19 октября 1821 г. Черепанов и Колунов переступили порог петербургской конторы Демидова. В отчете ее сотрудников заводовладельцу рассказывалось о программе технических усовершенствований, намеченных Черепановым на нижнетагильских заводах. Эта программа выходила далеко за рамки обязанностей плотинного мастера. По сути, Черепанов уже мыслил как механик всех нижнетагильских заводов. Этот очевидный факт наконец-то осознали и демидовские управляющие. В одном из писем заводовладельцу они просили «сравнять его (Черепанова) окладом с плотинным Нижне-Тагильского завода и положить вместо назначаемых 150-ти по 200 руб. (в год), ибо он, возвратясь в свое место, не может уже почитаться только плотинным Выйского завода, а ему нужно будет находиться там, где надобность востребуется».
Сам же Черепанов задержался в Петербурге, он получил предписание осмотреть различные заводы и фабрики в российской столице и ее окрестностях. Речь главным образом шла о Колпинском заводе. Колпинские или Ижорские заводы принадлежали Адмиралтейству, они находились на реке Ижоре недалеко от Петербурга. В начале XIX в. производство на этих заводах значительно расширилось, паровые двигатели здесь начали создавать с 1820 г. Управляющие демидовских заводов ничего не имели против того, чтобы Черепанов знакомился с опытом других предприятий, но как только дело доходило до осуществления намеченных мастером серьезных технических нововведений, сразу начинали его стопорить. В частности, делали вид, что ничего не знают о черепановской «фабрике» – группе высококвалифицированных мастеров, подобранных лично Черепановым для решения самых сложных технических задач. Управляющие пытались доказать Демидову, что для строительства паровых машин на нижнетагильских заводах нет ни технической базы, ни соответствующих кадров. Управляющие П. Данилов и А. Любимов писали Демидову, что, если он все-таки примет решение обзавестись паровой машиной, ее лучше заказать на стороне, желательно у иностранцев, пусть даже это обойдется дороже собственного производства. О том, что в таком случае уральские заводы попали бы в техническую кабалу к иноземцам, постоянно переплачивая им за ремонт и комплектующие, они предпочитали умалчивать.
В начале 1822 г. Черепанов вернулся в Нижний Тагил, вскоре последовало распоряжение заводовладельца назначить плотинного Выйского завода главным механиком по всем нижнетагильским заводам. В мае 1822 г. заводоуправление вынесло «определение» о включении Ефима Черепанова в свой состав в качестве пятого члена, «предоставляя ему в полное распоряжение» устройство водоотливных машин и иных заводских сооружений. Впоследствии Н. Н. Демидов признавал, что его приказчики, как тагильские, так и петербургские, всячески старались отговорить его от назначения Черепанова главным механиком. Сам же Демидов объяснял это Черепанову тем, что тот «не происходил из писарей». Т. е., с одной стороны, просто не был для заводской бюрократии своим, а с другой – конторские боялись, что на фоне знающего и деятельного человека им будет труднее пускать хозяину пыль в глаза, доказывая свою незаменимость.