工业射线探伤的防护与评价

工业射线探伤的防护与评价广东省职业病防治院王新永2020/2/11工业射线探伤的防护与评价2探伤防护2020/2/11工业射线探伤的防护与评价3射线探伤——是用X射线γ射线对金属部件及其焊缝进行摄片检查，以判断部件的铸造焊接的质量，又称无损探伤。主要用于锅炉、压力容器、管道、船只等工业生产行业。射线探伤按所用射线的不同，分为X射线探伤和γ射线探伤。2020/2/11工业射线探伤的防护与评价4一、工业射线探伤工作简介2020/2/11工业射线探伤的防护与评价5利用X线射线探伤机、γ放射性同位素产生γ射线投照于探测物件的一侧，将胶片或接收装置固定在探测部位的另一侧，曝光后取下胶片盒，经显影和定影，即可根据胶片上的阴影情况鉴定物件质量与缺陷部位。或者用闪烁计数器探头取代胶片，配以显像装置，直接把检测部位的图像显示在荧光屏上，进行产品质量的连续检查和控制。2020/2/11工业射线探伤的防护与评价61.X射线探伤X射线探伤使用的设备是X射线探伤机。主要由X射线管、高压发生器和控制部分组成。X射线探伤使用的管电流一般在5～15mA，所用电压，根据被检材料的性质和厚度不同，通常用70～250kVP。2020/2/11工业射线探伤的防护与评价72.γ射线探伤利用某些放射性核素发射的γ射线，对金属部件及焊缝进行检测，称γ射线探伤。γ射线探伤机主要由操纵机构、防护室（防护壳、含放射源）及台架等附件组成。核心部分是放射源。使用γ放射源探伤具有轻便、经济、穿透力强、能伸入窄小部位透照等优点，且不受电源限制，搬运方便。γ射线探伤机多制成手提式和移动式，广泛用于电力、建筑、造船和机器制造行业。γ放射源贮存在铅制的防护罐内，探伤作业时使用长柄工具，缆索或压缩空气把源送至所需的位置。2020/2/11工业射线探伤的防护与评价8二、工业X射线探伤防护2020/2/11工业射线探伤的防护与评价9固定式或移动式的X射线探伤装置管头组装体，应能固定在任何需要的位置上加以锁紧。X射线装置在额定工作条件下，距X射线管焦点1m处的漏射线空气比释动能率应符合有关规定的要求。移动式或携带式X射线装置，其控制器与X射线管头或高压发生器的连接电缆不得短于20m。（一）探伤装置的防护要求2020/2/11工业射线探伤的防护与评价101.探伤室的设置专用探伤室的设置，必须充分考虑周围环境的安全，应选在厂区或车间的一角。探伤室的面积应根据工作需要而定，但要为今后生产发展留有余地。探伤室必须与操作显影室分开。2.屏蔽厚度的确定探伤室屏蔽设计，应充分考虑有用线束照射的方向和范围、装置的工作负荷及室外情况，确保室外人员的防护能达到国家标准。有用线束投照方向的墙壁按主屏蔽要求设计，其余方向可按漏射线及散射线屏蔽要求设计，在进行屏蔽厚度计算时应给予2倍安全系数。防护门的厚度应与同侧墙的防护效果等效。（二）固定式探伤的防护2020/2/11工业射线探伤的防护与评价113.安全设施探伤室门的防护性能应与同侧墙的防护性能相同，并安装门－机联锁安全装置和照射信号指示器，必须在门关闭后X射线装置才能进行透照检查。探伤室的窗口，必须避开有用线束的照射方向，并应具有同侧墙的屏蔽防护性能。探伤室里应保持良好的自然通风或采用机械通风，以排除臭氧等有害气体。门外应安设工作指示灯和放射危险标志，有条件的门外可安设警示装置，明确告诫不得闯入机房或在门外作不必要的逗留。2020/2/11工业射线探伤的防护与评价124.安全操作①熟悉从事放射工作的性质，严格执行各项管理制度和操作规程。②经常检查和维护射线装置和防护设施，发现问题及时处理。③联锁装置、警报系统、指示灯等出现故障应及时检修或更换，严禁安全控制系统带故障工作。④合理使用防护用品，坚持先示警再开机的操作程序，特别是在多人操作的探伤室，一定要示警后再开机。2020/2/11工业射线探伤的防护与评价13（三）移动式探伤的防护1.距离防护控制器与X射线管或高压发生器的连接电缆不得短于20m，增加距离，可达到有效减少受照剂量的目的。作业时，周围的空气比释动能率在40μGy·h-1以上的范围内划为控制区，在其边界上必须悬挂清晰可见的“禁止进人X射线区”标牌，探伤作业人员应在控制区边界处操作，否则必须采取防护措施。透照检查时，控制区边界外空气比释动能率在4μGy·h-1以上的范围可划为管理区，在其边界上必须设警式标志，如信号灯、铃、警示绳，并悬挂清晰可见的无关人员禁止入内的警告牌，必要时设专人警戒。2020/2/11工业射线探伤的防护与评价142.屏蔽防护在不能利用距离防护的地方应采取适当的屏蔽措施。采用易于拆卸和反复使用的简易屏障如铅防护屏、铅堡和累积防护块等进行防护。也可利用具备一定防护作用的地形地物如钢板、墙体、工作衣及堆放物等屏蔽。3.时间防护照射量一定，受照剂量随接触时间的延长而增加，从事现场探伤，因受环境条件与被检工件的限制，不能采取远距离操作和屏蔽措施时，防护的办法是缩短或限制操作时间以减少工作人员的受照剂量。2020/2/11工业射线探伤的防护与评价15（四）个人防护个人防护的关键取决于工作人员的自主防护意识和专业技能。野外或现场探伤，特别是进行高空管道X射线探伤，工作人员可能会受到较大剂量照射，必须结合具体情况，配带防护用品，做好个人防护。作业时要坚持佩带个人剂量计，并按有关规定，定期体检，做好个人防护工作。2020/2/11工业射线探伤的防护与评价16三、工业γ射线探伤的防护2020/2/11工业射线探伤的防护与评价17γ射线探伤机由放射源和防护罐、控制器、输源管和支架四部分组成。使用的γ射线源主要有60Co、137Cs、192Ir，常用活度为37～370×1010Bq。防护罐用贫化铀做防护层，内贮存放射源，防护罐带有保险锁和安全联锁装置。输源管顶端装有照射探头，保证放射源只能在管内移动。控制器的作用是把放射源从防护罐内输送到照射探头，以及将放射源拉回防护罐，上面装有放射源的行程指示器。2020/2/11工业射线探伤的防护与评价18γ射线探伤机在应用中容易造成的职业危害是过量的外照射。如γ放射源脱落，造成事故性照射；放射源被卡住，排除故障时造成过量照射；不充分利用防护设备，或违反安全操作规程，造成超量照射等。2020/2/11工业射线探伤的防护与评价19（一）γ射线探伤的防护1.固定式γ探伤的防护固定式γ探伤场所选择，必须考虑周围环境的安全，应建立专门的探伤室、操作室、探伤机存放室和读片室。探伤室的屏蔽设计应按最大照射量进行计算，探伤室的观察窗应有足够的屏蔽厚度。探伤室应有良好的机械排风设备，探伤室门上应设工作指示灯。操作室应有剂量监测仪或声光报警器，当仪器指示放射源已退回防护罐内时，工作人员方能进人探伤室。探伤机存放室应加强防盗设备，并有双锁双人保管。2020/2/11工业射线探伤的防护与评价202.移动式γ探伤的防护移动式γ射线探伤，必须根据照射情况划出控制区和监测区。控制区边界外照射量率不得大于6.45×10-7C·kg-1·h-1（2.5mR·h-1），边界上必须悬挂清晰可见“禁止进入γ射线区”的字牌。监测区外的照射量率不得大于6.45×10-8C·kg-1·h-1（0.25mR·h-1）。监测区边界上必须设警戒线，警戒线上应悬挂放射危险标志和“无关人员禁止入内”的警告牌，并应在警戒线各个方向有人巡视，严禁任何人进入或停留。夜间工作，警戒线上须设置红色工作灯并有人巡视，防止其他无关人员误入。2020/2/11工业射线探伤的防护与评价21探伤机的放射源在贮存位置时，源容器表面5cm处漏射线空气照射量率不大于5.16×10-6C·kg-1·h-1（20mR·h-1）；距源1m处球面上的漏射线空气照射量率不大于5.16×10-7C·kg-1·h-1（2mR·h-1）。2020/2/11工业射线探伤的防护与评价22（二）个人防护γ射线探伤的工作人员必须经过放射卫生防护培训，掌握放射卫生防护知识，正确地使用γ射线探伤机。必须严格遵守各项安全操作规程，严禁粗暴操作。移动式γ射线探伤人员必须携带测试仪或个人剂量报警器。必须进行个人剂量监测和定期健康体检。2020/2/11工业射线探伤的防护与评价23（三）加强γ探伤有关规定的认识生产、销售、使用γ探伤机的单位和个人在开展放射工作前，要向所在省、市、自治区监督部门申请许可，并向公安机关申请登记，经审查同意，发给《放射性同位素工作许可登记证》后方可从事放射工作。运输γ探伤机，应遵照运输部门有关规定。从事γ探伤的单位须设立放射防护机构；配备专（兼）职卫生防护人员，健全卫生防护、个人剂量、工作场所和外环境的监测档案。实行守法自主管理。2020/2/11工业射线探伤的防护与评价24（三）加强γ探伤有关规定的认识探伤的单位和场所，从基建到竣工的一系列的预防性监督，必须接受卫生监督部门审查批准，以确保放射性工作人员和广大居民的健康与安全。跨省、市作业应事先通报当地防护机构并接受当地的防护监督监测。192Ir源半衰期短，废弃源要妥善处理，避免丢失。放射工作单位应制定放射事故应急处理方案，以防万一出现反射事故时，能够有条不紊的工作。2020/2/11工业射线探伤的防护与评价25评价要点2020/2/11工业射线探伤的防护与评价26一、评价选址及布局是否合理主要针对固定式工业X线探伤机和γ探伤机。1.放射性探伤室是否位于车间的一角或为单独建筑。2.探伤时是否可能影响周围工作岗位人员的身体健康。3.相应工作室（操作室、显影室等）是否配套，布局是否合理。2020/2/11工业射线探伤的防护与评价27二、掌握和运用屏蔽设计计算方法对给出的设计图纸进行屏蔽计算（主要是防护墙、防护门等）（一）X射线屏蔽计算公式1.对有用射线的屏蔽计算2.对散射线的屏蔽计算（二）γ射线屏蔽计算公式γ射探伤机的放射源体积都很小，可以作为点源看待。对这种γ点源，可采用简易的减弱倍数法计算其屏蔽厚度。2020/2/11工业射线探伤的防护与评价28三、评价中应特别关注的几个问题2020/2/11工业射线探伤的防护与评价291.探伤室防护门防护门可采用铁板夹铅板或复合防护板制造。对其设计与安装，要尽量缩小门与墙体之间的缝隙，门与门洞墙体的搭接重叠至少要10cm（小门）或20cm（大门）以上，使门对门洞的覆盖较严密，防止漏射线量过大。2.放射源库贮存库贮源库的设计应满足安全、方便的原则。屏蔽材料可选用铅、砼等亦可用铅、贫铀材料的成品贮源器。库外或容器外表面100cm处任意一点的剂量率应小于0.2mGy·h-1。2020/2/11工业射线探伤的防护与评价303.关于漏射线的屏蔽设计问题X射线探伤室的屏蔽设计，对漏射线不必考虑。4.无顶探伤室设在大车间的无顶探伤室，应特别注意天空回散照射的影响。天空回散照射即射线照射到房顶上空的空气或大车间的屋顶，产生大量返回地面的散射线，造成探伤室周围的辐射水平增高。2020/2/11工业射线探伤的防护与评价315.探伤室的安全设施探伤室门外应设置警告装置、工作状态指示灯和射线危险标志。明确告诫不得随意闯入机房或在门外、墙外作不必要的逗留。并要求安装可靠的门－机联锁装置。较大型探伤室，其联锁装置要能保证在人员可能接受较大剂量照射时，射线装置能自动停止运行。室内应安装警铃、音响、广播或闪烁灯，在开机前三分钟及照射过程中示警，以防误照事故的发生。2020/2/11工业射线探伤的防护与评价32四、应牢记的评价参数2020/2/11工业射线探伤的防护与评价33γ探伤用辐射源及有关数据核素名称半衰期γ射线能量（MeV）照射量率常数Γ（R·m2/Ci·h）比释动能率常数ΓKmGy·m2/GBq·hHVT①(mm)铅钢混凝土（ρ＝2.35）60Co5.26a1.251.320.35712（13）（24）61（70）137Cs30.17a0.6620.330.089749192Ir74.02d0.3170.480.136（3）（14）41（50）169Yb32d