安全射线检测系统的应用

安全射线检测系统的应用 （ [摘　要]：通过分析和技术引进，沧州欧谱安全射线系统已经成功应用于中海壳牌南海石化项目，对该工程项目的质量保证和进度起到一定作用。

[主题词]：射线检测　安全　安全射线系统

Application of Safety Radiography Testing System Abstract：Safety Radiography System is applied in CNOOC and Shell project below the technical analyses. And that react upon the project’s quality guarantee and project schedule. Keywords：Radiography Testing　Safety Safe Radiography System

一、 射线检测法的特点 众所周知，无损检测的常规方法有射线检测法(RT)、超声检测法(UT)、磁粉检验法（MT）、渗透检验法（PT）和涡流检测法（ET）五种，各种NDT检测方法都有它的优缺点。在这五种方法中，射线检测法(RT) 由于能获得永久记录，以便供日后再次检查，以及射线功率可调等优点在设备制造和管道安装过程中得到大量应用，用来检测焊缝不连续性（包括裂纹、气孔、未熔合、末焊透及夹渣）以及腐蚀缺陷等，最宜检查壁厚方向的体积型缺陷。

但是，射线检测法也存在局限性，最主要的有：射线对检测人员的伤害、周围环境必须隔离以防射线辐射。 这样一来，如果是制造企业，一般都有专门的放射室来解决；对于现场安装的设备及管道来说，射线检测法将对工程的环境和进度产生影响。 为了解决此类问题，各国都在想办法来克服，其中便引入了安全射线的理念。

二、 JB/T4730-2005标准的要求 在JB/T4730-2005《承压设备无损检测》中，对于射线检测法中的射线辐射防护有如下规定：

(一) 放射卫生防护应符合GB 18871《电离辐射防护及辐射源安全基本标准》、GB 16357和GB 18465的有关规定。

(二) 现场进行Ｘ射线检测时，应按GB16357《工业Ｘ射线探伤放射卫生防护标准》的规定划定控制区和管理区、设置警告标志。检测工作人员应佩带个人剂量计，并携带剂量报警仪。

(三) 现场进行γ射线检测时，应按GB18465《工业γ射线探伤放射卫生防护要求》的规定划定控制区和监督区、设置警告标志，检测作业时，应围绕控制区边界测定辐射水平。检测工作人员应佩带个人剂量计，并携带剂量报警仪。 在以上的规定中，提出了控制区和监督区的概念。按国家标准GB132-2002的要求，射线工作人员防护控制区剂量率为40μVs/h，对公众人员的防护管理区剂量率为2.5μVs/h。

三、 安全射线系统可行性分析 在射线检测法中的射线辐射防护主要是散射线。散射线是射线与物质作用产生的。物质的厚度越大，射线的照射面积越大，试件内部产生散射线越大，n值越大，底片对比度D便减小。凡是被射线照射到的物体，例如试件、暗袋、桌面、墙壁、地面，甚至空气都成为散射源。其中最大的散射源往往是试件本身。

要想完全排除散射线的影响是不可能的，只能在实际透照过程中根据具体情况加以限制，一般可采取下列措施：

(一) 限制辐射场：将辐射场缩小到所进行的射线透照工作所必需的程度，沧州欧谱可以有效地限散射线的控制措施：选择合适的射线能量，使用铝箔增感屏；

(二) 其次还有：1、背防护板；2、错罩和光栅；3、遮蔽物；4、滤板；5、修磨试件。

(三) 大厚度比工件的处理：当一次透照范围内试件的最大厚度与最小厚度之比＞1.4，属于大厚度比工件，即变截面工件，对射线照相质量的不利影响主要表现在两个方面：

1、因厚度差较大导致底片黑度差较大，而底片黑度过低或过高都会影响用相灵敏度；

2、厚度变化导致散射I增大，产生边蚀效应。为此，可采用特殊技术措施；适当提高管电压技术，双胶片技术补偿技术。 从以上的分析来看，安全射线系统可以从“限制辐射场”，“遮蔽物”和“背防护板”等方面入手来解决检测人员及工地其他工种人员的辐射问题和底片质量问题。 四、 安全射线系统引入中海壳牌工地 　　

中海壳牌石化项目位于广东省惠州市大亚湾，是一座总投资额达43亿美元的石油化工联合工厂。该项目包括生产蒸汽、发电等公用工程设施、储运设施以及废液处理和环保设施。联合装置的核心是一套以凝析油或石脑油为原料的乙烯裂解装置，可年产80万吨乙烯、43万吨的丙烯和24万吨聚丙烯等13个生产装置和5个辅助装置组成，这是迄今为止在中国最大的中外合资项目。

广东省特种设备检测院对整个项目的承压设备实施进口检验和安装监督检验。其中压力管道长达600多公里，压力管道的安装及射线检测工作量非常繁重。据统计，中海壳牌建设高峰期，工地的建设者达到2.5万人，引进射线照相安全系统可以在白天进行射线检测而不影响其他工种的交叉作业，从而有效地降低检测人员的劳动强度，提高检测工作质量，降低检测人员及工地其他工种人员的辐射，为中海壳牌建设如期完成多了一份保证。

五、 安全射线系统 (一) SafeRad 安全射线系统 SafeRad 安全射线系统由英国的SafeRad 有限公司制造，该公司是小型区域曝光安全射线系统的先驱，该系统主要由SafeRad屏蔽容器，经SR-17射源舱，将射线束控制在很窄的范围内，配以射线衰减高密度塑胶GammaBlok，能达到小范围安全辐射的目的。该公司的口号是：“24小时连续射线探伤－其他工种（作）零影响”。该系统已经通过了英国HSE和NRPB的论证，并获得了英国贸易和工业部颁发的1999&2000年度SMART奖。

1. 放射性同位素硒Se75特性 硒Se75的半衰期：118.5天, 比Ir192 (74天)多 60%，几乎是Yb169 (32天)的四倍； γ射线能谱：能量范围从66keV 至 401keV，共有9条辐射线，主要的两条能谱线为137keV 和 265keV，其平均辐射能为：217keV，比Ir192平均辐射能353keV为低，这样能获得更好的射线对比度，该平均射线辐射能比较适合于透照厚度为５～30mm的钢材。 辐射速率（比活度）：55µSv/hr/GBq @ 1 米，介于Yb169 (33.8µSv/hr/GBq) and Ir192 (130µSv/hr/GBq)之间，所以曝光时间比Yb169短，而区域局部控制及防护要比Ir192来得容易。 线型IQI灵敏度：分别采用Se75 和 Ir192透照壁厚为2mm至70mm的钢板，从比对平均结果来说，使用Se75可以多显示一根细丝。 源的物理（焦点）尺寸/放射性活度范围： 2.5×2.5mm 40-60 Ci 3.0×3.0mm 65-80 Ci SR-17 Selenium-75射源舱被誉为“专门型式的放射性物料”，射源被压缩固化在不锈钢球体中，其安全性能完全符合英国1985版本的“沧州欧谱放射性材料安全运输规则”，也符合ANSI/HPS N43.6-1997 和ISO2919－1999。

2. SafeRad Se75 屏蔽容器 SafeRad屏蔽容器独特设计是它具有多用性，它能定向曝光、周向曝光及全景曝光，所以一个屏蔽容器可以完成以上的任务；另外可以准确地控制射线束，所以能控制它只对“希望曝光”的部位进行曝光，而对“不希望曝光”的部位保护起来。使用该屏蔽容器配以GammaBlok®护罩，放射区域可以控制在1m的范围内。 SafeRad Se75屏蔽容器由于其物理特性可以将其制作得较轻，重量从9kg (发射模式) 至15kg (对准模式)，但是其最大的射源剂量可以达到80 Curies(居里)。 安全防护方面，该屏蔽容器装有一个操作开关锁，一个射源位置显示器和一个自动的射源机械传动装置。安全性能完全符合我国和BS 5650 / ISO 3999等标准的要求。

3. 射线护罩GammaBlok GammaBlok 射线护罩有15mm和 8mm两种规格和GammaBlok护套，它们是由衰减高密度塑胶制成，它们在严格的质量控制下制造以确保该材料能有一定的密度和射线衰减值。此外，该材料特别柔韧，它可以弯曲成很小的半径，也很容易恢复原来的形状，也可以容易地剪裁成适合的形状以适应不同规格的工件。

该材料是完全惰性的，所以不存在铅等重金属的污染，清洁时你可以简单地用棉布檫拭干净；该材料坚固耐用且通过了独立的耐火测试，满足EN ISO 11925-2: 1999的要求。 该系统在04年初在中海壳牌南海石化工地首次演示成功，这也是英国 SafeRad 安全射线系统在国内的首次演示。 现场采用了活度为54Ci的Se75，透照Φ57×5ｍｍ的管子，当采用两层10mm GammaBlok 射线护罩后，将射线辐射安全防护范围控制1.5m半径范围内，达到现场施工与射线探伤同步进行的目的。

(二) M-RT微小防护区安全射线探伤 微小防护区安全射线探伤简称M-RT，一种防护距离极小的射线探伤方法，也是一种安全射线系统，是国内的无损检测公司开发的产品。该系统采用使用硒（Se）75放射性同位素源，将射线源屏蔽在行程极短的封闭的腔体内，在工件背部施以铅板防护。M-RT适用于透照壁厚小于40mm的碳钢、合金钢及不锈钢的材质的锅炉压力容器压力管道及特种设备上的，直管、弯头、三通、法兰的对接焊缝射线探伤。安全控制区能控制在半径约为0.5米的范围内，M-RT可以与其他工作人员一起施工，几乎不影响周围人员。 由于M-RT本身具有的特点，使其在特定检测施工条件下具有十分明显的优势，如检修、维修维护、工程施工等时间短、工期紧的工作。特别是高空射线检测、沧州欧谱运行设备的检验、紧急情况下的检测施工、管道安装和定期检验。 该系统在中海壳牌南海石化的LOP装置上实际应用，并得到对HSE要求最严格公司之一----壳牌公司的批准及认可。

六、 结束语 英国的SafeRad系统和国产的M-RT微小韦氏硬度计http://www.weishiyingduji.cn 防护区安全射线探伤的成功应用证明安全射线系统的理念是可行的。该系统一方面减少了检测人员和周围施工人员的辐射水平，另一方面减少了无损检测人员的施工强度，提高工作效率和检测质量。

七、 引用标准（规范）及文献

(一) GB18871-2002《电离辐射防护与辐射安全基本标准》

(二) GB18465—2001《工业γ射线探伤放射卫生防护要求》

(三) GBZ132-2002《工业γ射线探伤卫生防护标准》

(四) GB16357—1996《工业Ｘ射线探伤放射卫生防护标准》

(五) JB/T4730—2005《承压设备无损检测》

(六) 《射线检测》（全国锅炉压力容器无损检测人员考核鉴定委员会）