2. 济南浩宏伟业技术咨询有限公司;
3. 中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所
2. Jinan Haohong Weiye Technical Consultiing CO., Ltd;
3. Radiation Protection and Nuclear Safety Medical Institute, Chinese Center for Disease Control and Prevention
X射线探伤是利用X射线能够穿透被检材料,而且材料对射线吸收和散射作用的不同,使胶片底片上形成黑度不同的影像,从而判断材料内部缺陷(如裂纹,气孔等)的一种检验方法。近年来,X射线探伤在质检、电力、船舶、锅炉等行业得到广泛应用[1-2]。
X射线探伤分为现场(室外)探伤与探伤室(室内)探伤,室内探伤需建设具有辐射防护能力的探伤室。探伤室常建于地面一层,而沉井式探伤室较为少见。通过对这一非典型(沉井式)X射线探伤室的辐射防护性能进行监测,评价其正常运行时对周围环境的辐射影响;通过理论分析,对该类探伤机房屏蔽设计、辐射安全管理等方面提供参考[3-7]。
1 对象与方法 1.1 沉井式探伤室概况某公司建设的典型沉井式探伤室位于锅炉车间西北角,探伤室北部为天井,作为探伤工件进出通道使用。控制室及洗片室位于探伤室北侧车间一层。辐射工作人员可通过天井楼梯出入探伤室。探伤室面积为60 m2(长12 m,宽5 m,高3.8 m),北侧墙体厚度为450 mm,探伤室顶棚厚度为600 mm,使用的防护门为300 mm厚重晶石防护门。天井面积为50 m2(长12 m,宽4.2 m,高3.8 m),某公司沉井式探伤室平面布置图见图 1。
本次监测使用的仪器为AT1123型X-γ辐射剂量率仪,其能响范围:15 keV~10 MeV、量程:50 nSv/h~10 Sv/h;测量项目为周围剂量当量率H*(10)。监测所使用的仪器设备已送国家法定计量检定机构进行检定或校准,监测时间均在仪器检定的有效期限内。
1.2.2 监测点位依据《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB 18871-2002)、《工业X射线探伤放射防护要求》(GBZ 117-2015)、《工业X射线探伤室辐射屏蔽规范》(GBZ/T 250-2014)等标准,对探伤室周围环境的关注点进行监测,具体有防护门外一定区域内、探伤室上方四周围栏处、控制室内,区域环境本底值是在探伤机停机状态下在上述关注点处测量统计得到的。
2 结果与评价 2.1 监测结果该公司探伤室内使用1台XXH-2505型工业X射线探伤机,最高管电压为250 kV、最大输出电流为5 8mA。该工业X射线探伤项目正常运行时,应用场所周围环境辐射剂量率监测结果见表 1。
由监测结果可见,天井内防护门前区域测得的周围剂量当量率较大,而控制室内及地面上围栏外各测点监测结果与环境本底水平相当,探伤室正上方地面处辐射剂量率略有升高。
2.2 结果评价探伤作业时,天井入口处上锁,防护门前天井区域内无人员逗留,因此天井内不设关注点。关注点一般设在人员可能受到辐射照射的区域。本项目关注点主要设在地面探伤室及天井上方围栏边界,从偏安全角度考虑了探伤室正上方区域,从监测结果可知,本项目各关注点处周围剂量当量率均低于GBZ 117-2015、GBZ/T 250-2014中规定的参考控制水平2.5μSv/h[8-9]。
3 讨论 3.1 沉井式探伤室的优势沉井式探伤室的三面墙体均为挡土墙,对X射线的屏蔽效果好,相较于地面建设的探伤室,无需考虑墙外区域辐射防护问题,主要关注点为地面围栏外,因此沉井式探伤室的辐射危害风险小。通过表2的监测结果可知,周围关注点的辐射剂量率能够满足相关标准[8-9]的要求。
探伤室一般选址建设在人员活动较少的地方,最好单独成一座。沉井式探伤室位于地下一层,且天井及探伤室上方四周区域建有栏杆。探伤作业时期间从地面出入探伤室处的楼梯口处上锁,车间内其他工作人员不会误入该区域,便于管理。相较于其他类型的探伤室,公众误入的可能性大大降低。
相较于地面上建筑的探伤室与铅室,沉井式探伤室的整体建筑成本最低,且探伤室上方的区域可以利用。
3.2 存在的问题及建议天井内防护门前区域辐射剂量率较大,门外30 cm处剂量率测值甚至超过了常用关注点最高剂量率参考控制水平2.5 μSv/h。可能是防护门铅当量不足、防护门门缝处泄漏等原因造成的。在实际工作中,应将天井区域划为控制区,曝光期间禁止人员进去。除设置常规警示标识、标语、警示灯外,建议安装视频监控及语音提示,视频监控显示屏设在控制室。
与常规探伤室相比,沉井式探伤室更需注重顶棚的辐射屏蔽能力,尤其在使用周向型探伤机时,顶棚方向往往为主射方向,需要足够的屏蔽厚度。此外,管理上应将探伤室上方区域设为控制区,设置围栏实物屏障,悬挂醒目警告标识及标语、警示灯,曝光期间禁止人员进去。
在项目环评阶段的辐射屏蔽理论计算中,一般选取探伤室中心作为探伤机工作位置,从而计算出各侧屏蔽墙体、防护门的屏蔽厚度。在实际应用中,由于金属构件的大小与形状等因素,探伤机的摆放位置会偏离探伤室中心点甚至靠近墙体,从而造成实际应用中机房外的辐射剂量率偏高,给辐射安全监管工作造成困难。而如果理论计算中采用靠近墙体或防护门的点位进行估算,又会大大的增加探伤室的建造成本,造成浪费,增加企业极重的负担。建议在项目环评阶段,结合理论估算,合理设置控制区、监督区,使得项目管理既符合管理要求又不额外增加企业负担。
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