工業X射線探傷室輻射防護技術

趙佳輝+王勇

摘 要：近幾年來，隨著時代的不斷進步，越來越多的科學技術手段被提出并且使用在各個領域當中，X射線探傷技術作為一項優秀的科學技術，在航空航天領域受到了廣泛關注，其實際效果也非常明顯。但是，由于X射線的輻射比較強，在使用過程中會對工作人員的健康造成一定程度的影響，為了避免這種現象X射線探傷技術只能在探傷室內使用，探傷室的防護效果是工作人員生命安全的基本保障。

關鍵詞：工業X射線探傷室 輻射防護 防護技術

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

由于X射線探傷技術在航空航天領域起著巨大的作用，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射線探傷技術只能在探傷室內進行使用，探傷室將輻射與工作人員存在的環境相隔離，為工作人員的健康提供了保障。由此可見，探傷室的防護效果尤為重要，其主防護墻的屏蔽厚度、屋頂的屏蔽厚度、通風管道的屏蔽厚度的參數都需要經過準確地分析、計算來確定。

1 工業X射線探傷技術的主要介紹

X射線探傷技術是一種無損探傷，是在保證工件或原材料狀態的前提下，對其進行全面檢查與測試，確保其質量、性能等方面符合預期的標準。除了X射線探傷技術以外，常見的無損探傷技術還有超聲波探傷技術、滲透探傷技術等，由于X射線探傷技術的可靠性與準確性與其他技術手段相比都十分優秀，因此X射線探傷技術在航空航天領域中的應用比較常見，并且在航空航天中的各個環節中都發揮著巨大的作用。在航空航天產品的生產階段，需要經歷5個階段，分別是原材料入場、原材料復驗、毛坯生產階段、精加工階段、成品交付階段，每一個階段的正常運行都離不開X射線探傷技術的無損檢測，在檢測過程中，不合格的產品會被自動剔除，只留下優質的產品，也就是說，只有通過檢測的航空航天產品的質量才有保障。

航空發動機為航空提供了飛行動力，其使用環境處于高溫、高壓、高荷載狀態下，如果航空發動機的質量不過關，會造成嚴重的安全隱患，飛機無法維持其正常飛行狀態，對飛機上的工作人員、人民群眾的生命財產安全帶來巨大的威脅，由此可見，航空發動機作為飛行的必要工件，其無損檢測非常必要。X射線探傷技術是在高溫環境下，使用工業X射線探傷室中的X射線球管來發射X射線，從而對航空航天的工件或原材料的狀態進行檢測，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，并且具有極強的穿透性與輻射性，普通的防護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，還會對資源環境產生反射性的污染。

在使用X射線探傷技術進行工件或原材料狀態檢測的時候，X射線會穿透墻面、門窗對人體、環境造成透射、散射、漏射，也就是說，在對X射線進行防護的時候，也要從墻面、門窗這兩個方面進行屏蔽。在進行X射線防護的時候要遵守3個基本原則：第一，要進行減少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，但是也并不是沒有弱點，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重程度。第三，要根據科學的技術手段進行X射線的屏蔽。

2 工業X射線探傷室輻射的防護設計

2.1 探傷室的規格與參數

探傷室是對工件或原材料的狀態進行檢測的場所，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。

通過相關參數我們能夠了解到，X射線呈環向照射，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格與相關參數：管電壓在15～320 kV，管電流在0～22.5 mA，具體的數據結果還要根據X射線探傷技術的使用情況來確定。

2.2 屏蔽厚度計算

2.2.1 主防護墻屏蔽厚度

探傷室的墻體、門窗，都是屏蔽X射線的有效方式，因此，經過科學計算確定墻體厚度是非常重要的。確定主防護墻屏蔽厚度分兩個步驟進行：首先，要能夠熟練掌握主防護墻的屏蔽厚度計算公式；第二，要注意對最大允許透射量的計算，從而確定主防護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。主防護墻的屏蔽厚度計算公式為：

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；周工作負荷用W來表示，其中周工作負荷W的計算公式為：

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射線探傷技術中的每一個環節，顧名思義，散射是X射線向四周發散，也就是說，除了要加強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，所以在計算過程中各個參數的數值也發生了不同程度的變化。因此，應嚴格按照計算公式進行探傷室頂棚屏蔽厚度的計算，為工作人員的生命安全提供基本保障，加強對環境資源的保護。

3 探傷室通風管道的防護設計

在探傷室內使用X射線探傷技術的時候，會發生一系列的化學反應，而這些化學反應或多或少都會產生一些對人體有害的化學產物，如果不將其及時排出，會對工作人員的健康造成極大傷害，同時也不利于落實我國保護環境的基本國策。在眾多有害物質中，以臭氧（O3）、氮氧化合物為主，如果工作人員的工作環境中臭氧（O3）的含量達到了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，對探傷室的通風管道設計非常必要。通風管道的設計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射線泄漏的現象發生。在進行通風管道施工的時候，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行施工，為工作人員的健康提供保障。

4 結語

綜上分析可知，X射線探傷技術在航空航天領域中受到了廣泛關注，能夠對航空工件或原材料的狀態進行檢測，而X射線對人體與環境的傷害都比較大，因此在使用過程中要在探傷室內進行，合理設置探傷室的主防護墻的屏蔽厚度和頂棚的屏蔽厚度，對探傷室的通風管道進行科學處理，確保X射線的防護效果，在不會對航空工件或原材料的狀態造成損傷的前提下進行檢測，確保其力學性能符合實際標準。

參考文獻

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