工業(yè)X射線探傷室設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述

工業(yè)X射線探傷室設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述賈鵬軍;王聯(lián)國(guó)【摘要】為滿足對(duì)X射線探傷輻射防護(hù)越來(lái)越嚴(yán)格的要求,本文介紹了X射線探傷室的一般設(shè)計(jì)過(guò)程及部分設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),同時(shí)闡述了在屏蔽計(jì)算、防護(hù)鉛門、土建、通風(fēng)、水電暖、暗室、采光等設(shè)計(jì)方面應(yīng)注意的技術(shù)問(wèn)題,并簡(jiǎn)述了X射線探傷室在后期使用中應(yīng)注意的問(wèn)題.【期刊名稱】《內(nèi)蒙古石油化工》【年(卷),期】2013(000)019【總頁(yè)數(shù)】3頁(yè)(P65-67)【關(guān)鍵詞】X射線探傷室;屏蔽;設(shè)計(jì)【作者】賈鵬軍;王聯(lián)國(guó)【作者單位】中國(guó)石油集團(tuán)石油管工程技術(shù)研究院,陜西西安710077;中國(guó)石油集團(tuán)石油管工程技術(shù)研究院,陜西西安710077【正文語(yǔ)種】中文【中圖分類】TG115.281XXX探傷用X射線的防護(hù)有3種方法：屏蔽防護(hù)、距離防護(hù)、時(shí)間防護(hù)。車間內(nèi)使用XX參考。下面以某研究所探傷室設(shè)計(jì)過(guò)程為例，簡(jiǎn)述工業(yè)X射線探傷室的設(shè)計(jì)過(guò)程。圖1X射線探傷機(jī)輻射示意圖設(shè)計(jì)依據(jù)本探傷室按300kV、5mA定向X射線探傷機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)（如圖1）。探傷機(jī)型號(hào)XXQ－300。5D（定向），技術(shù)參數(shù)為：輸入功率3.0kW；管電壓調(diào)節(jié)范圍170～300kV；管電流5mA；焦點(diǎn)尺寸2.3×2.3mm2；有效角度40°±5°；最大穿透（A3鋼·mm）45mm；靈敏度1.5%。XXμmXI0XdρX射線強(qiáng)度Iμm：X定產(chǎn)品缺陷的位置、大小、形狀和種類，確保產(chǎn)品的質(zhì)量[1］。年劑量當(dāng)量限制水平控制值依據(jù)《電離輻射防護(hù)和輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》（GB18871－2002）[3］和《工業(yè)X射線探傷衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》（GBZ117－2006）[4］的相關(guān)條款規(guī)定：①公眾照射。1mSv5超過(guò)1mSv，則某一單一年份的有效劑量可提高到5mSv。這里規(guī)定的劑量限值，是不允許接受的劑量范圍的下限，不是允許接受的劑量范圍的上限，其不能直接用5量（但不可作任何追溯平均），為20mSv（本次評(píng)價(jià)劑量約束值取其1／4，即5mSv）；③在工程設(shè)計(jì)時(shí)，輻射防護(hù)設(shè)計(jì)的劑量限值規(guī)定為：公眾成員個(gè)人年有效劑量限值為0.25mSv；輻射防護(hù)工作人員個(gè)人年有效劑量限值為5mSv。探傷室的設(shè)置應(yīng)充分考慮周圍的放射安全，操作室與探傷室應(yīng)分開(kāi)并避開(kāi)有用線束照射的方向。屏蔽設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮有用線束照射的方向和范圍，裝置的工作負(fù)荷及室外情況。在進(jìn)行屏蔽墻設(shè)計(jì)時(shí)可取公眾劑量約束值0.3mSv／a，并要求探傷室屏蔽墻外30cm處空氣比釋動(dòng)能率不大于2.5μGy／h，無(wú)迷道探傷室門的防護(hù)性能應(yīng)與同側(cè)墻的防護(hù)性能相同。探傷室主要尺寸確定根據(jù)被檢管材的最大尺寸（直徑×壁厚×長(zhǎng)度）1422mm×40mm×7000mm；X（長(zhǎng)×寬×高）9.0m×7.2m×4.0m；探傷室大門為（寬）2.3m×（高）2.5m；探傷室小門（寬）0.8m×（高）2.0m。探傷室側(cè)面設(shè)置操作室、暗室、評(píng)片室、設(shè)備室等輔助用房（如圖2所示）。圖2某研究所探傷室平面布局圖探傷室屏蔽設(shè)計(jì)探傷室屏蔽墻防護(hù)門防護(hù)效果計(jì)算距探傷機(jī)Rm處的劑量率估算選用李德平、潘自強(qiáng)編著的《輻射防護(hù)手冊(cè)》第一分冊(cè)[5］233頁(yè)公式（4.4）。式中：X—距X射線管固定距離r米處照射量率（mSv／min）；X0—X射線機(jī)輸出量，R／mA·min；I—管電流mA；8.76—光子比釋動(dòng)能和照射量間轉(zhuǎn)換系數(shù)（mGy／R）探傷室屋頂防護(hù)效果計(jì)算該探傷室為一層結(jié)構(gòu)，探傷室屋頂無(wú)人員逗留，屋頂防護(hù)能力參照GBZ／T220.2－2009《建設(shè)項(xiàng)目職業(yè)病危害放射放射防護(hù)評(píng)價(jià)規(guī)范第二部分放射治療裝置》附錄C[6］提供的天空散射輻射劑量率計(jì)算方法估算：式中：Hs—地面的天空散射輻射劑量率，（μGy／h）；H1—探傷機(jī)頂上方2m處的劑量率，（μGy／h）；與輻射源位置和屋頂尺寸有關(guān)的立體角，（Sr）；X—地面某點(diǎn)與射線束中心軸的水平距離（m），根據(jù)該所探傷室周圍環(huán)境狀況及經(jīng)驗(yàn)取10m。按照上式計(jì)算出在沒(méi)有屋頂?shù)那闆r下天空散射對(duì)計(jì)算點(diǎn)的影響。立體角：式中：Ω—與輻射源位置和屋頂尺寸有關(guān)的立體角，（Sr）a—屏蔽室1／2寬度（m）。2.95；b—屏蔽室1／2長(zhǎng)度（m）。3.85；c—輻射源距屋頂?shù)木嚯x（m），3.2。探傷室設(shè)計(jì)結(jié)果該所探傷機(jī)曝光時(shí)間與停機(jī)休息時(shí)間比例為1∶1，探傷室探傷每班曝光時(shí)間最大為240min，車間全年工作日數(shù)為250天，全年曝光時(shí)間最大為1000h。探傷室定向探傷作業(yè)時(shí)使用XXQ－3005型定向工業(yè)X射線探傷機(jī)，有用射線束朝東。探傷室設(shè)計(jì)凈空間為5.9m×7.7m×4.0m，屏蔽墻為65cm的混凝土，屋頂為25cm的混凝土澆筑，設(shè)計(jì)貨物進(jìn)出防護(hù)門和人員進(jìn)出防護(hù)門的防護(hù)能力為20mmPb，人員進(jìn)出防護(hù)門外設(shè)計(jì)有迷道與控制室相連，迷道墻為40cm混凝土墻。理論計(jì)算表明探傷室主體工程及防護(hù)門厚度滿足輻射防護(hù)要求。探傷室設(shè)計(jì)應(yīng)注意的其他問(wèn)題防護(hù)大鉛門及小鉛門。照射室大門及迷道小門采用防護(hù)鉛板門，應(yīng)帶有電動(dòng)連鎖裝置及X光報(bào)警燈。照射室大門的防護(hù)鉛當(dāng)量20mm，防護(hù)門與防護(hù)墻門框之間的搭接寬度為300mm，門體與門洞搭接處間隙不小于10mm；迷道小門的防護(hù)鉛當(dāng)量20mm，防護(hù)門與防護(hù)墻門框之間的搭接寬度為300mm。門體與門洞搭接處間隙小于10mm。土建部分：防護(hù)墻及屋面板應(yīng)密實(shí)，整體鋼筋砼墻應(yīng)一次連續(xù)澆搗，不留施工縫，若條件不具備時(shí)，應(yīng)留企口縫、錯(cuò)口縫或嵌鉛板平縫，材料強(qiáng)度等級(jí)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙同時(shí)要防止骨料“沉底”現(xiàn)象；屏蔽室主體結(jié)構(gòu)宜一次澆筑完畢；大體積混凝土應(yīng)設(shè)構(gòu)造鋼筋，以防收縮開(kāi)裂[7］。通風(fēng)部分：為了保證探傷室的整體輻射防護(hù)效果，探傷室屏蔽墻墻體上不宜設(shè)置通風(fēng)換氣口，如果在屏蔽墻體上設(shè)置通風(fēng)換氣口，那么探傷機(jī)所產(chǎn)生的X射線將通過(guò)通風(fēng)換氣口向外環(huán)境產(chǎn)生輻射影響。故應(yīng)采用“U”型結(jié)構(gòu)，將通風(fēng)管從探傷室引到室外，通過(guò)通風(fēng)機(jī)對(duì)探傷室實(shí)施通風(fēng)換氣，這樣可有效防止探傷室通風(fēng)換氣口的輻射對(duì)周圍環(huán)境的影響。為置換X射線機(jī)所激發(fā)的大量臭氧及氮氧化物，按《機(jī)械工廠建筑設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》，要求探傷區(qū)設(shè)置機(jī)械排風(fēng)，通風(fēng)量2495m3／h通風(fēng)管道設(shè)在探傷室的左下角，采用迷道設(shè)計(jì)，以補(bǔ)償防護(hù)墻因通風(fēng)道的削弱，防止射線的泄漏。屏蔽室輔助設(shè)備布置：屏蔽室設(shè)計(jì)有電動(dòng)平車1部（4t，含導(dǎo)軌）、電動(dòng)吊葫蘆1臺(tái)（4t）、實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、電動(dòng)防護(hù)鉛門、接入380V電源并安裝電源接口（備用）。水、電、暖、電話線、網(wǎng)線設(shè)置。500mm，墻體不許留洞、留槽（所有電路全部走明線）。電路接地裝置必須離開(kāi)地下管道。暗室設(shè)計(jì)：暗室為墨綠色地板磚，深色鋁塑板吊頂，內(nèi)墻體刷墨綠色涂料。暗室設(shè)有給水、排水措施，主要用于膠片處理所需藥液的配置。暗室設(shè)有空調(diào)及換氣扇各一臺(tái)，方便控制洗片液的溫度以及室內(nèi)通風(fēng)。評(píng)片室布置有電話線及網(wǎng)線，方便工作聯(lián)系。室內(nèi)采光：該射線室層高4m，輔助用房層高3.5m；輔助用房采用自然采光和人工采用相結(jié)合，屏蔽室頂部采用250mm混凝土覆蓋，設(shè)3排（共9組）照明燈，不考慮自然采光。7探傷室使用中應(yīng)注意的問(wèn)題X應(yīng)進(jìn)行周期監(jiān)測(cè)和定點(diǎn)監(jiān)測(cè)，建立個(gè)人劑量檔案，預(yù)防事故發(fā)生。8結(jié)束語(yǔ)本工程竣工后，經(jīng)過(guò)當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)管理部門有關(guān)人員前來(lái)作了各項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)，安全及其他要求完全達(dá)到國(guó)家環(huán)境保護(hù)管理等部門的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，順利通過(guò)了驗(yàn)收。[參考文獻(xiàn)］張維娟，喻鐵華，陳相弘.X射線探傷輻射防護(hù)問(wèn)題的探討及改進(jìn)[J］2013，（16）：314～315.張俊哲.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用（第二版）[M］.