微小防护区安全射线检测技术(简称: M-RT), 是于2004年由国外引进并开发的先进γ射线探伤技术。可对透照单壁厚小于40mm的碳钢、合金钢及不锈钢材质的压力容器、压力管道及特种设备对接焊缝进行γ射线探伤, 适用于时间短、工期紧及安全防护要求高的探伤检测工作。

本文通过某无损检测公司对某电厂模拟探伤作业时实际防护距离的设置来介绍M-RT在辐射安全防护方面的优越性。

1 辐射防护监测情况 1.1 探伤现场概况

某电厂对蒸汽输送管道进行改扩建, 项目完成后需要对管道进行无损探伤。需探伤的管道双壁厚44mm, 材质16MnR, 部分管道直接穿过车间并靠近控制室等人员无法撤离的敏感区域, 无损检测公司采用铱-192放射源侧壁透照, 放射源活度为3.0×10¹² Bq (约81Ci), 按传统的移动式γ探伤技术, 经理论计算^[1], 控制区和监督区边界距源心的距离分别达到54m和132m, 根据相关资料, 实测距离和计算距离应基本相当^[2], 由于车间控制室离需探伤的管道相距仅数米, 厂方要求探伤时设置的控制区和监督区范围大大低于理论计算距离水平, 运用M-RT后, 对模拟现场监测了空气吸收剂量率并设置了实际防护距离。

无损检测公司使用γ射线探伤机情况见表 1

1.2 监测仪器及监测方法 1.2.1 监测仪器

AT1117M型X-γ剂量率仪(白俄罗斯原子科学公司生产), 能量响应0.06~3MeV。仪器经计量部门检定, 并在有效期内。

1.2.2 监测方法

按照《辐射环境监测技术规范》(HJ/T61-2001)^[3]和《工业γ射线探伤放射防护标准》(GBZ132-2008)中的相关要求, 在实施模拟作业出源后分别监测空气吸收剂量率不超过15μGy/h的控制区边界距源心的距离和空气吸收剂量率不超过2.5μGy/h的监督区边界距源心的距离。

1.3 评价标准

《工业γ射线探伤放射防护标准》(GBZ132-2008)^[4]中关于移动式探伤的放射防护要求为控制区边界的空气吸收剂量率低于15μGy/h, 监督区边界的空气吸收剂量率低于2.5μGy/h。

2 防护监测结果

根据管道材质、壁厚以及放射源的种类和活度等探伤条件, 现场模拟探伤作业, 出源后手持监测仪器从探伤位置四周由远及近监测空气吸收剂量率, 直到不超过15μGy/h控制区边界和空气吸收剂量率不超过2.5μGy/h的监督区边界, 分别测量边界离照射头的距离, 作为设置控制区和监督区防护边界的依据。

监测结果见表 2。

运用M-RT后, 控制区和监督区的防护距离为1~1.4m和3~5m, 划线时只需将以探伤管道为中心的1.4m范围区域设置为控制区; 以需探伤管道为中心的5m范围区域设置为监督区。与传统的γ射线探伤技术相比较, 控制区和监督区的防护距离分别减少了97.4%和96.2%, 满足了厂方的要求。

3 讨论

近年来, 放射工作人员和公众的自我防护意识越来越强, 尤其是在探伤现场无法撤离的非放射性工作人员均要求探伤作业方有辐射屏蔽与防护设施和措施, 这对无损检测公司开展业务来说难度越来越大。一般在遇到这种情况时, 检测公司会在作业现场竖起铅板或砌混凝土墙来保护敏感目标, 但这种防护方式费时费工且成本高昂, 运用M-R T后, 防护距离大大缩短, 其原理是, 探伤时通过摇把控制放射源直接进入和工作容器相连的半球形专利技术照射头内进行曝光照相检测, 同时在照射头和需要曝光的铸件或管道上包裹二至三层铅橡胶毯以防止γ射线的漏射和散射。同传统的移动式γ探伤技术相比较, 出源时放射源不用通过长长的出源导管到照射头, 同时曝光工作面包裹了数层铅橡胶毯, 大大减小了作业现场的辐射剂量。放射源在极短的封闭式腔体内移动, 也杜绝了放射源卡源或源脱落等事故的发生。M-RT在真正意义上实现了在微小区域内的安全射线检测技术。

M-RT在实际运用中也存在一定限制, 一是只适合于侧壁透照, 不适合于中心透照。二是只适合对小体积部件, 如直管、弯头、三通、法兰的对接焊缝进行探伤摄片。这主要是由于采用专利技术的照射头须和被透照部件相连, 且探伤摄片时该部件须小到能被铅橡胶毯裹住。

总的来说, 引进并运用M-RT后, 探伤现场防护距离大大缩短, 使用起来简单经济, 具有很大推广应用价值。