李富 黃海霞

摘要：射線探傷是焊接質(zhì)量控制、檢測(cè)焊縫內(nèi)部缺陷的常用方法之一，但往往由于需要較大的輻射防護(hù)區(qū)域?qū)е缕鋺?yīng)用受限。微輻射伽瑪射線技術(shù)能顯著縮小輻射防護(hù)距離，在施工現(xiàn)場(chǎng)可以與其他工種同時(shí)作業(yè)。為此，對(duì)微輻射伽瑪射線技術(shù)原理、工藝等進(jìn)行了分析和驗(yàn)證，并通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證明了該技術(shù)安全可靠、可以靈活應(yīng)用，有助于提高檢測(cè)效率、縮短檢測(cè)工期。

關(guān)鍵詞：微輻射;伽瑪射線探傷;焊縫檢測(cè);輻射防護(hù)

中圖分類號(hào)：TG441.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）12-0159-02

射線探傷是用x射線或y射線來檢測(cè)工件的內(nèi)部缺陷。射線穿透工件到達(dá)膠片，透照后的膠片經(jīng)過膠片處理得到底片，把底片放在觀片燈上觀察，可以看到不同黑度構(gòu)成的不同形狀的影像。評(píng)片人員據(jù)此判斷工件缺陷情況或內(nèi)部結(jié)構(gòu)。由于射線探傷圖像直觀，能確定缺陷平面投影的位置、尺寸和分布情況，判定缺陷的性質(zhì);底片或數(shù)字圖像能長(zhǎng)期保存;對(duì)檢測(cè)對(duì)象既不破壞也不污染;所以射線探傷已成為現(xiàn)代工業(yè)中一種必不可少的無損檢測(cè)方法。

1微輻射伽瑪射線探傷技術(shù)原理

微輻射伽瑪射線探傷技術(shù)主要是利用屏蔽防護(hù)的原理改造常規(guī)伽瑪射線探傷機(jī)，限制輻射場(chǎng)、減少漏射線，在工件背部施以鉛板防護(hù)，再用鉛橡膠整體包覆，將安全防護(hù)距離減小到幾米甚至是1米內(nèi)的技術(shù)。

微輻射伽瑪射線探傷機(jī)的放射源置于探傷機(jī)機(jī)體內(nèi)，只能在極短的封閉腔體內(nèi)移動(dòng)。探傷時(shí)放射源在機(jī)體內(nèi)被推到曝光窗口位置，其它方向沒有漏射線，只在透照方向上有極窄的射線束，該射線束穿過工件時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定衰減，穿過工件后會(huì)被背部的鉛板屏蔽掉，散射線會(huì)被整體包覆的鉛橡膠屏蔽。探傷完畢后，放射源由窗口被推回到安全位置，整個(gè)操作過程基本沒有大劑量射線外泄。

2射線源的選擇

微輻射伽瑪射線探傷技術(shù)主要用于壁厚不大于15mm的薄壁管焊縫檢測(cè)。硒75射線源是一種能量較低的伽瑪射線源，其能量范圍為66～401keV，平均能度范圍是10～40mm，條件允許時(shí)最小可降至5mm。而銥192源的能量范圍在206～612keV，其平均能量為355keV，多用于透照厚度20mm以上的工件。因此，具有較低能量范圍的硒75源更適合微輻射伽瑪射線探傷技術(shù)。而且，硒75源比銥192源的成像質(zhì)量更好、清晰度和靈敏度更高，其較低的能量范圍也使得屏蔽防護(hù)更容易實(shí)現(xiàn)。

3微輻射伽瑪射線探傷機(jī)

微輻射伽瑪射線探傷機(jī)由機(jī)體、控制部件和源辮等部分組成，具體見圖1。

國(guó)產(chǎn)的DL-VA型微輻射伽瑪射線探傷機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下：額定裝載量：硒75≤100Ci;泄漏劑量率：表面<20mR/h;距離容器1m處≤2mR/h;操作距離：1-12m;射線源焦點(diǎn)：Ф2.5x2.5mm、Ф3x3mm;透照厚度（Fe）：5-40mm。

3.1探傷機(jī)機(jī)體

DL-VA型微輻射伽瑪射線探傷機(jī)具有多層閉鎖機(jī)構(gòu)，只有按照一定程序完成各項(xiàng)透照準(zhǔn)備工作后，放射源才能輸送出去，從而防止誤操作產(chǎn)生，具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)請(qǐng)見圖2。

3.2控制系統(tǒng)

DL-VA型微輻射伽瑪射線探傷機(jī)控制系統(tǒng)由手動(dòng)推桿、0.5m長(zhǎng)控制導(dǎo)管、驅(qū)動(dòng)纜（軟軸）組成，驅(qū)動(dòng)纜（軟軸）和控制推桿連接，驅(qū)動(dòng)纜（軟軸）的陽接頭和源辮的陰接頭連接，控制部件傳輸軟管快速接頭用來與機(jī)體輸入端連接，當(dāng)向前推動(dòng)和拉回推桿即可將硒75源送到窗口曝光位置和收到安全位置。

4微輻射伽瑪射線檢測(cè)應(yīng)用工藝

在正式探傷作業(yè)前，應(yīng)按照檢測(cè)申請(qǐng)單中的管子規(guī)格制定檢測(cè)工藝及作業(yè)指導(dǎo)書，選擇合適的曝光窗口。不同活度的放射源、不同管徑、壁厚的焊縫所需的主屏蔽鉛板厚度是不同的，應(yīng)按指定的安全防護(hù)距離（半徑2m或更?。┫扔?jì)算出主屏蔽鉛板厚度，然后通過試驗(yàn)來驗(yàn)證是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

應(yīng)急物資就位和準(zhǔn)備工作完成后，在試驗(yàn)區(qū)域四周拉好警戒線，設(shè)置電離輻射警示標(biāo)志，安排好監(jiān)護(hù)及射線巡測(cè)人員，然后按以下步驟進(jìn)行工藝驗(yàn)證試驗(yàn)：（1）旋緊微輻射伽瑪射線探傷機(jī)前封罩，連接控制系統(tǒng)和探傷機(jī)。（2）根據(jù)管徑及作業(yè)指導(dǎo)書選擇合適的窗口并固定到主機(jī)窗口位置。（3）待檢管子焊縫劃線分段，放置標(biāo)記帶、像質(zhì)計(jì)和膠片等;在膠片后側(cè)放置主屏蔽鉛板并固定。（4）主機(jī)置于膠片對(duì)側(cè)并固定，使V形槽騎跨在焊縫上，調(diào)整主機(jī)窗口對(duì)準(zhǔn)被檢區(qū)。（5）使用鉛橡膠把主機(jī)與管子嚴(yán)密包裹，使散射線不外泄。（6）打開閉鎖開關(guān)，操作人員離開探傷機(jī)，推動(dòng)驅(qū)動(dòng)器推桿，開始曝光。（7）劑量率監(jiān)測(cè)：為避免意外照射、確保防護(hù)安全，必須使用劑量率巡測(cè)儀在探傷區(qū)域周圍連續(xù)監(jiān)測(cè)，直至探傷結(jié)束，如發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)立即停止曝光。（8）當(dāng)一次曝光結(jié)束后，拉動(dòng)驅(qū)動(dòng)器拉桿回到“0”刻度，聽到開關(guān)復(fù)位聲表示此時(shí)探傷機(jī)閉鎖開關(guān)自動(dòng)關(guān)閉。（9）驗(yàn)證閉鎖是否關(guān)閉：向前推動(dòng)驅(qū)動(dòng)器推桿，如推不動(dòng)則證明閉鎖已經(jīng)關(guān)閉;如還能向前推動(dòng)，必須再次向后拉動(dòng)推桿，將閉鎖關(guān)閉后進(jìn)行下一道工序。（10）改變曝光位置，再次曝光時(shí)操作步驟按照（1）-（10）條的規(guī)定進(jìn)行。（11）探傷結(jié)束后，將窗口換上0號(hào)窗口。

試驗(yàn)時(shí)應(yīng)約請(qǐng)安全管理人員及相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行見證，當(dāng)實(shí)測(cè)的監(jiān)督區(qū)邊界外空氣比釋動(dòng)能率不大于2.5uGy/h時(shí)方可進(jìn)行探傷作業(yè)，否則應(yīng)調(diào)整防護(hù)方案，直到滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

檢測(cè)工藝及防護(hù)措施經(jīng)驗(yàn)證且符合標(biāo)準(zhǔn)及各方要求后，方可執(zhí)行探傷任務(wù)。所有探傷人員應(yīng)經(jīng)過培訓(xùn)并考核合格，熟練操作微輻射伽瑪探傷機(jī)，熟悉探傷工藝。探傷作業(yè)前應(yīng)申請(qǐng)射線探傷作業(yè)許可，經(jīng)批準(zhǔn)后，在指定時(shí)間和地點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行探傷作業(yè)并嚴(yán)格按照經(jīng)驗(yàn)證和批復(fù)的工藝執(zhí)行。探傷過程中應(yīng)對(duì)邊界劑量率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如有異常應(yīng)立即停工檢查。

5微輻射伽瑪射線探傷技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及特點(diǎn)

2014至2016年對(duì)天津某大型液化天然氣工程模塊制造項(xiàng)目的管道焊縫采用微輻射伽瑪射線探傷技術(shù)進(jìn)行了探傷。該項(xiàng)目共76個(gè)模塊，焊縫拍片總計(jì)15萬多張。任務(wù)重、工期緊，高峰期有20多個(gè)模塊同時(shí)施工，應(yīng)業(yè)主要求引入了微輻射伽瑪射線探傷技術(shù)，為確保工期提供了保障。

5.1微輻射伽瑪射線探傷技術(shù)的應(yīng)用安全性

常規(guī)伽瑪射線探傷時(shí)，需使用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將放射源從源容器通過輸源管送至曝光頭，輸送過程中放射源無法屏蔽，曝光過程中也較難使用屏蔽措施。因此常規(guī)伽瑪射線探傷所需的安全防護(hù)距離極大，通常是半徑50m以上。

而微輻射伽瑪射線探傷技術(shù)，其防護(hù)距離遠(yuǎn)小于常規(guī)射線探傷技術(shù)，只需幾米或不到1米。微輻射伽瑪射線技術(shù)對(duì)探傷人員健康影響較小，甚至沒有影響。又因微輻射伽瑪射線探傷機(jī)的放射源只能在極短的封閉腔體內(nèi)移動(dòng)，所以避免了放射源丟失或收不回來等事故的發(fā)生，安全系數(shù)遠(yuǎn)高于常規(guī)伽瑪射線探傷技術(shù)。

微輻射伽瑪射線探傷技術(shù)應(yīng)用后，白天也可以工作，降低了夜間探傷的風(fēng)險(xiǎn);作業(yè)區(qū)域小，風(fēng)險(xiǎn)易管控，可以與其它工作同時(shí)進(jìn)行而不影響人員健康;屏蔽了大部分散射線，底片質(zhì)量更好，清晰度更高。

5.2微輻射伽瑪射線檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用多樣性

微輻射伽瑪射線探傷技術(shù)的適用范圍廣：適用于透照厚度小于40mm的碳鋼、合金鋼、不銹鋼以及其它材質(zhì)的直管、彎頭、三通、法蘭的對(duì)接焊縫射線探傷。微輻射伽瑪射線探傷機(jī)既可以實(shí)現(xiàn)微輻射伽瑪射線探傷，也可改裝后進(jìn)行常規(guī)伽瑪射線探傷。高空探傷作業(yè)時(shí)，微輻射伽瑪射線檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用避免了探傷人員為躲避射線而反復(fù)地在高空和地面之間來回移動(dòng)，節(jié)約了人力，保證了安全。

5.3縮短檢測(cè)工期，確保工程進(jìn)度和質(zhì)量

在以往的工程項(xiàng)目中，為避免對(duì)公眾或其他作業(yè)人員的意外輻射，射線探傷通常是安排在夜間進(jìn)行。而微輻射伽瑪射線探傷技術(shù)應(yīng)用后，作業(yè)時(shí)間不再局限于夜晚，可以24小時(shí)工作，人員輪換設(shè)備不停;可以與其他工種同時(shí)作業(yè)，不需要為了射線防護(hù)而清場(chǎng)，可以靈活安排施工時(shí)間，保證項(xiàng)目的進(jìn)度和質(zhì)量。

6結(jié)束語

微輻射伽瑪射線探傷技術(shù)因其獨(dú)特的安全性，顯著縮小了安全防護(hù)距離，還避免了射線源丟失或收不回來等事故發(fā)生。盡管防護(hù)措施較復(fù)雜、操作較繁瑣，但其安全系數(shù)高，防護(hù)半徑小，作業(yè)時(shí)間基本不受限，有助于提高效率、縮短在建項(xiàng)目工期;無需在用設(shè)備停產(chǎn)、停車，為運(yùn)行單位減少了經(jīng)濟(jì)損失，又為設(shè)備的正常運(yùn)行提供了質(zhì)量保障。微輻射伽瑪射線探傷技術(shù)將會(huì)更廣泛地應(yīng)用于更多在建、在用的項(xiàng)目和設(shè)備檢測(cè)。