工業(yè)探傷是用X射線、γ射線或其他高能射線檢查金屬材料內(nèi)部的方法。射線能穿透材料,不同材料對(duì)射線的吸收和散射不一樣,會(huì)在底片上形成不同黑度的影像。根據(jù)這些影像,我們就可以判斷材料內(nèi)部有沒(méi)有缺陷了。
X射線探傷(X-ray inspection)是見(jiàn)的一種工業(yè)探傷。
X射線探傷原理
射線照相法
射線照相法是通過(guò)比較被檢測(cè)物和其內(nèi)部缺陷對(duì)射線的吸收程度,來(lái)看射線穿透后的強(qiáng)度差別。這樣,缺陷就會(huì)在射線底片上顯示出來(lái)。
X射線穿透工件時(shí),因?yàn)槿毕莺屯旰貌课粚?duì)射線的吸收不同,所以穿過(guò)缺陷的射線強(qiáng)度也不同。放上膠片后,有缺陷和沒(méi)缺陷的地方受到的射線曝光也不一樣。經(jīng)過(guò)處理,我們可以在底片上看到不同黑度的部分,這樣就知道哪里有問(wèn)題了。
射線熒光屏觀察法
熒光屏觀察法就是把透過(guò)被檢測(cè)物體的射線,照在涂有熒光物質(zhì)的屏上,屏上就會(huì)發(fā)出不同亮度的光,這樣就能看到物體內(nèi)部的樣子了。
這個(gè)方法需要X射線發(fā)生器、熒光屏、觀察工具和一些保護(hù)設(shè)備。檢測(cè)時(shí),把工件放到觀察箱上,X射線穿過(guò)工件照在熒光屏上,然后通過(guò)鏡子和鉛玻璃來(lái)觀察。
但這個(gè)方法只能看比較薄、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的工件,而且靈敏度不高,只能達(dá)到2%——3%,大量檢測(cè)時(shí),靈敏度也只能到4%——7%,所以微小的裂紋是看不出來(lái)的。
射線實(shí)時(shí)成象檢驗(yàn)
射線實(shí)時(shí)成象檢驗(yàn)是一種很有前途的新技術(shù),和傳統(tǒng)方法比,它更實(shí)時(shí)、高效,還不用膠片,可以記錄下來(lái),工作條件也好很多。它用的是X射線源,所以又叫X射線實(shí)時(shí)成象檢驗(yàn)。這個(gè)技術(shù)被用在很多地方,比如檢查鋼管、壓力容器的焊縫,微電子器件和集成電路,食品包裝里的夾雜物,還有海關(guān)的安全檢查等。
這個(gè)方法通過(guò)小焦點(diǎn)或微焦點(diǎn)X射線源照射工件,然后用一些設(shè)備把X射線圖象變成可見(jiàn)光圖象,再通過(guò)電視攝像機(jī)拍下來(lái),直接或者通過(guò)電腦處理后在電視屏幕上顯示出來(lái),這樣就可以判斷工件里面有沒(méi)有問(wèn)題了。通常我們說(shuō)的工業(yè)X射線電視探傷,就是這個(gè)方法里的一種,它在國(guó)內(nèi)外都用得很廣泛,是現(xiàn)在射線實(shí)時(shí)成象檢驗(yàn)的主流設(shè)備,它的探傷靈敏度已經(jīng)很高了,可以和射線照相法相比。
射線計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)
計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù),就是根據(jù)物體不同角度的投影數(shù)據(jù),通過(guò)電腦處理得到物體的橫截面圖像。
掃描時(shí),射線源發(fā)出射線,穿過(guò)物體后的射線強(qiáng)度數(shù)據(jù)被檢測(cè)器接收并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息。物體每轉(zhuǎn)一次,就掃描一次,收集一組數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)在電腦里被處理,最終得到物體某個(gè)斷面的真實(shí)圖像,顯示在屏幕上。
X射線探傷應(yīng)用
X射線探傷是工業(yè)生產(chǎn)中常用的檢測(cè)方法,用來(lái)檢查金屬、非金屬等材料的部件是否有內(nèi)部問(wèn)題,比如夾渣、裂紋、氣孔等。這種方法被廣泛應(yīng)用在機(jī)械、石油、化工、航空、造船、工等部門(mén),特別是用來(lái)檢測(cè)鍋爐壓力容器的焊縫。
職業(yè)衛(wèi)生監(jiān)督檢查要點(diǎn)
職業(yè)衛(wèi)生監(jiān)督檢查的要點(diǎn),是檢查企業(yè)的X線探傷作業(yè)場(chǎng)所及其作業(yè)過(guò)程和管理制度是否符合GBZ 117《工業(yè)X射線探傷放射防護(hù)要求》。
工業(yè)X射線探傷室探傷的放射防護(hù)要求
1 防護(hù)安全要求
1.1探傷室設(shè)置要考慮到周?chē)陌踩?,操作室要離探傷室遠(yuǎn)一些,避免被射線照到。
1.2探傷室里面和外面要分開(kāi)管理,里面叫控制區(qū),外面叫監(jiān)督區(qū)。
1.3探傷室的墻和門(mén)要防止輻射,工作人員每周接受的輻射量不能超過(guò)100微希沃特,公眾每周接受的輻射量不能超過(guò)5微希沃特。
1.4探傷室上面的建筑也要防止輻射。
1.5探傷室要有門(mén)和機(jī)器的聯(lián)鎖裝置,門(mén)關(guān)了才能開(kāi)始探傷,門(mén)開(kāi)了就要停止射線。
1.6門(mén)口和里面要有指示燈和聲音提示,告訴人們是否正在探傷。
1.7探傷室的防護(hù)門(mén)上要有輻射警告標(biāo)志。
1.8探傷室內(nèi)要有緊急停機(jī)按鈕或拉繩,方便在緊急情況下停止射線。1.9探傷室還要有通風(fēng)設(shè)備,每小時(shí)至少換氣3次,而且排風(fēng)口不要對(duì)著人多的地方。
2 安全操作要求
2.1探傷工作人員進(jìn)入探傷室時(shí),除了常規(guī)的個(gè)人劑量計(jì),還要帶上個(gè)人劑量報(bào)警儀。如果輻射水平超過(guò)設(shè)定的報(bào)警值,劑量?jī)x就會(huì)報(bào)警,這時(shí)工作人員要立刻離開(kāi)探傷室,不讓其他人進(jìn)去,并立即報(bào)告給輻射防護(hù)負(fù)責(zé)人。
2.2我們還要定期測(cè)量探傷室外面的輻射水平,和參考控制水平比較。如果測(cè)量值比控制水平高,就要停止探傷工作,并向輻射防護(hù)負(fù)責(zé)人報(bào)告。
2.3交接班或使用劑量?jī)x前,要檢查它是否正常工作。如果不正常,就不能開(kāi)始探傷。
2.4探傷工作人員還要正確使用輻射防護(hù)裝置,比如準(zhǔn)直器和附加屏蔽,來(lái)減少輻射。
2.5每次探傷前,操作人員要確認(rèn)探傷室里沒(méi)人,并關(guān)好防護(hù)門(mén)。只有當(dāng)所有防護(hù)和安全裝置都正常運(yùn)行時(shí),才能開(kāi)始探傷。
2.6如果探傷室的設(shè)計(jì)有變動(dòng),比如工件太大需要開(kāi)門(mén)探傷,就要按照《工業(yè)X射線現(xiàn)場(chǎng)探傷的放射防護(hù)要求》里的1、3、4、5條規(guī)定來(lái)做。
工業(yè)X射線現(xiàn)場(chǎng)探傷的放射防護(hù)要求
1 X射線現(xiàn)場(chǎng)探傷作業(yè)分區(qū)設(shè)置要求
1.1 探傷時(shí),要把工作場(chǎng)所分成不同的區(qū)域,并在邊界上設(shè)置警告標(biāo)志。
1.2 通常,把周?chē)鷦┝柯蚀笥?5μSv/h的地方劃為控制區(qū)。如果每周開(kāi)機(jī)時(shí)間不是7小時(shí),控制區(qū)的邊界劑量率要用公式計(jì)算。公式是:K=100/t,其中K是控制區(qū)邊界的劑量率,t是每周實(shí)際開(kāi)機(jī)時(shí)間。
1.3 在控制區(qū)邊界上,要掛一個(gè)明顯的“禁止進(jìn)入X射線區(qū)”的警告牌。探傷作業(yè)人員要在邊界外操作,或者采取專(zhuān)門(mén)的防護(hù)措施。
1.4 探傷時(shí),控制區(qū)內(nèi)不能做其他工作。為了讓控制區(qū)范圍盡量小,要用準(zhǔn)直器和視情況采用局部屏蔽措施(如鉛板)。
1.5 控制區(qū)的邊界設(shè)置實(shí)體屏障,比如墻、臨時(shí)屏障或警戒線等。
1.6 控制區(qū)邊界外、劑量率大于2.5μSv/h的地方劃為監(jiān)督區(qū),并掛“無(wú)關(guān)人員禁止入內(nèi)”的警告牌。必要時(shí),要有人專(zhuān)門(mén)警戒。
1.7 如果在多樓層的工廠或工地探傷,要防止上層或下層的人通過(guò)樓梯進(jìn)入控制區(qū)。
1.8 探傷機(jī)的控制臺(tái)要放在合適的位置,或者設(shè)置延時(shí)開(kāi)機(jī)裝置,以降低操作人員的受照劑量。
2 X射線現(xiàn)場(chǎng)探傷作業(yè)的準(zhǔn)備
2.1 在開(kāi)始現(xiàn)場(chǎng)探傷工作前,運(yùn)營(yíng)單位得全面評(píng)估工作環(huán)境,保證操作安全。評(píng)估得考慮工作地點(diǎn)、工人和附近的人、天氣、探傷時(shí)間、是不是高空作業(yè)、作業(yè)空間等。
2.2 運(yùn)營(yíng)單位得保證每臺(tái)X射線裝置至少有兩名工作人員。
2.3 現(xiàn)場(chǎng)探傷可能會(huì)影響到工作場(chǎng)所的其他輻射探測(cè)系統(tǒng)(比如煙霧報(bào)警器),所以得提前考慮。
2.4 如果現(xiàn)場(chǎng)探傷工作在別的單位做,運(yùn)營(yíng)單位得和那家單位商量好探傷地點(diǎn)、時(shí)間、現(xiàn)場(chǎng)通告、警告標(biāo)識(shí)和報(bào)警信號(hào)等,避免搞混。委托單位也得給探傷工人足夠的時(shí)間,保證探傷工作安全進(jìn)行,安全措施也能做好。
3 X射線現(xiàn)場(chǎng)探傷作業(yè)安全警告信息
3.1 應(yīng)有提示“預(yù)備”和“照射”狀態(tài)的指示燈和聲音提示裝置。“預(yù)備”信號(hào)和“照射”信號(hào)應(yīng)有明顯的區(qū)別,并且應(yīng)與該工作場(chǎng)所內(nèi)使用的其他報(bào)警信號(hào)有明顯區(qū)別。
3.2 警示信號(hào)指示裝置應(yīng)與探傷機(jī)聯(lián)鎖。
3.3 在控制區(qū)的所有邊界都應(yīng)能清楚地聽(tīng)見(jiàn)或看見(jiàn)“預(yù)備”信號(hào)和“照射”信號(hào)。
3.4 應(yīng)在監(jiān)督區(qū)邊界和建筑物的進(jìn)出口的醒目位置張貼電離輻射警示標(biāo)識(shí)和警告標(biāo)語(yǔ)等提示信息。
4 X射線現(xiàn)場(chǎng)探傷作業(yè)安全操作要求
4.1 周向式探傷機(jī)用于現(xiàn)場(chǎng)探傷時(shí),應(yīng)將 X射線管頭組裝體置于被探傷物件內(nèi)部進(jìn)行透照檢查。做定向照射時(shí)應(yīng)使用準(zhǔn)直器(僅開(kāi)定向照射口)。
4.2 應(yīng)考慮控制器與 X射線管和被檢物體的距離、照射方向、時(shí)間和屏蔽條件等因素,選擇的設(shè)備布置,并采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。
5 X射線現(xiàn)場(chǎng)探傷作業(yè)的邊界巡查與監(jiān)測(cè)
5.1 在開(kāi)始現(xiàn)場(chǎng)探傷前,工作人員要確保控制區(qū)里沒(méi)有其他人,并防止有人進(jìn)入。
5.2 控制區(qū)的范圍要清楚可見(jiàn),工作期間要有足夠的燈光,確保沒(méi)人進(jìn)入。如果控制區(qū)太大或有些地方看不到,就要安排人巡查。
5.3 在試運(yùn)行或次曝光時(shí),要測(cè)量控制區(qū)邊界的劑量率,看看邊界設(shè)置對(duì)不對(duì)。如果不對(duì),就要調(diào)整控制區(qū)的范圍和邊界。
5.4 現(xiàn)場(chǎng)探傷的每臺(tái)機(jī)器都要配一個(gè)便攜式劑量?jī)x。開(kāi)始工作前,要檢查劑量?jī)x是否正常。工作期間,劑量?jī)x要一直開(kāi)著,防止 X 射線曝光出問(wèn)題。
5.5 現(xiàn)場(chǎng)探傷時(shí),工作人員要戴個(gè)人劑量計(jì)、直讀劑量計(jì)和個(gè)人劑量報(bào)警儀。個(gè)人劑量報(bào)警儀不能代替便攜巡測(cè)儀,兩者都要用。
什么是電離輻射
電離輻射是能量很高的射線,它能讓原子或分子放出電子。和它不一樣的非電離輻射就不能做到這點(diǎn)。射線能不能電離,主要看它的能量,不是數(shù)量。就算有很多射線,如果能量不夠,也不能電離。電離輻射的全名是致電離輻射,它能直接或間接地讓物質(zhì)的原子、分子電離。
α射線是帶電的粒子流,很容易引起電離。它有很強(qiáng)的電離能力,有好處也有壞處。好處是可以利用這種性質(zhì),壞處是對(duì)人體內(nèi)的組織破壞很大。但因?yàn)?alpha;射線質(zhì)量大,穿透能力弱,所以在空氣中只能走幾厘米,一張紙或健康的皮膚就能擋住它。
β射線是另一種高速帶電粒子,它的電離能力比α射線弱,但穿透能力比α射線強(qiáng)。不過(guò),和X、γ射線比起來(lái),β射線的射程還是短的,很容易被鋁箔、有機(jī)玻璃等材料吸收。
X射線和γ射線都是不帶電、波長(zhǎng)短的電磁波,所以它們被稱(chēng)為光子。這兩種射線的穿透力非常強(qiáng),所以一定要注意防止意外照射。
電離輻射在自然界中就有,而人工制造的輻射也廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。那些專(zhuān)門(mén)從事與電離輻射有關(guān)的工作的人,被稱(chēng)為放射工作人員。與放射有關(guān)的職業(yè)包括核工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥和工業(yè)等很多領(lǐng)域。