摘要:近几年来,随着时代的不断进步,越来越多的科学技术手段被提出并且使用在各个领域当中,X射线探伤技术作为一项优秀的科学技术,在航空航天领域受到了广泛关注,其实际效果也非常明显。但是,由于X射线的辐射比较强,在使用过程中会对工作人员的健康造成一定程度的影响,为了避免这种现象X射线探伤技术只能在探伤室内使用,探伤室的防护效果是工作人员生命安全的基本保障。
关键词:工业X射线;探伤室;辐射防护技术
1 引言
由于X射线探伤技术在航空航天领域起着巨大的作用,所以在工作过程中使用X射线探伤技术是不可避免的。为了最大限度地降低工作人员受到辐射,X射线探伤技术只能在探伤室内进行使用,探伤室将辐射与工作人员存在的环境相隔离,为工作人员的健康提供了保障。由此可见,探伤室的防护效果尤为重要,其主防护墙的屏蔽厚度、屋顶的屏蔽厚度、通风管道的屏蔽厚度的参数都需要经过准确地分析、计算来确定。
2 工业X射线探伤技术的主要介绍
X射线探伤技术是一种无损探伤,是在保证工件或原材料状态的前提下,对其进行全面检查与测试,确保其质量、性能等方面符合预期的标准。除了X射线探伤技术以外,常见的无损探伤技术还有超声波探伤技术、渗透探伤技术等,由于X射线探伤技术的可靠性与准确性与其他技术手段相比都十分优秀,因此X射线探伤技术在航空航天领域中的应用比较常见,并且在航空航天中的各个环节中都发挥着巨大的作用。在航空航天产品的生产阶段,需要经历5个阶段,分别是原材料入场、原材料复验、毛坯生产阶段、精加工阶段、成品交付阶段,每一个阶段的正常运行都离不开X射线探伤技术的无损检测,在检测过程中,不合格的产品会被自动剔除,只留下优质的产品,也就是说,只有通过检测的航空航天产品的质量才有保障。航空发动机为航空提供了飞行动力,其使用环境处于高温、高压、高荷载状态下,如果航空发动机的质量不过关,会造成严重的安全隐患,飞机无法维持其正常飞行状态,对飞机上的工作人员、人民群众的生命财产安全带来巨大的威胁,由此可见,航空发动机作为飞行的必要工件,其无损检测非常必要。X射线探伤技术是在高温环境下,使用工业X射线探伤室中的X射线球管来发射X射线,从而对航空航天的工件或原材料的状态进行检测,如果在使用过程中屏蔽措施不合理,就会造成X射线泄漏的现象,众所周知,X射线对人体的伤害是非常大的,并且具有极强的穿透性与辐射性,普通的防护措施是无法降低其影响的,不仅会对人体造成巨大的辐射伤害,还会对资源环境产生反射性的污染。在使用X射线探伤技术进行工件或原材料状态检测的时候,X射线会穿透墙面、门窗对人体、环境造成透射、散射、漏射,也就是说,在对X射线进行防护的时候,也要从墙面、门窗这两个方面进行屏蔽。在进行X射线防护的时候要遵守3个基本原则:第一,要进行减少X射线的使用时间,从根本上断绝X射线泄漏的可能性。第二,增大与X射线接触的距离,虽然X射线的辐射能力非常强,但是也并不是没有弱点,还是有一定的范围限制,只要工作人员尽可能地拉开与X射线的距离,就能够大大降低受到辐射的严重程度。第三,要根据科学的技术手段进行X射线的屏蔽。
3 工业X射线探伤室辐射的防护设计
3.1 探伤室的规格与探伤机技术参数
探伤室是设置X射线装置和被检测物体进行X射线透照检查并且有一定屏蔽射线作用的照射室。一般由探伤间、控制间和一些附属用房组成。本举例工程为中航工业北京某单位工业探伤室,如图1所示,X射线探伤机照射方向为环向,管电压320kV,额定工作电流22.5mA。该X射线探伤机的主要技术参数:管电压:15~320kV;管电流:0~22.5mA,可调;X射线焦点距防护墙的距离:3m;辐射角:40°;X射线输出量:2.67R/(mA•min)。
3.2 主防护墙屏蔽厚度
探伤室的墙体、门窗,都是屏蔽X射线的有效方式,因此,经过科学计算确定墙体厚度是非常重要的。确定主防护墙屏蔽厚度分两个步骤进行:首先,要能够熟练掌握主防护墙的屏蔽厚度计算公式;第二,要注意对最大允许透射量的计算,从而确定主防护墙的屏蔽厚度的最小值,其屏蔽厚度一定要高于最小值才能确保对X射线的屏蔽,为工作人员的生命安全提供保障。主防护墙的屏蔽厚度计算公式为:B=HWR2/WUT其中周剂量限制用HW来表示,一般情况下,周剂量限制HW的计算公式为:HW=0.001SV/WK有用射线的最大允许透射量B用来表示,一般情况下,有用射线的最大允许透射量B的计算公式为:B=SV×m2/mA×min屏蔽墙与X射线之间的距离用R来表示;周工作负荷用W来表示,其中周工作负荷W的计算公式为:W=IDT利用因子用U来表示;居留因子用T来表示。除了要注意X射线透射的屏蔽以外,还要注意X射线散射的屏蔽。散射贯穿于X射线探伤技术中的每一个环节,顾名思义,散射是X射线向四周发散,也就是说,除了要加强墙壁的屏蔽能力以外,还要注意探伤室顶棚的屏蔽厚度。
3.3 探伤室顶棚屏蔽厚度
由于工作人员的主要工作环境都是围绕在探伤室的周围,在顶棚活动的情况不常见,所以在计算过程中各个参数的数值也发生了不同程度的变化。因此,应严格按照计算公式进行探伤室顶棚屏蔽厚度的计算,为工作人员的生命安全提供基本保障,加强对环境资源的保护。
4 探伤室通风管道的防护设计
在探伤室内使用X射线探伤技术的时候,会发生一系列的化学反应,而这些化学反应或多或少都会产生一些对人体有害的化学产物,如果不将其及时排出,会对工作人员的健康造成极大伤害,同时也不利于落实我国保护环境的基本国策。在众多有害物质中,以臭氧(O3)、氮氧化合物为主,如果工作人员的工作环境中臭氧(O3)的含量达到了0.3mg/m3,就会对工作人员造成伤害,由此可见,为了防止有害气体的堆积,对探伤室的通风管道设计非常必要。通风管道的设计不可避免地要穿过探伤室的墙壁,如果不注意其施工过程中的穿孔位置,就会造成X射线泄漏的现象发生。在进行通风管道施工的时候,要尽量选择不受X射线影响,或者影响效果比较小的位置进行施工,为工作人员的健康提供保障。
5 结束语
综上分析可知,X射线探伤技术在航空航天领域中受到了广泛关注,能够对航空工件或原材料的状态进行检测,而X射线对人体与环境的伤害都比较大,因此在使用过程中要在探伤室内进行,合理设置探伤室的主防护墙的屏蔽厚度和顶棚的屏蔽厚度,对探伤室的通风管道进行科学处理,确保X射线的防护效果,在不会对航空工件或原材料的状态造成损伤的前提下进行检测,确保其力学性能符合实际标准。
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论文作者:赖国华
论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/1
标签:射线论文; 屏蔽论文; 厚度论文; 技术论文; 护墙论文; 工作人员论文; 防护论文; 《基层建设》2017年第21期论文;