工業(yè)X射線探傷室輻射防護(hù)技術(shù)

趙佳輝+王勇

摘 要：近幾年來，隨著時代的不斷進(jìn)步，越來越多的科學(xué)技術(shù)手段被提出并且使用在各個領(lǐng)域當(dāng)中，X射線探傷技術(shù)作為一項(xiàng)優(yōu)秀的科學(xué)技術(shù)，在航空航天領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注，其實(shí)際效果也非常明顯。但是，由于X射線的輻射比較強(qiáng)，在使用過程中會對工作人員的健康造成一定程度的影響，為了避免這種現(xiàn)象X射線探傷技術(shù)只能在探傷室內(nèi)使用，探傷室的防護(hù)效果是工作人員生命安全的基本保障。

關(guān)鍵詞：工業(yè)X射線探傷室 輻射防護(hù) 防護(hù)技術(shù)

中圖分類號：R144 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（c）-0092-02

由于X射線探傷技術(shù)在航空航天領(lǐng)域起著巨大的作用，所以在工作過程中使用X射線探傷技術(shù)是不可避免的。為了最大限度地降低工作人員受到輻射，X射線探傷技術(shù)只能在探傷室內(nèi)進(jìn)行使用，探傷室將輻射與工作人員存在的環(huán)境相隔離，為工作人員的健康提供了保障。由此可見，探傷室的防護(hù)效果尤為重要，其主防護(hù)墻的屏蔽厚度、屋頂?shù)钠帘魏穸?、通風(fēng)管道的屏蔽厚度的參數(shù)都需要經(jīng)過準(zhǔn)確地分析、計(jì)算來確定。

1 工業(yè)X射線探傷技術(shù)的主要介紹

X射線探傷技術(shù)是一種無損探傷，是在保證工件或原材料狀態(tài)的前提下，對其進(jìn)行全面檢查與測試，確保其質(zhì)量、性能等方面符合預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)。除了X射線探傷技術(shù)以外，常見的無損探傷技術(shù)還有超聲波探傷技術(shù)、滲透探傷技術(shù)等，由于X射線探傷技術(shù)的可靠性與準(zhǔn)確性與其他技術(shù)手段相比都十分優(yōu)秀，因此X射線探傷技術(shù)在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用比較常見，并且在航空航天中的各個環(huán)節(jié)中都發(fā)揮著巨大的作用。在航空航天產(chǎn)品的生產(chǎn)階段，需要經(jīng)歷5個階段，分別是原材料入場、原材料復(fù)驗(yàn)、毛坯生產(chǎn)階段、精加工階段、成品交付階段，每一個階段的正常運(yùn)行都離不開X射線探傷技術(shù)的無損檢測，在檢測過程中，不合格的產(chǎn)品會被自動剔除，只留下優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，也就是說，只有通過檢測的航空航天產(chǎn)品的質(zhì)量才有保障。

航空發(fā)動機(jī)為航空提供了飛行動力，其使用環(huán)境處于高溫、高壓、高荷載狀態(tài)下，如果航空發(fā)動機(jī)的質(zhì)量不過關(guān)，會造成嚴(yán)重的安全隱患，飛機(jī)無法維持其正常飛行狀態(tài)，對飛機(jī)上的工作人員、人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來巨大的威脅，由此可見，航空發(fā)動機(jī)作為飛行的必要工件，其無損檢測非常必要。X射線探傷技術(shù)是在高溫環(huán)境下，使用工業(yè)X射線探傷室中的X射線球管來發(fā)射X射線，從而對航空航天的工件或原材料的狀態(tài)進(jìn)行檢測，如果在使用過程中屏蔽措施不合理，就會造成X射線泄漏的現(xiàn)象，眾所周知，X射線對人體的傷害是非常大的，并且具有極強(qiáng)的穿透性與輻射性，普通的防護(hù)措施是無法降低其影響的，不僅會對人體造成巨大的輻射傷害，還會對資源環(huán)境產(chǎn)生反射性的污染。

在使用X射線探傷技術(shù)進(jìn)行工件或原材料狀態(tài)檢測的時候，X射線會穿透墻面、門窗對人體、環(huán)境造成透射、散射、漏射，也就是說，在對X射線進(jìn)行防護(hù)的時候，也要從墻面、門窗這兩個方面進(jìn)行屏蔽。在進(jìn)行X射線防護(hù)的時候要遵守3個基本原則：第一，要進(jìn)行減少X射線的使用時間，從根本上斷絕X射線泄漏的可能性。第二，增大與X射線接觸的距離，雖然X射線的輻射能力非常強(qiáng)，但是也并不是沒有弱點(diǎn)，還是有一定的范圍限制，只要工作人員盡可能地拉開與X射線的距離，就能夠大大降低受到輻射的嚴(yán)重程度。第三，要根據(jù)科學(xué)的技術(shù)手段進(jìn)行X射線的屏蔽。

2 工業(yè)X射線探傷室輻射的防護(hù)設(shè)計(jì)

2.1 探傷室的規(guī)格與參數(shù)

探傷室是對工件或原材料的狀態(tài)進(jìn)行檢測的場所，起到屏蔽X射線的效果，一般情況下，會分為探傷間、控制間、附屬用房等。

通過相關(guān)參數(shù)我們能夠了解到，X射線呈環(huán)向照射，管電壓為320 kV，22.5 mA的額定工作電流。由此我們能夠分析出探傷室的規(guī)格與相關(guān)參數(shù)：管電壓在15～320 kV，管電流在0～22.5 mA，具體的數(shù)據(jù)結(jié)果還要根據(jù)X射線探傷技術(shù)的使用情況來確定。

2.2 屏蔽厚度計(jì)算

2.2.1 主防護(hù)墻屏蔽厚度

探傷室的墻體、門窗，都是屏蔽X射線的有效方式，因此，經(jīng)過科學(xué)計(jì)算確定墻體厚度是非常重要的。確定主防護(hù)墻屏蔽厚度分兩個步驟進(jìn)行：首先，要能夠熟練掌握主防護(hù)墻的屏蔽厚度計(jì)算公式；第二，要注意對最大允許透射量的計(jì)算，從而確定主防護(hù)墻的屏蔽厚度的最小值，其屏蔽厚度一定要高于最小值才能確保對X射線的屏蔽，為工作人員的生命安全提供保障。主防護(hù)墻的屏蔽厚度計(jì)算公式為：

B=HWR2/WUT

其中周劑量限制用HW來表示，一般情況下，周劑量限制HW的計(jì)算公式為：

HW=0.001SV/WK

有用射線的最大允許透射量用B來表示，一般情況下，有用射線的最大允許透射量B的計(jì)算公式為：

B=SV×m2/mA×min

屏蔽墻與X射線之間的距離用R來表示；周工作負(fù)荷用W來表示，其中周工作負(fù)荷W的計(jì)算公式為：

W=IDT

利用因子用U來表示；居留因子用T來表示。

除了要注意X射線透射的屏蔽以外，還要注意X射線散射的屏蔽。散射貫穿于X射線探傷技術(shù)中的每一個環(huán)節(jié)，顧名思義，散射是X射線向四周發(fā)散，也就是說，除了要加強(qiáng)墻壁的屏蔽能力以外，還要注意探傷室頂棚的屏蔽厚度。

2.2.2 探傷室頂棚屏蔽厚度

由于工作人員的主要工作環(huán)境都是圍繞在探傷室的周圍，在頂棚活動的情況不常見，所以在計(jì)算過程中各個參數(shù)的數(shù)值也發(fā)生了不同程度的變化。因此，應(yīng)嚴(yán)格按照計(jì)算公式進(jìn)行探傷室頂棚屏蔽厚度的計(jì)算，為工作人員的生命安全提供基本保障，加強(qiáng)對環(huán)境資源的保護(hù)。

3 探傷室通風(fēng)管道的防護(hù)設(shè)計(jì)

在探傷室內(nèi)使用X射線探傷技術(shù)的時候，會發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，而這些化學(xué)反應(yīng)或多或少都會產(chǎn)生一些對人體有害的化學(xué)產(chǎn)物，如果不將其及時排出，會對工作人員的健康造成極大傷害，同時也不利于落實(shí)我國保護(hù)環(huán)境的基本國策。在眾多有害物質(zhì)中，以臭氧（O3）、氮氧化合物為主，如果工作人員的工作環(huán)境中臭氧（O3）的含量達(dá)到了0.3 mg/m3，就會對工作人員造成傷害，由此可見，為了防止有害氣體的堆積，對探傷室的通風(fēng)管道設(shè)計(jì)非常必要。通風(fēng)管道的設(shè)計(jì)不可避免地要穿過探傷室的墻壁，如果不注意其施工過程中的穿孔位置，就會造成X射線泄漏的現(xiàn)象發(fā)生。在進(jìn)行通風(fēng)管道施工的時候，要盡量選擇不受X射線影響，或者影響效果比較小的位置進(jìn)行施工，為工作人員的健康提供保障。

4 結(jié)語

綜上分析可知，X射線探傷技術(shù)在航空航天領(lǐng)域中受到了廣泛關(guān)注，能夠?qū)娇展ぜ蛟牧系臓顟B(tài)進(jìn)行檢測，而X射線對人體與環(huán)境的傷害都比較大，因此在使用過程中要在探傷室內(nèi)進(jìn)行，合理設(shè)置探傷室的主防護(hù)墻的屏蔽厚度和頂棚的屏蔽厚度，對探傷室的通風(fēng)管道進(jìn)行科學(xué)處理，確保X射線的防護(hù)效果，在不會對航空工件或原材料的狀態(tài)造成損傷的前提下進(jìn)行檢測，確保其力學(xué)性能符合實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

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