中国辐射卫生  2011, Vol. 20 Issue (4): 419-420  DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2011.04.024

引用本文 

赵同强, 卢锐, 吴家兵. 无损检测及其职业病危害因素与防护[J]. 中国辐射卫生, 2011, 20(4): 419-420. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2011.04.024.

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收稿日期:2011-03-21
无损检测及其职业病危害因素与防护
赵同强 , 卢锐 , 吴家兵     
十堰市东风职业病防治中心, 湖北 十堰 442000
摘要目的 全面了解各种无损检测的职业病危害因素, 以便采取相应的防护措施。方法 根据各种无损检测方法的原理和特性, 采用经验法等方法识别其产生的职业病危害因素。结果 对常用无损检测方法所产生的职业病危害因素进行了识别, 并提出针对性的防护措施。结论 针对各种无损检测方法所产生的职业病危害因素, 采用相应的防护措施, 确保无损检测工作人员的身体健康与安全。
关键词无损检测    危害因素    防护    

众所周知,无损检测通常又称为无损探伤,简称NDT。是在不破坏和损伤受检物体的前提下,探测其内部或外表缺陷的无损检测技术。金属、非金属和各种复合材料在生产、加工过程中常会出现气泡、分层、材质不均、粘合不良等各种缺陷。因此,在工业生产中,许多重要设备的原材料、零部件、焊缝等必须采取无损检测方法,及时的发现缺陷,以便改进生产工艺,确保生产质量。

检测原材料、零部件中缺陷的无损检测的方法十分广泛,声、光、电、热等多种物理效应均可应用。目前,最常见的无损检测方法有射线检测(RT)法、超声检测(UT)法、磁粉检测(MT)法、渗透检测(PT)法和涡流检测(ET)法等,其常用的设备主要有射线探伤机、超声波探伤仪、磁粉探伤仪、渗透探伤仪和涡流探伤仪。其职业病危害因素和防护措施也应无损检测方法的种类不同而差异很大。为此对常见的无损检测方法的用途、原理及其职业病危害因素和防护措施予以简要介绍。

1 射线检测(RT)法

射线检测(RT)法是利用X、γ等射线检查金属材料和非金属材料的内部,如铸件和焊缝中的气孔、夹渣、未焊透等体积性(圆柱状和球状)缺陷的一种无损检测方法。是目前应用最广泛的一种无损检测方法。

X、γ等射线在物质中具有衰减作用和一定的衰减规律,其穿透物质后的强度就小于穿透前的强度。其衰减的程度随被透照物质的种类、厚度或密度而不同。射线透过被检物质时,有缺陷部位(如气孔、夹渣等)与无缺陷部位对射线吸收能力不同。缺陷部位所含的空气或夹杂物对射线的吸收能力大大低于无缺陷部位对射线的吸收能力。透过有缺陷部位射线强度高于无缺陷部位射线强度,从而在照片或荧光屏上形成黑度较大的缺陷影像[1]

射线探伤(RT)法的职业病危害因素主要是电离辐射即X或γ等射线。其防止电离辐射对人体危害的基本措施是:缩短接触时间,增大防护距离和进行屏蔽防护等[2]

2 超声检测(UT)法

超声检测(UT)法是利用超声波能透入金属材料的深处,并由一截面进入另一截面时,在界面边缘发生反射的特点来检查金属件缺陷的一种无损检测方法,它主要用于检测形状比较简单的金属件内部或表面所存在的夹杂物(夹渣)、裂缝、缩管、气孔、分层、划伤和白点等缺陷。

人耳可听得见的声波的频率范围大致是20Hz至20kHz。频率大于20kHz的声波叫超声波。用于无损检测的超声波,频率为400kHz(0. 4MHz) ~ 25MHz,其中用得最多的是(1MHz ~ 5MHz)。超声波在介质中传播时,遇到不同介质界面具有反射特性,由于气体、液体和固体介质弹性差异很大,故对超声波的传播影响不同,所以在异质界面上就会产生反射、折射和波形反射。超声波检测(UT)法正是利用超声波在被检测材料中传播时,材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响,可以获得等于或大于超声波波长的缺陷或其他异质界面的反射波。在荧光屏上形成脉冲波形,根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。

由于我国对工业超声波危害的研究很少,安全标准亦未制订。超声波对人体的危害尚未有权威定论。其防治措施基本上是按照噪声控制的原则进行,在不影响设备性能的前提下,尽量降低其向周围辐射的强度,适当封闭或遮断超声源向操作人员处传播[3]

3 磁粉检测(MT)法

磁粉检测(MT)法是将待测磁性金属件加以磁化,再用润湿铁粉涂其表面以显示金属件表面和邻近表面下裂纹的探伤方法。

将待测金属件置于强磁场中或通以大电流使之磁化,若金属件表面或表面附近有缺陷(裂纹、折叠、夹杂物等)存在,由于它们是非铁磁性的,对磁力线通过的阻力很大,磁力线在这些缺陷附近会产生漏磁。当将导磁性良好的磁粉(通常采用磁性氧化铁粉)施加在物体上时,缺陷附近的漏磁场就会吸住磁粉,堆集形成可见的磁粉迹痕,从而把缺陷显示出来。非荧光磁粉检测时,在波长范围为400 ~ 760nm的可见光下观察磁痕。当采用广泛应用的荧光磁粉检测时,磁痕在波长范围为320 ~ 400nm的长波紫外线下激发出波长为510 ~ 550nm的黄绿色荧光。

尽管在我国常未制订磁场的卫生标准,但鉴于磁场对机体多器官、多系统的影响[3]。因此,荧光磁粉检测(MT)法的主要职业病危害因素应是紫外线灯产生的除长波紫外线外的中、短波紫外线和磁场。

对中、短波紫外线的防护措施主要是在紫外线灯上设置滤过片等防护设施和操作者佩戴防护眼镜、防护服等个人防护用品; 对磁场危害的防护是在作业现场采取抑制场源泄露,使漏场降低到最小程度,同时使场源磁强在传播中极大地衰减。

4 渗透检测(PT)法

渗透检测(PT)法是一种检测工件或材料表面缺陷的一种方法,可应用于各种金属、非金属、磁性和非磁性材料及零件的表面缺陷的检查。利用液体的毛细管作用,将渗透液渗入固体材料表面开口缺陷处。再通过显像剂将渗入的渗透液析出到表面显示缺陷的存在。从而达到无损检疵的目的。

由于渗透检测(PT)法使用的检测剂包括渗透液、去除剂(洗涤剂)和显影剂三种,渗透液主要由煤油等溶剂和苏丹红染料组成:去除剂(洗涤剂)主要使用丙酮、乙醇、汽油或三氯乙烯等多组分有机溶剂,干粉显影剂为氧化镁、氧化锌、碳酸钙、氧化钛等微粒的粉尘[4]。所以渗透检测(PT)法的主要职业病危害因素为丙酮、汽油和三氯乙烯等有毒化学物质。其主要防护措施是:采用先进设备技术改进工艺; 作业场所局部设置通风排毒设施; 尽量减少操作者与有毒物的接触时间和程度,如为操作者配备口罩、防毒面具、橡胶手套、防护服等个人防护用品等; 如有可能应采用低毒或无毒物取代有毒物。

5 涡流检测(ET)法

涡流检测(ET)法是一种检测金属工件、材料表面或近表面的裂纹、折叠、夹杂物和凹痕等缺陷的一种方法。将通有交流电的线圈置于待测的金属件上或套在待测的金属管外。这时线圈内及其附近将产生交变磁场,使金属件中产生呈旋涡状的感应交变电流—涡流。涡流的分布和大小,除与线圈的形状和尺寸、交流电流的大小和频率等有关外,还取决于金属件的电导率、磁导率、形状和尺寸、与线圈的距离以及表面有无裂纹缺陷等。因而,在保持其他因素相对不变的条件下,用一探测线圈测量涡流所引起的磁场变化,可推知金属件中是否存在缺陷及相关信息。由于涡流是交变电流,具有集肤效应,所以检测到的信息仅能反映金属件表面或近表面处的情况。

涡流检测(ET)法的职业病危害因素主要是以电场为主的电、磁场。其防护措施主要是尽量减少操作者的接触时间和设置屏蔽防护措施,包括采用防护服等个人防护用品。

无损检测方法多种多样,无损检测人员在操作过程中,或多或少都要受到工作场所环境中有毒有害物质的影响,这些职业病危害因素严重损伤着无损检测人员的身心健康。只有搞清各种无损检测方法所产生的职业病危害因素,才能有的放矢的采取应对措施。避免或尽量减少无损检测对操作者的健康损害。

参考文献
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