующие проблемы:
1. Обработать детали внутриламповой арматуры, чтобы исключить газоотделение в процессе производства и, во время эксплуатации лампы.
Для этой цели использовались установки промывки в деионизованной воде, в различных промывных и обезжиривающих средах, в том числе с применением ультразвука и ультразвука под давлением, ванны для травления и обезжиривания.
Применялись различные типы печей отжига деталей: камерные, туннельные, в атмосфере водорода, азота, кислорода, в вакууме.
Имелись частки нанесения покрытий на детали арматуры (золочение, бронзирование, серебрение, олово-висмут, оксидирование).
Согласно стандартам предприятия устанавливались сроки, в течение которых детали, прошедшие технохимическую обработку, должны были быть смонтированы и пройти откачку. Детали до сборки хранились специальных хранилищах с гермошкафами, при постоянной подаче в зону хранения азота.
2. Изготовить ответственные комплектующие и химкомпоненты с применением технохимических процессов, в т.ч. подогреватели и прямонакальные катоды, промывные и травильные растворы, компаунды, растворы люминофоров (поставщик НПО Люминофор г. Ставрополь) и многое другое.
Учитывая, что объёмы некоторых химических продуктов были маленькими, использовались, так называемые, «кастрюльная и стаканная» технологии. Когда в качестве химической посуды использовались кастрюли и стаканы.
Сборочные производстваСборочное производство состояло из четырёх цехов. Организационно включали в себя монтаж, горячие операции, участки технологической тренировки, первичных испытаний, склад выдержки после первичных испытаний, повторных испытаний и сдачи продукции.
Монтажи представляли собой помещения, где одновременно работало по 300-600 монтажниц. Помещения были оборудованы системами искусственного климата. Они работали за монтажными столами с противопылевыми колпаками и с подаваемым воздухом для создания в рабочей зоне избыточного давления. Помещение было оснащено системой кондиционирования, воздух очищался, проходя через фильтры, установленные на техническом этаже, а затем, через специальные мешки из ткани Петрянова, подвешенные в виде «колбас» под потолком.
В монтажных помещениях дважды в день проводилась влажная уборка (как сказали бы сейчас клининг), раз в месяц мылись стены.
По мере загрязнения менялись мешки на фильтрах.
Обязательные условия соблюдения электронновакуумной гигиены:
- ношение технологической одежды из безворсных спецтканей (стирание каждые 5 дней);
- ношение шапочек, полностью закрывающие волосы;
- кожаные тапочки.
- полный запрет на косметику;
- обязательное мытьё рук перед началом работы и после каждого посещения туалета, сециальные требования перед началом смены к обработке приногтевой зоны и (т.н. промышленный маникюр);
- в рабочем помещении не должно быть никаких посторонних предметов, кроме тех,
которые указаны в технологических картах и инструкциях;
- прием пищи разрешался только в столовой, или в комнатах приёма пищи;
Доступ в монтажах и горячих операциях осуществлялся через шлюзование.
Имелись отдельные зоны для:
- верхней одежды;
- платья и личной обуви, в которой также хранились личные халаты и технологическая обувь, в специальных сумках;
- потоотделение на руках, контролировалось с применением технических средств дважды в смену;
- в рабочее время категорически запрещалось любое хождение;
- жёстко контролировалось состояние помещений, всё должно быть покрашено, чтобы исключать возможность появления пыли.
Соблюдение электронно-вакуумной гигиены ежедневно контролировалось группой метрики цеха, а также периодически контролирующими службами.
Количество пыли в воздухе измерялось специальными переносными устройствами.
Контролировались температура и влажность среды, сопротивление деионизованной воды, жирность и сухой остаток спирта, и другие параметры.
Такой же порядок действовал и на горячих операциях.
Эти требования не были чрезмерными.
В Японии молодые девушки, подписывая контракт на работу монтажницей (для производства определённых категорий приборов), брали на себя обязательства не есть перед работой рыбу, не вступать в отношения с мужчиной, и, даже, брить при устройстве на работу полностью брить волосяной покров.
За несколько лет работы японка зарабатывала себе приличное приданное. Наши монтажницы были высокооплачиваемыми, на фоне своих подруг других городских предприятий.
Пакеты ППУЛ собирались на 4-х местных механизированных установках. Монтажницы на движущиеся оправки последовательно устанавливали нижние слюды, катоды, сетки, аноды, верхние слюды.
Сборку пакетов сверхминиатюрных ламп с витыми сетками («Дробь») удалось механизировать с большим трудом, с помощью линии, поступившей с МЭЛЗ (Московского электролампового завода). Москвичи запустить её так и не смогли.
В Орле запуск этого оборудования состоялся благодаря таланту специалистов ОМА и наладчиков цеха, которые буквально переделали эту машину и придумали ей дополнительные узлы, которые отсутсвовали с завода-поставщика. С другой стороны, пришлось существенно ужесточить допуски на сетки и аноды, что добавило серьёзную головную боль заготовительному производству. Особый разговор, как удалось убедить представителей заказчика, разрешить её внедрение. Зато данная механизация решила очень злободневные проблемы. Смягчились требования к профотбору, упростилось производство, сократилась текучесть. Обучение монтажниц с 9 месяцев (!) сократилось до трёх, увеличилась производительность. В несколько раз уменьшилась текучесть кадров среди монтажниц.
Доработанная линия, впоследствии, была дублирована и все серийно производимые триоды и пентоды серии «Дробь» собирались на этих линиях.
Конечно, потребовались высококвалифицированные наладчики.
Механизированная сборка СМПУЛ с витыми сетками в СССР производилась только на Орловском заводе электронных приборов.
Сборку пакетов стержневых ламп механизировать не удалось.
Их собирали на специальных оправках под микроскопом. Определённое искусство было необходимо для приварки прямонакальных катодов. На приспособлениях и оправках собирались и субминиатюрные ПУЛ (серии «Патрон» и «Молекула»).
После сборки пакеты поступали на операцию, где на монтажных столах в катоды устанавливались подогреватели, на монтажносварочных столах производились различные сварки деталей пакета, приваривались перемычки, ножка.
Микроточечная сварка, производилась в атмосфере азота, пропущенного через спирт. Использовались микроскопы.
Все монтажницы делали на арматуре свои персональные метки-педписи (для объективной идентификации брака).
Далее производился контроль под микроскопом, промывка в установках проточной деионизованной воды. Обычно думают, что промывают в спирте, однако, в спирте производится сушка. Хотя спирта электровакуумное производство потребляло многие тонны.
После промывки приваривался газопоглотитель.
Затем, на собранную арматуру одевалась колба со штенгелем, и, будущая лампа поступала на так называемые «горячие операции».