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        某公司新增工業(yè)X射線探傷機(jī)輻射安全分析報(bào)告

        2020-04-27 08:45:40何婷譚文博時(shí)光李穎驍張翔
        科技視界 2020年6期
        關(guān)鍵詞:劑量率限值屏蔽

        何婷 譚文博 時(shí)光 李穎驍 張翔

        摘 要

        某公司由于工作需要,需新增使用 1臺(tái)工業(yè) X 射線探傷機(jī),用于各種工件的無(wú)損檢測(cè)。本文針對(duì)該X射線探傷機(jī)進(jìn)行了輻射安全分析評(píng)價(jià)。結(jié)果表明: 該X射線探傷機(jī)防護(hù)設(shè)施滿足輻射防護(hù)要求,探傷作業(yè)不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生明顯輻射影響; 公司輻射安全管理制度滿足相關(guān)法規(guī)要求。

        關(guān)鍵詞

        X射線探傷機(jī);輻射安全分析評(píng)價(jià);輻射防護(hù)

        中圖分類號(hào): R14 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

        DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 06 . 88

        某公司廠區(qū)內(nèi)已建有一間X射線探傷室,探傷室內(nèi)現(xiàn)有2臺(tái)周向X射線探傷機(jī)(XXH-1005型、XXH-2505型),已取得四川省生態(tài)環(huán)境廳頒發(fā)的輻射安全許可證。為滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需要,該公司決定在現(xiàn)有探傷室內(nèi)新增1臺(tái)周向X射線探傷機(jī)。

        依據(jù)環(huán)辦函[2015]1758號(hào)、川環(huán)函[2016]154號(hào)相關(guān)規(guī)定和要求,在該探傷機(jī)投入使用前,應(yīng)進(jìn)行輻射安全分析評(píng)價(jià),編制輻射安全分析報(bào)告。

        1 項(xiàng)目概況

        1.1 設(shè)備概況

        新增使用工業(yè)X射線探傷機(jī)1臺(tái),屬II類射線裝置,安放在現(xiàn)有探傷室內(nèi)。該探傷機(jī)為周向出束,管電壓和管電流分別為350kV和5mA,生產(chǎn)廠家為成都華光無(wú)損檢測(cè)有限公司。

        1.2 周圍環(huán)境

        公司現(xiàn)有探傷室位于廠區(qū)南面。探傷室東面80m處為空壓機(jī)房,西面緊鄰廠區(qū)公路,南面4m處院墻內(nèi)為油庫(kù)房,北面緊鄰裝配車間,西北面40m、隔廠區(qū)道路為試驗(yàn)室。周圍50m的范圍內(nèi)沒(méi)有居民小區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院等敏感目標(biāo)。

        2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

        2.1 正常運(yùn)行狀態(tài)下人員的劑量約束值

        本項(xiàng)目正常運(yùn)行期間對(duì)工作人員和公眾中任何個(gè)人造成的有效劑量約束值執(zhí)行《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》(GB18871-2002)[1]中相關(guān)限值。同時(shí),結(jié)合本項(xiàng)目實(shí)際情況,提出了嚴(yán)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的劑量約束值:工作人員年有效劑量不超過(guò)5mSv,公眾年有效劑量不超過(guò)0.1mSv,作為本次評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

        2.2 關(guān)注點(diǎn)劑量率限值

        探傷室四周、頂部和防護(hù)門外表面0.3m處,射線裝置周圍公眾居留等區(qū)域輻射防護(hù)劑量率小于等于2.5uSv/h[2-3]。

        3 工程分析

        3.1 設(shè)備參數(shù)和運(yùn)行工況

        新增XXGH-3505型X射線探傷機(jī),額定管電壓350kV,額定管電流5mA。在正常工況下,探傷機(jī)不會(huì)開至額定管電壓和管電流運(yùn)行,探傷機(jī)周向出束。在探傷工作期間,根據(jù)工件焊縫厚度不同,工作人員選擇不同型號(hào)的探傷機(jī)進(jìn)行探傷,不存在3臺(tái)探傷機(jī)同時(shí)運(yùn)行的情況,也不增加年累計(jì)曝光時(shí)間。根據(jù)該公司生產(chǎn)規(guī)模,保守估計(jì)3臺(tái)探傷機(jī)年累計(jì)最大曝光時(shí)間50h,其中本次新增探傷機(jī)年曝光時(shí)間為20h,現(xiàn)有2臺(tái)探傷機(jī)年曝光時(shí)間為30h。年用膠片3600張。本項(xiàng)目擬設(shè)管理人員1名,放射性操作人員2名,年工作日252d,日工作時(shí)間8h。

        探傷室建筑面積116.2m2,高4.35m,由曝光室(探傷機(jī)安放位置)、操作室、暗室、評(píng)片室、辦公室和資料室構(gòu)成。操作室、暗室位于曝光室左側(cè),與曝光室通過(guò)650mm鋼筋混凝土墻屏蔽,與室內(nèi)探傷機(jī)相距6m。

        3.2 工藝流程和產(chǎn)污環(huán)節(jié)

        本項(xiàng)目探傷機(jī)屬II類射線裝置,非工作狀態(tài)情況下,不產(chǎn)生X射線;只有在接通電源開機(jī)的情況下才發(fā)射X射線。

        探傷機(jī)工作原理是采用X射線對(duì)工件進(jìn)行透照,當(dāng)透過(guò)工件的射線與膠片的感光層作用而使膠片感光。經(jīng)暗室處理后,得到一張具有一定黑化程度的影像底片。通過(guò)底片上的影像觀察、分析被檢工件的缺陷。

        3.3 污染源項(xiàng)

        本項(xiàng)目運(yùn)行過(guò)程中,主要污染源來(lái)自探傷機(jī)接通電源時(shí)產(chǎn)生的X射線。此外,在沖洗膠片時(shí),感光材料經(jīng)顯影、定影后會(huì)產(chǎn)生少量的廢液。

        輻射劑量率計(jì)算過(guò)程中需知道X射線距輻射源點(diǎn)(靶點(diǎn))1m處輸出量H0,通過(guò)查詢《工業(yè)X射線探傷室輻射屏蔽規(guī)范》(GBZ/T250—2014)附錄B.2X射線輸出量得到350kV額定管電壓條件下距輻射源1m處輸出量H0保守取值為23.5mGy·m2/(mA·min)[2]。

        4 輻射安全與防護(hù)

        4.1 輻射防護(hù)“兩區(qū)”管理

        依據(jù)GB18870-2002輻射場(chǎng)所的分區(qū),公司將現(xiàn)有探傷工作場(chǎng)所按控制區(qū)和監(jiān)督區(qū)實(shí)行管理。

        控制區(qū):包括曝光室。在曝光室防護(hù)門外上方設(shè)置有醒目的、符合要求的警示標(biāo)志及工作狀態(tài)指示燈。

        監(jiān)督區(qū):包括操作室、評(píng)片室、暗室等。在監(jiān)督區(qū)入口處的適當(dāng)位置設(shè)置有表明監(jiān)督區(qū)的標(biāo)牌。

        4.2 輻射安全場(chǎng)所屏蔽設(shè)計(jì)方案

        探傷室外形為長(zhǎng)方體。其中探傷機(jī)所在曝光室四周墻體厚均為650mm、頂部厚350mm、迷道內(nèi)外墻厚650mm,迷道長(zhǎng)2.63m,為鋼筋混凝土現(xiàn)澆。工作人員的操作室、暗室與曝光室共用墻厚650mm、其余三面實(shí)心磚墻厚240mm。工件進(jìn)出鉛門為電動(dòng)鉛屏蔽門,鉛當(dāng)量為22mm;人員進(jìn)出鉛屏蔽門,鉛當(dāng)量為5mm。上述厚度的鋼筋混凝土或鉛屏蔽門能有效屏蔽和降低探傷室四周、頂部的輻射水平。

        4.3 輻射安全防護(hù)措施

        4.3.1 企業(yè)已采取的輻射安全與防護(hù)措施

        為使項(xiàng)目在運(yùn)行中確保人員和周圍環(huán)境的安全,該公司已對(duì)曝光室采取了多重安全防護(hù)措施,具體如下:

        門機(jī)聯(lián)鎖:探傷室進(jìn)出工件門與探傷機(jī)聯(lián)鎖。即探傷機(jī)的高壓電源與門聯(lián)鎖,關(guān)門不到位,高壓電源不能啟動(dòng);高壓電源未關(guān)閉,門不能被打開。

        門燈聯(lián)鎖:曝光室工件門的外側(cè)設(shè)有工作狀態(tài)警示燈,并與門聯(lián)鎖。

        緊急止動(dòng)裝置:在曝光室內(nèi)墻上安裝“緊急止動(dòng)”開關(guān),該開關(guān)與控制臺(tái)上的“緊急止動(dòng)”按鈕聯(lián)動(dòng)。曝光室內(nèi)墻上設(shè)置4個(gè)“緊急止動(dòng)”開關(guān)。

        出口處緊急開關(guān)按鈕:在曝光室工件門內(nèi)側(cè),設(shè)有緊急開關(guān)按鈕(開關(guān)旁設(shè)置明顯的文字提示),按下此按鈕,人員可從內(nèi)側(cè)打開防護(hù)門。

        視頻監(jiān)控裝置:曝光室安裝1臺(tái)視頻監(jiān)控裝置,顯示屏位于控制臺(tái)的前方,視頻探頭位于曝光室內(nèi)墻上。工作人員通過(guò)顯示屏查看曝光室內(nèi)的全部情況。

        鑰匙控制:探傷機(jī)的電源啟動(dòng)鑰匙與工件門的鑰匙以及控制臺(tái)上的鑰匙牢固連接在一起,由操作員隨身攜帶。公司配置有便攜式輻射檢測(cè)報(bào)警儀,該報(bào)警儀與防護(hù)門鑰匙、X射線探傷機(jī)的安全鎖鑰匙串結(jié)一起。

        警示標(biāo)志和狀態(tài)顯示:曝光室工件門外和工作人員入口門外設(shè)置有固定的電離輻射警告標(biāo)志和工作狀態(tài)指示燈。

        聲光提示:探傷作業(yè)時(shí),工作狀態(tài)指示燈亮起,同時(shí)控制臺(tái)上有聲音提示。

        4.3.2 本項(xiàng)目需新增的輻射安全與防護(hù)措施

        本項(xiàng)目在現(xiàn)有探傷室內(nèi)新增使用1臺(tái)XXGH-3505型周向X射線探傷機(jī),須將該探傷機(jī)與現(xiàn)有探傷機(jī)實(shí)現(xiàn)門機(jī)聯(lián)鎖和鑰匙控制,具體說(shuō)明如下:

        門機(jī)聯(lián)鎖:新增探傷機(jī)將與曝光室工件門和人員入口門實(shí)現(xiàn)門機(jī)連鎖。

        緊急止動(dòng)裝置:曝光室內(nèi)墻上應(yīng)安裝與新增探傷機(jī)相關(guān)聯(lián)的“緊急止動(dòng)”按鈕;應(yīng)與控制臺(tái)上的“緊急止動(dòng)”按鈕聯(lián)動(dòng)。按下按鈕,探傷機(jī)高壓電源被切斷,停止出束。

        鑰匙控制:新增探傷機(jī)的電源啟動(dòng)鑰匙與工件門的鑰匙以及控制臺(tái)上的鑰匙牢固連接在一起。探傷期間,該串鑰匙與便攜式X輻射劑量?jī)x(具有報(bào)警功能)連在一起,隨操作人員進(jìn)入探傷室。

        5 輻射安全分析

        5.1 輻射安全分析思路

        本項(xiàng)目新增探傷機(jī)額定管電壓和管電流分別為350kV和5mA。對(duì)該探傷機(jī)進(jìn)行理論計(jì)算,選取探傷機(jī)最大工況條件(管電壓350kV,管電流5mA)進(jìn)行輻射環(huán)境水平、工作人員和公眾受照劑量的理論預(yù)測(cè)。

        新增探傷機(jī)為周向出束,年曝光時(shí)間20h。故曝光室四周和頂部作為有用線束考慮,其余預(yù)測(cè)點(diǎn)作為泄漏輻射和散射輻射考慮。

        5.2 輻射安全分析預(yù)測(cè)模式

        采用GBZ/T250-2014[2]中的計(jì)算方法,對(duì)本項(xiàng)目新增探傷機(jī)所致關(guān)注點(diǎn)劑量率、工作人員和公眾的個(gè)人有效劑量進(jìn)行估算。具體計(jì)算模式如下:

        (1)有用線束:按式1計(jì)算曝光室外關(guān)注點(diǎn)的劑量率:

        (2)泄漏輻射:按式2計(jì)算泄漏輻射在曝光室外關(guān)注點(diǎn)的劑量率:

        (3)散射輻射:按式3計(jì)算散射輻射在曝光室外關(guān)注點(diǎn)的劑量率:

        5.3 輻射安全分析結(jié)果與評(píng)價(jià)

        5.3.1 新增探傷機(jī)預(yù)測(cè)結(jié)果

        計(jì)算結(jié)果表明,新增探傷機(jī)以最大管電壓運(yùn)行時(shí),曝光室屏蔽墻、工件進(jìn)出鉛門外0.3m處劑量率為2.6×10-1μSv/h~5.1×10-1μSv/h,低于GBZ/T250-2014規(guī)定的屏蔽體外劑量控制限值2.5μSv/h;說(shuō)明探傷室屏蔽墻和工件進(jìn)出鉛門的防護(hù)厚度滿足輻射防護(hù)要求。預(yù)測(cè)參數(shù)見(jiàn)表1。

        計(jì)算結(jié)果顯示:1#、2#、3#、4#和5#點(diǎn)的X射線劑量率預(yù)測(cè)值分別為:2.6×10-1、3.7×10-1、2.6×10-1、2.8×10-1、5.1×10-1μSv/h;職業(yè)照射6#點(diǎn)年有效劑量為4.2×10-6mSv/a;公眾照射7#、8#和9#點(diǎn)年有效劑量分別為1.6×10-6、3.0×10-6、9.2×10-8mSv/a。

        5.3.2 現(xiàn)有探傷機(jī)運(yùn)行狀況

        探傷室現(xiàn)有XXH-2505型(周向)和XXH-1105型(周向)X射線探傷機(jī)各1臺(tái),探傷時(shí)單機(jī)運(yùn)行。以功率最大的XXH-2505型(周向)探傷機(jī)預(yù)測(cè)其正常運(yùn)行期間對(duì)環(huán)境的輻射影響,按年最大出束時(shí)間30h進(jìn)行計(jì)算,利用因子和占用因子均取1。

        各預(yù)測(cè)點(diǎn)的預(yù)測(cè)結(jié)果為:1#、2#、3#、4#和5#點(diǎn)的X射線劑量率預(yù)測(cè)值分別為1.8×10-1、1.9×10-1、1.7×10-1、2.4×10-1、3.4×10-1μSv/h;職業(yè)照射6#點(diǎn)年有效劑量為5.7×10-3mSv/a;公眾照射7#、8#和9#點(diǎn)年有效劑量分別為7.2×10-3、5.1×10-3、1.1×10-7mSv/a。

        由此可見(jiàn),現(xiàn)有探傷機(jī)以最大管電壓運(yùn)行時(shí),曝光室屏蔽墻、工件進(jìn)出鉛門外0.3m處劑量率為1.7×10-1μSv/h~3.4×10-1μSv/h,低于GBZ/T250-2014規(guī)定的屏蔽體外劑量控制限值2.5μSv/h;說(shuō)明探傷室屏蔽墻和工件進(jìn)出鉛門的防護(hù)厚度滿足輻射防護(hù)要求。

        5.3.3 輻射安全評(píng)價(jià)

        (1)對(duì)工作人員的評(píng)價(jià)。

        將新增探傷機(jī)和現(xiàn)有探傷機(jī)年有效劑量進(jìn)行疊加,作業(yè)作為本項(xiàng)目正常運(yùn)行所致各預(yù)測(cè)點(diǎn)的年有效劑量。疊加結(jié)果為:職業(yè)照射6#點(diǎn)年有效劑量為5.7×10-3mSv/a;公眾照射7#、8#和9#點(diǎn)年有效劑量分別為7.2×10-3、5.1×10-3、2.1×10-7mSv/a。

        可見(jiàn),在現(xiàn)有探傷室內(nèi)新增使用1臺(tái)探傷機(jī)后,公司探傷作業(yè)所致工作人員最大個(gè)人有效劑量為5.7×10-3mSv/a。該計(jì)算結(jié)果表明,該公司開展探傷作業(yè)期間,探傷機(jī)在正常運(yùn)行工況下產(chǎn)生的電離輻射經(jīng)曝光室實(shí)體屏蔽后,所致工作人員個(gè)人年有效劑量小于管理限值要求(5mSv/a)。

        (2)對(duì)公眾和環(huán)境敏感點(diǎn)的評(píng)價(jià)。

        本項(xiàng)目的公眾區(qū)域和環(huán)境敏感點(diǎn)是7#、8#和9#,與曝光室的距離分別是10m、8m和40m。根據(jù)表5數(shù)據(jù),新增使用1探傷機(jī)后,公司探傷作業(yè)所致公眾最大個(gè)人有效劑量為7.2×10-3mSv/a,小于0.1mSv/a的公眾劑量管理限值要求。

        5.4 非放射性污染物的影響分析

        5.4.1 固體廢棄物

        本項(xiàng)目固體廢物主要是危險(xiǎn)廢物。危險(xiǎn)廢物主要有廢顯影液、廢定影液和廢膠片。本次新增1臺(tái)探傷機(jī)后,每年產(chǎn)生的廢顯影液和廢定影液量不增加。超過(guò)保存期限的廢舊膠片按公司現(xiàn)行管理制度實(shí)施集中收集。以上危廢均由具有危廢處理資質(zhì)的公司回收處理。

        5.4.2 大氣污染物

        在探傷機(jī)曝光過(guò)程中產(chǎn)生的微量臭氧,利用探傷室現(xiàn)有通排風(fēng)系統(tǒng)排出室外。臭氧50min后自動(dòng)降解為氧氣,對(duì)周圍環(huán)境影響很小[4]。

        6 輻射安全管理

        根據(jù)國(guó)家規(guī)定,該企業(yè)已建立輻射安全與環(huán)境保護(hù)管理機(jī)構(gòu),制定有輻射安全管理規(guī)章制度,配有輻射防護(hù)措施及監(jiān)測(cè)設(shè)備,輻射工作人員均已按要求參加了輻射安全教育培訓(xùn)并經(jīng)主管部門考核合格,持證上崗。同時(shí)針對(duì)本次新增探傷機(jī),公司升級(jí)了原有輻射事故應(yīng)急預(yù)案。

        7 結(jié)語(yǔ)

        該公司新增的1臺(tái)XXGH-3505型周向X射線探傷機(jī)(管電壓350kV,管電流5mA)以最大管電壓運(yùn)行時(shí),曝光室屏蔽墻、工件進(jìn)出鉛門外0.3m處劑量率為2.6×10-1μSv/h~5.1×10-1μSv/h,低于GBZ/T250-2014規(guī)定的屏蔽體外劑量控制限值2.5μSv/h;公司探傷作業(yè)所致工作人員最大個(gè)人有效劑量為5.7×10-3mSv/a,小于5mSv/a的工作人員職業(yè)照射管理限值要求;所致公眾最大個(gè)人有效劑量為7.2×10-3mSv/a,小于0.1mSv/a的公眾劑量管理限值要求。洗片產(chǎn)生的少量危廢在得到妥善處置后對(duì)環(huán)境基本沒(méi)有影響。因此,在實(shí)施了輻射污染防治措施要求后,從輻射安全角度看,該項(xiàng)目是可行的。

        參考文獻(xiàn)

        [1]GB18871-2002,電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2002.

        [2]GBZ/T 250—2014,工業(yè)X射線探傷室輻射屏蔽規(guī)范[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2014.

        [3]GBZ 117-2015,工業(yè)X射線探傷放射防護(hù)要求[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2015.

        [4]李遠(yuǎn).某企業(yè)X射線檢測(cè)裝置環(huán)境影響評(píng)價(jià)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2016(19):46-49.

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