γ射线管道爬机安全可靠性评述.PDF

第21卷第4期
无损检测
1999年4月
NNDTT
1999
Y射线管道爬机安全可靠性评述
何凤岐邢传辉
(中国核动力院西南无损检测中心,成610041)
摘要射縯管道爬杌是營道エ程中对接焊鲢射线检验的先进而可靠的设各,罘用重钨合
金舜蔽、周向曝光准直、智能联锁保护和米用软件可以保证较高的安全可靠性,本文群细讨论了Y
射线爬机安全要求、技术和设计原则。
主题词管道射线检验γ探伤机可靠性
REVIEW ON SAFETY AND RELIABILITY OF Y-RADIOGRAPHIC
CRAWLER FOR PIPELINES
(Nuclear Power Institute of China
welds in pipelines, Safety and reliability can be realized by using heavy tungsten alloy shielding, panoramic collima-
tor, intelligent interlocking and special software. The requirements of safety, technology and design for -radio
graphic crawler are discussed in detail
Keywords Pipeline Radiographic inspection -radiographic detector Reliability
前言
2y射线管道爬机筒介
1944年核反应堆问世后,人类便可生产不同射
丫射线管道爬机有两种类型,即在管口控制的
线能量的人工放射性同位素。从而开创了γ射线无有电缆爬机(图1a)和无电缆管外遥控的智能自行
损检测的历史。但由于当时的核防护技术及遥控技爬机(图b)。
术还不发达,限制了放射性同位素探伤应用的推广
近40年,由于核反应堆、辐照技术、核材料、安
源机指令源、ェ驱动
全防抑、电子、计算机和精豁机械等新技术的发展,
人们可以根据探伤和测量需要生产不同能量、不同
尺寸及活度的放射性同位素源;可利用屏蔽性能大
大优于铅的贫铀或钨合金制造屏蔽体;可设计精确
的遥控、联锁保护机械和智能化电子仪器。近年来在
电子挖器线轮
欧洲、美国、原苏联和核工业相对发达的印度等国7
(a)有电爬机
射线探伤机和γ射线管道爬机已广泛应用于压力容
器和管道焊縫检~。
示察源Y源机
指令源
近年来,我国经过核专家和无损检测人员的努
力,2Ir射线探伤机在锅炉压力容器探伤中已取得
可喜的进展。中国核动力院无损检测中心已研制成
功y射线探伤爬机。本文将着重讲述γ射线管道爬
驱动电控.电池组
b)遥控智能爬机
机的安全可靠性、优化设计原则、采用的新技术措施
和γ射线爬机的测量结果。
图1y射线管道探伤爬机
15
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何凤等。射线管道爬机交全可性述
有电缆爬机可由电池组或20V交流供电,
采用γ射线探仿时,完全是外辐射的防护,可通
制器在管口以。由电动丫射线源机、驱动器、定过采取屏蔽、距离和时间三个方面的技术措施?把辐
位指令源、电子控制器和电缆组成。此种爬机结构简·射剂量控制在允许范围以内。
单、轻便、适用于山地小管道工程及广矿高架管道施3.2.1设置屏蔽
检验。缺点是受电缆限制,影响机械化施工进度。
射线通过物质时,剂量率D随介质厚度d増加
无电缆遥控智能管道爬机是国外最广泛应月的旱指数衰减。屏蔽材料线吸收系数x越大,屏蔽效
类型。它由电动Y射线机、驱动器、机载计算机控制应越好,且
器、可充电电源、差分定位探头和指令源等组成。利
用低剂量Y射线指令器在管外可发出前进、后退、定式中D…屏蔽体前的初始剂量率
停和程控曝光等指令。由于γ射线仅以40°的张
不同材料对IrY射线的半衰减吸收厚度值是
角投射到环焊発上,沿管线距离爬机两端1m外可不同的,混凝土、钢、铅、钨和钠的半衰减吸收厚度分
进行安全施
别为47,15.2.4.8,2.5和2.4mm
智能爬机还具有自动收源和失电保护等功能。3.2.2增大距离
每天只需换电池箱次,可连续作24h,每日可检
对于“…定活度A的放射源,照射量率与距离
验100~130个环焊缝。
平方成反比,即
3Y射线辐射防护要求和方法
3.1射防护要求
式中
与放射源有关的常数
由于Y射线源不能关断,能量不可调,因此Y射3.2.3减少照射時间
线源装置安全防护是使用者最关心的问题。目前
に作人员接受的吸收剂?D王比于在放射区
射线管道爬机多采用2Ir闾位素放射源,平均能量停留的时间4,即
为(.3~0.4MeV,属中等能量的?射线发射体。∮
(3
c3mm的源粒利用不锈钢双层包壳密封并按相应式中Dー一单位时间内工作人员的吸收剂量
国外标准严格检漏、清洗和测量。工作人员无籥拄
因此,制定合理操作规程、提高操作銥硭度
放射性物质的外逸。因此,在运输,操作和探伤时采用遥控程控等方法及避免在高辐射剂量区工作是
只需考虑γ射线外照射的安全防护门
很重要的
射线辐射是一种波长很短的电磁波
在设计和使用Y射线探伤机时,主要应用以上
损伤主要是电离效应。自然界中有一些天然放射性三个原则来加强安全防护
同位素,具有定放射性:,因此人们只能采取一些措
施,尽量隔离这些射线
4优化设计原则和防护安全新技术
自1928年国防放射性防护纽织(ICRP)成立以4.1优化设计原则
来,科学家通过大量研究和测量,不断完善有关輻射
根据国际标准ISO3999《Y射线照相仪技术规
防护基本准则和防护技术,特别对人员最大允许剂范》,γ射线管道爬机属于M类设备,即容易移动的
量作出了明确规定。
专用射线装置,必须参照此标准和国标《辐射防护规
ICRP文件规定:1)放射性职业に作人员生定》进行整机优化设计
最高允许累积剂量为5(N-18)×102Sv(式中!N
(1)各部位特别是控制部件和运动部件应具有
为年龄)。全身照射年允许最大剂量为5×10“Sy
定爾用性、抗腐蚀性及其表面粗糙度。
依此推算,周允许剂量为103Sy,工作环境允许年
(2)主控制仪需防水、防潮、防震、防电磁干扰
均剂量率为6.45×10-C/kg。文件还对性别和人及耐定高温(-15~65C)
体不同部位允许剂量作了具体规定。②非放射职业
(3)选用屏蔽性能优良的材料和合理设讨制作
人员最大允许剂量均为职业人员允许剂量的1/10。屏蔽体,并采用可靠的驱动曝光和自动回收源的控
参照國际标准,我国也制订了相应的GB8703制结构,以保证猪存、运输、操作和曝光时的安全可
辐照防护規定》和GR4792《放射卫生防护其靠性
本标.
4)换源方法要安全,换源件需具有良好的互
2辐射防护方法
换生
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