X射线探伤装置（精选8篇）
X射线探伤装置 篇1
1 概述
矿井原煤主运输系统正常与否是决定高产高效矿井安全生产瓶颈问题, 主运输系统钢丝绳芯胶带在长期运行中, 由于荷载量增加、带面划伤及老化等原因, 会造成钢丝绳芯锈蚀、断裂, 接头伸长、钢丝绳芯与胶带的粘合力下降而接头拉断等故障。为确保安全, 一般传统的做法是在系统和设备停运后由专职人员沿着钢丝绳芯胶带行走检查, 利用肉眼观察凭经验检查胶带是否存在损伤、老化, 此方法只能检查胶带的外观, 不能观测到胶带内部钢丝绳芯的完好情况以及钢丝绳芯与胶带的粘接情况。而矿用钢丝绳芯胶带X射线探伤装置使用完成了胶带内钢丝绳芯断绳、锈蚀、接头抽动及带面损伤等工况的高速、在线、无损检测及定位, 实现了随时检测胶带运行情况、更有效的检测胶带完好情况的愿望。
2 国内外技术现状及发展趋势
2.1 国内外技术现状
目前国内外对钢丝绳芯胶带在线无损检测作了大量的研究与试验, 在国内有X射线透视仪、电涡流检测仪、探片预置检测仪, 这些方法对研究工作起了很大推动作用, 但对钢丝绳芯胶带在线无损检测没能从根本上解决;在国外研制的SPF胶带检测仪是利用目前公认的最佳的检测钢丝绳的方法--磁检测法, 但是SPF检测仪对无限不确定长、接头复杂、多根密集并列的钢丝绳芯胶带检测数据的处理, 易出现漏检与误判, 并远远不能满足实际检测。
2.2 发展趋势
随着原煤运输过程中钢丝绳芯胶带越来越多的应用, 所有的钢丝绳芯胶带都面临着胶带及接头老化, 钢丝绳芯出现断丝、锈蚀, 接头伸长、断裂等情况。钢丝绳芯胶带在线检测技术的研究, 对保证钢丝绳芯胶带的安全运行奠定强有力的基础。因此我们必须针对钢丝绳芯胶带的特性, 有目的地对影响胶带安全运行的主要因素进行研究, 矿用钢丝绳芯钢丝绳芯胶带X射线探伤装置的使用, 对钢丝绳芯胶带的安全运行具有重要意义。
3 在线检测技术的应用
为了实现对主运输系统的胶带进行在线检测, 我矿与厂家合作安装使用ZSX127D矿用钢绳芯输送带X射线探伤装置, 在使用过程中进行优化设计, 以提高设备在运行期间的稳定性和安全性。
3.1 矿用钢丝绳芯胶带X射线探伤装置的工作原理
矿用钢丝绳芯胶带X射线探伤装置是基于X射线透视原理, 实现对钢丝绳芯胶带内钢丝绳芯断丝 (锈蚀) 、接头抽动及带面损伤等工况的高速、在线、无损检测及定位, 并将检测到的视频录像存储于计算机上, 数据采集完成后视频录像可以进行慢速 (变速) 播放并可转化为标准的AVI电影模式方便观看和移动, 对发现的可疑部分可以抓图、标定、比对及测量、分析, 得出可靠性结论, 并可将视频图像及报表打印输出, 系统还可实现局域网数据共享。其安装示意图如下:
3.2 实现功能
通过我矿与厂家的合作, 设计出的矿用钢丝绳芯胶带X射线探伤装置实现了前期预定的目标。
(1) 能够完成钢丝绳芯胶带内钢丝绳芯断绳、锈蚀、接头抽动及带面损伤等工况的全断面、高速、在线、定量检测及精确定位;
(2) 能够手动/自动图像抓拍, 具有声光报警功能;
(3) 对钢丝绳芯胶带带强能够进行安全评估;
(4) 对损伤点图像、接头图像可通过日期、接头号、位置等标志生信息进行查询、比对并通过软件中的数据分析工具进行准确分析判断;
(5) 当发现问题时, 可出具检测数据及视频图像报表打印;
(6) 对采集后的视频图像可以进行慢放、快放、倒放并可转化为标准的AVI视频格式以方便观看和移动。
4 现场使用
为保证检测的准确性设专职人员操作矿用钢丝绳芯胶带X射线探伤装置, 要求每日检查主运输系统的钢丝绳芯胶带及接头的完好情况, 对胶带进行扫描检测、对比分析, 必须对扫描情况存盘, 做好检查记录。检测出胶带及接头出现鼓包、钢丝绳出现抽动 (断丝) 情况的及时汇报队领导。区队更根据检查提供的鼓包面积、钢丝绳位移情况、钢丝绳断丝情况、带面开胶情况及时采取措施。
5 取得效果
矿用钢丝绳芯胶带X射线探伤装置投入自2011年4月安装使用后, 我矿定期安排专人对主运输系统各部钢丝绳芯胶带进行检测。在2011年7月份, 专职人员在扫描12采区北翼胶带, 发现17#接头中部断丝7根, 而前一天检测中未发现断丝。我矿立即申请停产检修将17#接头重新硫化制作, 及时消除安全隐患, 保证了12采区北翼胶带机的安全运行。
X射线探伤装置 篇2
1.从事射线探伤人员必须参加卫生部门组织的放射防护及有关法律法规的培训考核，领取卫生行政部门颁发的《放射工作人员证》方可上岗操作。
2.进入施工现场的作业人员必须穿好工作服，佩带好劳动保护用具及辐射防护用具，高处作业必须系好安全带。
3.进入容器内部作业，必须使用安全电压照明，具有良好的通风换气系统，并有专人监护，在用容器检测时，容器内的气体必须经过置换分析合格后方可作业。
4.严禁穿化纤衣服和火种进入存在有易燃介质的容器内部探伤。
5.检测操作前，仪器接地线应可靠接地，并检查仪器有无漏电，电缆有无破损情况。操作时严格执行《X射线机操作规程》，确保仪器的安全使用。
6.射线探伤操作时，应按GB16357和GB18465的规定划定控制区和管理区（或监督区），设置安全警告标志，夜间作业应用红灯警示标志。
7.射线探伤作业前，应通知现场无关人员撤离至警戒线以外，必要时设专人巡视，防止无关人员误入透照现场。
8.射线操作人员进入现场应佩带个人剂量监测设备和防护用品，并采取减少在透照现场时间、增大距射线源的距离以及利用现场地形、设备等屏蔽物进行有效的射线安全防护。
横向管组成X射线探伤用工装 篇3
关键词：横向管组成,探伤,工装
0 引言
中车集团株洲电力机车有限公司转向架的横向管组成需要对焊缝进行X射线探伤, 因为焊缝是一整圈, 而且两端不是规整的, 进行探伤的时候需要转动横向管组成, 而且不同车型的产品长度不一样, 直径也不一样, 为了满足不同车型横向管组成的X射线探伤的需要, 设计了一种通用探伤工装。
1 工装结构原理及使用方法
横向管组成X射线探伤用工装的结构如图1所示。
1.机架2.轨道3.移动支撑架4.高度可调支撑5.横向管组成6.夹盘K11A-200 7.减速箱8.手轮
横向管组成X射线探伤用工装主要有两大部分组成, 即横向管组成的支撑部分和旋转部分。
支撑部分主要由机架1、移动支撑架3、高度可调支撑4组成。移动支撑架3安装了车轮能在机架1的轨道上移动, 这样就解决了不同长度的横向管组成的支撑问题。为了确保不同直径的产品的中心一直保持在夹盘6的中心, 设计了高度可调支撑4 (结构如图2所示) , 高度可调支撑就是通过丝杆 (丝杆的左右两半部分一半左旋螺纹一半左右旋螺纹) 转动控制2个上滑座同时向内或者向外移动, 达到控制横向管组成的中心上移或者下移。以满足不同直径的横向管组成中心一直在夹盘6的中心。
1.下滑座2.上滑座3.丝杆4.滚轮
旋转部分主要由夹盘6、减速箱7、手轮8组成, 夹盘6通过夹爪夹紧横向管组成的内圆, 人通过摇动手轮8, 然后经过减速箱7 (减速箱主要是为了节省人力) 来转动横向管组成5, 达到X射线探伤横向管组成一整圈焊缝的要求。
2 结语
直流工业X射线探伤机研制和应用 篇4
关键词：新型直流工业X射线探伤机,兼容性,工作性能稳定,零油耗
前言
目前X射线无损探伤机在长输管道和储罐检测野外作业时, 现场无电源或采用临时供电设施供电。使用临时供电设施, 经常与电焊机等大功率用电器共用, 受大功率用电器影响, 临时供电设施电压、电流波动很大, 检测设备常常无法正常运行;现场无电源时使用发电机, 随着检测工位变化, 发电机需要频繁搬运, 这样增加了员工劳动强度、降低了工效、同时也消耗大量汽油。
一、直流工业X射线探伤机工作原理及主要研究内容
1. 直流工业X射线探伤装置组成:由控制器、X射线发生器、充电器和蓄电池组成。
控制器原理:蓄电池组 (DC120) 为控制器提供电源, 由BOOST升压将DC120V直流电压升高至190V至230V, 经电容滤波后变成平滑的直流电压, 该电压经主逆变模块器件变换成频率可调的脉冲电压, 之后送给X射线发生器内的升压变压器, 再经升压变压器升压至几十到几百万高压后, 加在X射线管两端, 产生X射线。
主要技术经济指标:
供电电压:DC120V
额定管电流:DC 4.5-5m A
输出脉宽:1.1-1.2ms
输出周期:4.5-8.5ms
功率:0.72-1.32kw (XXGZ-2505型)
穿透力:40mm D≥3.0 (对A3钢XXG-2505型)
控制器主要包括电流调解单元、电压调节单元、中央控制单元。
a.电流 (m A) 调节单元, 通过毫安给定 (基准电流) 与来自X射线发生器毫安反馈比较输出直流电, 直流电经压控振荡器振荡产生矩形脉冲, 再经整形、放大、变压器耦合输出可以随X射线管灯丝电压的变化的触发脉冲, 触发斩波器主、辅可控硅的导通, 从而可以控制主回路电流变化。
b.电压 (KV) 调节单元, 通过电压给定与电压反馈比较, 和来自电源的同步电压, 产生移相触发脉冲, 经脉冲调解, 控制半控桥模块导通角, 从而可以连续改变输出电压, 以适应不同厚度钢材料的拍片要求。
c.中央控制器 (CPU) 单元采用89C52单片机作为中央处理器, 接口片选用功率集成电路驱动模块TLP250, TLP250是带光电隔离的MOSFET驱动芯片, 可直接驱动小功率MOSFET和IGBT的功率型光耦, 包括小型直流继电器。新研制设备为了保护控制器和X射线发生器在过温, 过电流, 过脉冲电压等非正常情况电路器件不被烧坏, 设有温度保护电路、电流保护电路、过电压保护电路, 当任意数值超出范围, 机器都会停止工作, 同时显示故障代码, 这样, 既有利保护机器, 又方便设备维修。
2. 智能化充电器研制
目前铅酸蓄电池存在使用寿命较短及充电能力不足这两大问题。系统储能元件铅酸蓄电池设计寿命约三年, 但由于充电方式、存储方式以及人为等诸多因素的影响导致其使用寿命过短, 结合现有的技术我们研制了智能化充电器, 可以有效的解决诸类问题。
充电装置的电路原理:市电输入经桥式整流、滤波后形成直流电压, 经IC11稳压器输出, 分别进入十个充电回路通道, 为电池组充电。中央处理器 (IC) 负责对十路充电回路管理、监控。采用IC实现对阀控免维护铅酸蓄电池智能化充电管理, 可以延长蓄电池使用寿命。
二、技术创新特点
创新特点一:直流控制器主要是电源回路和主回路设计, 该技术采用大功率BOOST升压方式, 将DC120V直流电压升高至190V至230V交流电, 经电容滤波后变成平滑的直流电压, 该升压技术已获得国家专利。
创新特点二:控制器具有良好兼容性。考虑现场施工时有多种X射线机型工作, 受现场环境、运输、操作等诸多因素影响, 控制器故障率比较高。当现场任何一型号国产便携机X射线探伤机控制器出现故障, 该新型控制器可以临时替换, 而不影响继续检测, 这样就大大降低检测成本及劳动强度。完成控制器良好兼容性, 主要是在控制器增设电压自动转换电路, 该技术已获得国家专利。
三、新设备应用与推广
2013年新型直流X射线探伤机研制8台, 2014年技改20台套。这些设备已经在大庆油田内外产能建设得到广泛推广, 其经济效益和社会效益非常显著。据统计, 该新型设备先后在西三线西段四标段、油田肇292、肇421区块集输油供注水及配电系统工程、油田杏三-四区东部三元复合驱、聚中312注入站高浓度水处理站等工程中成功应用, 共完成焊缝检测23820道, 曝光底片56550张, 节约汽油约12000余升, 较以往累计增加效益252万元。
四、结语
直流X射线探伤机特点:第一零油耗, 采用直流供电, 设备不受外界电网 (发电机) 影响, 工作性能提高, 故障率大幅度降低。高能耗、高成本是企业经营主要问题, 降低成本是首选。第二良好的兼容性。这样可以减少生产过程成本, 不会应为野外现场作业时, 因设备故障引起停工检测。新设备已经在油田部分工程施工应用, 给企业带来良好效益, 下步计划分步推广, 为企业带来更大效益。
参考文献
[1]王川.电源技术.重庆大学出社版.
[2]余长江, 王吉先, 郑西振.射线又探伤装置.机械工业出版社.
X射线探伤装置 篇5
工业射线探伤作业形式分为探伤室探伤和现场探伤两种, 其中, 现场探伤相对于探伤室探伤而言, 是指使用移动或便携式射线探伤装置到室外、生产车间或安装现场对工件内部进行透照检查, 以检测其内部缺陷, 由于现场探伤作业的不确定因素较多, 根据国家相关标准, 结合实际情况, 本文将重点探讨现场探伤的辐射安全防护问题。
1 辐射来源概况
射线探伤的辐射来源于X射线探伤机和密封放射源, 密封放射源主要有Ir-192、Se-75、Co-60和Cs-137等几类, 密封放射源放置于γ射线探伤设备内使用。参照《射线装置分类办法》 (原国家环境保护总局公告2006年第26号) 和《放射源分类办法》 (原国家环保总局公告2005第62号) 可知, X射线探伤机属于Ⅱ类射线装置, Co-60属于Ⅰ类放射源, Ir-192、Se-75和Cs-137属于Ⅱ类放射源。
X射线探伤机多运用于检查较薄的部件, 可以随时随地的开展工作, 保管方便, 射线强度调整快捷, 无需像放射源那样随时间衰减而更换, 但是需要电源, 必须在有电源保障的情况下使用。γ射线探伤机探伤的特点是射线穿透能力强, 设备轻便, 无需电源, 便于携带, 放射源可通过窄小部位进行透照, 适用于异型物体探伤, 特别适合于对环形或球形物体探伤。与X射线探伤机不同的是, 无论处于何种工作状态, 放射源总会有射线射出, 并且其放射性活度按照一定规律自行衰减, 放射源需要定期更换。
2 现场探伤特点
结合工作实际, 现总结现场探伤有以下几个特点:
1) 现场探伤人员成分复杂。现场作业时, 除有检测单位的放射工作人员和项目单位的相关人员在现场外, 有时还会有检测单位临时聘用的一些当地人员工作, 人员成分相对探伤室探伤的工作人员较复杂, 难以管理, 缺少安全和防护知识, 若是管理跟不上, 非工作人员误入监督区, 甚至进入控制区, 收到大剂量的误照射, 造成事故。
2) 现场探伤辐射屏蔽设施相对探伤室探伤较缺乏。现场探伤辐射屏蔽设施相对探伤室探伤较缺乏的原因主要有两个方面:一是现场探伤作业时, 只有在相对固定的地方可以安放便携式的防护铅板, 以起到加强防护作用, 但是若在现场的几个点同时进行或者在高空作业时, 缺少较为完善的辐射屏蔽设施;另外一个原因就是个人防护用品, 如铅衣、铅手套、铅裤和铅眼镜等, 由于笨重, 特备是在夏天或者下雨下雪的时候穿戴和使用都不方便, 放射工作人员往往图省事而放弃穿戴, 从而增加了意外受到照射的危险。
3) 现场探伤工作环境复杂。现场探伤作业往往会受到地形和气候的影响。现场探伤条件往往比较复杂, 会由于其他设备和钢结构等遮挡使探伤位置受到限制, 使得放射工作难度加大。
4) 现场探伤受时间限制较大。现场探伤作业时间通常受到施工单位影响, 时间受到限制, 同时有些探伤作业准备工作需要很长时间, 由于被检工件厚度较大, 需要曝光时间较长, 使得整个探伤作业的时间收到限制, 从而增加放射工作人员的急迫感, 使得放射工作的准备、曝光、结束工作都进行的很仓促, 容易出错, 发生意外。
5) 与其他工作冲突。探伤作业只是整个流程中其中一个, 它往往和其他动作同时、同地进行, 会由于工期的原因而和其他工作相互冲突, 相互影响。
3 现场探伤作业的辐射防护措施
1) 加强人员培训。根据《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》 (国务院第449号令) 中的相关规定, 对放射工作人员进行安全和防护知识教育培训, 并进行考核;考核不合格的, 不得上岗。具体要求是:放射工作人员上岗前应当接受放射防护和有关法律知识培训, 考核合格方可参加相应的工作;培训时间不少于4天;放射工作单位应当定期组织本单位的放射工作人员接受放射防护和有关法律知识培训, 放射工作人员两次培训的时间间隔不超过2年, 每次培训时间不少于2天;放射工作单位应当建立并按照规定的期限妥善保存培训档案;放射防护及有关法律知识培训应当由符合省级卫生行政部门规定条件的单位承担, 培训单位可会同放射工作单位共同制定培训计划, 并按照培训计划和有关规范或标准实施和考核;放射工作单位应当将每次培训的情况及时记录在《放射工作人员证》中。
若是违反规定未取得《放射工作人员证》而上岗的单位, 应按照相关规定处罚。现场探伤作业中人是主体因素, 一切操作都有人来完成, 人对辐射防护知识的认识是进行辐射防护的基础, 所以把人员培训作为各项措施有效落实的第一步。
2) 合理选择作业时间。由于现场探伤作业人员成分复杂, 同时又与其他工作会产生冲突, 且清场难度大, 作业时间宜选在中午休息时间或下午下班休息时间进行。
3) 合理划定作业场所工作区域。距离防护是辐射防护的原则, 也是现场探伤的主要防护措施。无论是X射线现场探伤还是γ射线现场探伤都需要划分控制区和监督区。
对于X射线现场探伤作业:根据《工业X射线探伤放射卫生防护标准》 (GBZ117-2006) 相关标准可知, 作业时被检物体周围的空气比释动能率大于15μGy/h的范围内化为控制区, 此限值是以每周实际开机时间为7h计算而来, 如果每周实际开机时间不同于7h, 控制区边界的空气比释动能率应由下式计算:K=100/t, 其中t为每周的实际开机时间, 并在其边界上悬挂清晰可见的“禁止进入X射线区”警告牌;在控制区边界外将作业时空气比释动能率大于1.5μGy/h的范围划为监督区, 并在其边界上悬挂清晰可见的“无关人员禁止入内”警告牌, 必要时设专人警戒, 而且在监督区边界附近不应有经常停留的公众。
对于γ射线现场探伤:单位根据《工业γ射线探伤卫生防护标准》 (GBZ132-2008) 的相关标准, 将空气比释动能率大于15μGy/h的范围内化为控制区, 在控制区边界外将作业时空气比释动能率大于2.5μGy/h的范围划为监督区, 控制区的距离的估算见下:
对于移动探伤, 控制区边界的当量剂量率为15μGy/h, 可由下式评定各类控制区距离的大小:
上式中, a-边界剂量率为40μGy/h的控制区距离, m
a、L1、L2和L3的参数见于《工业γ射线探伤卫生防护标准》 (GBZ132-2008) 附录C。
使用现有墙体、临时屏障、绳索或警戒线等有形结构沿控制区边界设置, 同时在醒目的地方设置电离辐射警告标志并悬挂清晰可见的“禁止进入放射工作场所”标牌;在监督区处设置电离辐射警告标志标牌, 公众不得进入该区域, 加强区域控制。
4) 操作熟练。时间防护是辐射防护的基原则之一, 熟练的操作可以尽量的缩短受照射时间, 减小重复照射的几率, 提高探伤工作效率。
在划定控制区和监督区的范围时, 要靠实际测试才能完成, 特别是在当现场探伤的工作条件和现场变动时, 由于现场作业辐射场剂量主要来自散射线的贡献, 而管电压的高低、被检测物体的厚度以及散射角的大小等均对辐射场的剂量水平有很大影响, 因此, 实际划定区域的范围是一件需要多次开机才能完成的, 工作人员必然接受一定的剂量的照射。在探伤作业进行时, 由于γ射线探伤操作步骤较多, 为避免或减少射线照射, 熟练的操作尤为重要。
5) 做好现场探伤的辐射报警工作。放射工作人员应正确佩戴个人剂量计, 外照射个人剂量监测周期一般为30天, 最长不应超过90天;剂量报警仪应现场检验, 在装有放射源的探伤机外侧面 (同一位置) 观察测量剂量读数或响音频率是否基本一致, 如出现两个剂量仪之间误差较大时, 要立即设法更换, 确保现场探伤监测的准确性。
6) 做好探伤作业期间几点细节性工作。探伤作业进行时, 要注意以下几点:一是自始至终要保持警惕, 并用辐射计量仪确认照射曝光是否正常进行, 同时安排人员对控制区边界进行巡逻, 防止有人进入“控制区”或现场发生意外事故;另外还应对控制区边界上代表点的剂量率进行检测, 尤其是探伤的位置在此方向或者辐射束的方向发生改变时, 如有必要可调整控制区的边界;还有就是控制放射源传输的地点应尽可能设置于控制区外, 应保证工作人员之间有效的交流。
7) 做好放射源回收的安全检查工作。每次移动拍片场所时、拍片完毕后离开现场前或入库前, 工作人员必须对现场环境进行剂量率检测, 检查是否有超出剂量的异常情况, 特别是对γ射线探伤机的检查, 用辐射计量仪检查γ射线探伤机侧面, 验证放射源是否在容器内安全位置。
8) 建立临时储源库。γ射线现场探伤要求必须有符合条件的临时储源库。临时储源室靠近施工现场, 且与公众活动场所的距离符合安全规定, 远离火源及易燃、易爆、腐蚀性物品。放射源连同储源容器放入临时贮源室的铅箱内, 加双锁保护, 双锁的钥匙由两名工作人员各持一把, 需要打开储源室门时两人同时到场, 并在贮源室外壁四周设置放射性警示标志, 而且有专人24小时现场值班, 及时通知现场安全保卫人员放射源临时存放位置。
9) 定期检查射线探伤机。探伤装置能否正常运行, 关系到探伤作业能否正常开展以及工作人员能否避免误照射。定期检查射线探伤机包括定期维护和保养以及常规检测。
定期维护和保养:使用单位定期对探伤装置中涉及放射防护的部件及时进行检查维护, 发现问题及时维修。
常规检测:新投入使用的工业X射线探伤装置和γ射线探伤机由有资质的放射卫生技术服务机构监测进行验收检测, 应用中的工业X射线装置至少每年检测1次, 应用中的工业γ射线探伤机每年常规检测一次, 在设备大修或换源后进也需行一次检测, 皆由有资质的放射卫生技术服务机构监测, 确保使用的安全。
10) 制定完善的辐射事故应急预案并进行演练。探伤辐射工作单位是防止发生事故的主体, 也是处理辐射事故和减少事故损失的主要责任人, 因此探伤辐射工作单位应制定适合自身特点的应急预案, 其内容应全面、具体、可操作性强。
探伤辐射工作单位要定期对人员进行培训和演习, 提高执行应急程序的能力。
11) 制定并严格执行探伤设备出入库制度。贮存、领取、使用、归还探伤装置时, 应当进行登记、检查, 做到账物相符, 当发现账物不相符时, 应立即向上级有关部门报告。
12) 加强辐射安全的宣传和教育。以适当方式向放射工作人员以及其它公众宣传所使用的X射线探伤机和放射性核素的应用、辐射危害与防护、发生辐射事故时的防护和应急等方面的知识, 提高公众对辐射知识的认识, 消除对放射源和X射线探伤机探伤的恐惧心理。
4 总结
探伤作业时, 应充分考虑射线探伤机和被检物体的距离、照射方向、时间和屏蔽条件, 以保证工作人员的受照剂量低于年剂量限值, 并做到可合理达到尽量低的水平。
通过采取上述防护措施和管理办法后, 可确保放射工作人员在工作中符合“实践的正当化、防护与安全的最优化和个人剂量限值”放射防护的要求, 并确保公众辐射环境的安全。
摘要：简述了X、γ射线现场探伤作业中存在的辐射安全问题, 从辐射环境防护和管理的角度提出了现场探伤工作中辐射安全防护措施。
关键词：X、γ射线现场探伤,辐射防护与安全,管理
参考文献
[1]GB18871-2002, 电离辐射防护与辐射源安全基本标准[S].
[2]放射性同位素与射线装置安全和防护条例.[S].
[3]GBZ117-2006.工业X射线探伤放射卫生防护标准.[S].
[4]GBZ132-2008.工业γ射线探伤卫生防护标准.
X射线探伤装置 篇6
1 对象与方法
1.1 对象
1.1.1 检测单位基本情况
该专业生产石油螺旋钢管企业已有30多年的历史,生产规模和生产设备在不断的更新,现有22名工业X线探伤人员,按照产业结构的调整和产量的不断增加,此次在新工业园区引进2条国产的X射线实时成像检测系统用于在线螺旋焊管无损检测,并按国家要求对该检测系统的工业探伤室进行了职业病危害因素的预评价和控制效果评价等工作,该新建2座工业X射线工业探伤室正常工作近2年多,主要的生产工艺流程为:钢板液压螺旋卷管、机械电焊、在线工业X射线探伤检测(探伤室)、表面处理(检验)、合格产品出厂,本系统主要配置有螺旋钢管X射线探伤机、图像接收处理系统、机电控制系统、现场电视监控系统等部分。
1.1.2 X射线实时成像检测系统型号及使用情况
2台XYG22510X射线实时成像检测系统(丹东通用电器设备有限公司2008年9月2日出厂),其工作功率管电压150～225 kV,管电流5～10 mA。上一道工序焊接完成待检测的螺旋钢管(如:11 m×Φ66 cm×11 mm)通过轨道车进入探伤室后,X射线球管伸入钢管内向上对准螺旋钢管的焊缝发射X线进行检测,在钢管外的射线接受器和图像增强器将信号输入控制室内的电视终端,探伤人员在控制室操作台上观看实时电视影像进行在线检查,判断螺旋钢管焊缝质量,通常一根螺旋钢管X射线在线探伤时间约七八分钟,并可图象保存备查,以达到提高图像质量之目的。
1.1.3 X射线全封闭探伤室基本情况及防护设施
由于生产工艺及流程的特殊要求,2座X射线探伤室在设计时进行优化和单独设计,基本情况及布局均相同,都位于制管车间的一端(长20 m、宽6 m、高3 m) 探伤室四周的墙体为40 cm的混凝土实心墙,屋顶为24 cm的混凝土整体浇注,探伤室大铅防护门(双扇电动门, 高2 m、宽3 m、铅厚5 cm)与车间隔断,形成一个相对封闭的探伤室,另有1个仅供工作人员进出检查仪器设备的小防护门(单扇电动门,高1.8 m、宽1 m、铅厚5 cm),2个防护门都设有安全联锁装置,并通过探伤室内的监控摄像头观察探伤室内的情况,见图1。
1.2 检测方法和标准
1.2.1 检测仪器
仪器为国营262厂生产的FJ-347A 型X R剂量仪(测防护剂量)和上海电子仪器厂生产的XR辐射仪FD-3013B(测环境辐射剂量)均经中国测试技术研究院刻度、校正有效。
1.2.2 检测方法和内容
依据《工业X射线探伤卫生防护标准》(GBZ 117-2006)[1]进行检测和数据处理统计(每个检测点测量5次,求平均值作为该点的检测结果)。对控制室的操作位、控制室防护门(工作人员进出门)、车间大防护门(螺旋钢管进出门)、探伤室屋顶及探伤室周围墙体外进行外照射监测。
1.2.3 评价依据
依据国家标准《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB 18871-2002)[2]、(GBZ 117-2006)[1],对探伤室屏蔽墙外周围的辐射水平(应不大于2.5 μGy/h)进行统计和评价。
2 结果
2.1 探伤室及周围防护检测结果
对2座探伤室的探伤人员工作位、探伤室内小防护门、车间大防护门、探伤室房顶、探伤室周围墙外表进行取点监测,其监测结果见表1。
注:检测条件:管电压200 kV,管电流6 mA;探伤钢管为11 m×Φ66 cm×11 mm;放射性本底平均值为0.16 μGy/h。以上监测值未扣除放射本底。
2.2 放射性个人剂量监测结果
按照《职业性外照射个人监测规范》(GBZ 128-2002)[3],对在该探伤室放射工作人员的个人剂量进行年度监测,近2年的个人剂量监测情况见表2。
3 讨论
X射线实时成像检测系统实现了动态实时成像,图像质量高,运行速度快,配以机械传动装置,可选择不同角度以最佳动态效果观察工件内部缺陷,尤其适用于在线检测,是近年新型的无损检测技术,在工艺上有其特殊性,降低了检验成本,其实时动态效果更是传统拍片法所不及的,探伤室由原来的半封闭状况,改进为全封闭式,在整体位置的设计上,特别是轨道口的朝向非常重要。从图1可以看出该探伤室的面积、室高、墙体厚度及铅防护门的设计(安装门-机联锁装置)都符合(GBZ 117-2006)[1]要求。从表1的监测结果可看出控制室内操作位、探伤室东墙和北墙都未检出剂量,说明放射工作人员工作位及室外是安全的,车间内大铅门表面和双侧门缝最大剂量率为0.50和1.20 μGy/h,均低于国家标准(GBZ 117-2006)[1]。从表2
可以看出,该厂X射线探伤工作人员近2年的个人年剂量当量为1.21和1.02 mSv ,明显低于国家标准(GBZ 128-2002)[3]中年有效剂量限制(20 mSv/a)的1/10。
鉴于X射线在线检测的特殊性(探伤室的一端与车间相连,中间用铅防护门进行屏蔽),必须加强安全教育,设立有效的防护隔离带(监督区、控制区)和非常醒目的警戒标志(警灯、警铃、警绳),禁止无关人员进入,杜绝放射事故的发生。与传统的工业探伤(摄片)不同的是连续的曝光,影像可以直接观察、评判和数字保留。X射线数字成像方法与X射线胶片照相方法在基本原理上是相同的;胶片照相方法是X射线穿透工件,部分射线能量被材料吸收,其余的射线能量穿过工件后使胶片感光,在底片上产生黑度差异的影像,从而达到检测目的;而X射线数字成像方法同样是X射线穿透工件,部分能量被材料吸收,其余的射线能量则经图像增强器转换为可见图像,经计算处理后,在显示器屏幕上观察检测结果。可见它们产生的原理是一致的。
参考文献
[1]GBZ117-2006.工业X射线探伤卫生防护标准[S].
[2]GB18871-2002.电离辐射防护与辐射源安全基本标准[S].
X射线探伤装置 篇7
关键词：X射线,输送带,图像处理,故障
0 引言
对煤矿而言, 钢绳芯强力输送带一般作为永久固定设备, 担负着主要运输任务。各工作面输送带或盘区输送带的煤流最后都要集中到某一条或几条强力输送带上, 然后集中上井。作为运输瓶颈, 一旦发生断带事故, 轻则影响全矿井生产, 重则造成人员伤亡。
强力输送带内的钢丝绳是主要承载物, 由于煤矿生产的恶劣环境, 煤矸石、岩石、甚至铁器都有可能砸落在输送带上, 使输送带内的钢丝绳受损;或使输送带敷胶破裂, 水或其它腐蚀性液体渗透到输送带内, 使得钢丝绳锈蚀。这些情况都有可能使输送带的带强下降, 当带强下降到一定程度时, 就有发生断带事故的可能。此外, 硫化接头是强力输送带的薄弱环节, 如果接头没有按照标准硫化, 或者硫化胶质量有问题, 接头就有可能发生抽动, 这是发生断带事故的另一个主要因素。
煤矿输送带能否安全、高效地运行直接影响到煤矿的生产效益和安全效益。随着煤矿生产率的提高, 需要一种实时在线监测输送带内钢丝绳芯在运行过程中变化情况的方法, 以保证整条输送带的运行始终保持在可靠而安全的状态下, 避免事故发生。同时延长强力输送带使用寿命节约大量的采矿成本。
采用X光机原理实现对强力输送带的在线检测, “看”到整条输送带的状况, 那么它就完全可以替代目前落后的各种输送带检测方式, 并把人们从繁重、效率低下的劳动中解放出来, 对预防断带事故的发生具有重要意义, 在社会生产建设中具有广泛的应用前景。
1 X射线成像系统原理
X射线实时成像检测原理如下图1所示。
X射线源透射检测对象后经再射到探测器上, 探测器采集入射的光子信息, 把不可见的X射线检测信号转换为光学信号, 再将采集到的信号进行光电转换后, 传送至数据采集系统。数据采集系统不断采集得到投影数据, 处理后即可按照一定的图像重建算法进行图像重建, 探测结果图像。接着, 通过传输系统交给计算机对其进行处理后, 在显示器屏幕上显示出待检物内部的缺陷性质、大小、位置等信息, 按照有关标准对检测结果进行缺陷等级评定。
X射线探伤系统, 通常基于PC系统, 以高性能的DSP或FPGA为系统核心、采用以太网或USB通信。其利用DSP或FPGA强大的数据处理能力, 对各模块进行协调控制。硬件部分各模块均采用精度高、噪声低、可靠性高的器件以及多种措施降低噪声、提高精度、提高系统抗干扰能力。
2 系统组成及工作原理
系统主要由矿用隔爆兼本安型X射线发射箱、矿用隔爆兼本安型X射线接收箱、矿用本安型指示按钮箱、声光报警器、矿用网络交换机、监控计算机等组成。如图2所示。
2.1 硬件结构介绍
1) X射线发射装置:X射线源采用AC127V交流供电, 该装置与计算机进行串口通信, 并且根据接收的命令控制发射X射线, 以及实现过压、超温、过载等反馈保护等功能。
2) 探测器:探测器模块由X射线发射装置提供供电电源, 由探测器包含X光探测卡、图像采集卡、数据转换传输板三部分。
3) 指示按钮箱:指示按钮箱可实现紧急情况下, 关闭射线, 确保人员安全;亦可实现, 射线开启时警示作用。
4) 报警器:其提供射线开启状态下的报警输出, 既有发声, 也有光源报警。
2.2 系统工作原理
从X射线发射装置发出的X光透射过高速运行的输送带后照射到X光探测器内探测接收卡上, 进行图像采集, 并通过以太网将处理后的数字图像信息传输到井下环网交换机, 再由井下环网交换机通过地面网络上传到上位机上, 最后上位机通过图像处理软件来处理接收到的图像信息并进行动态的实时显示。PC机的图像处理软件不仅可以对图像进行分析和处理, 还可以运用模式识别算法提取判断输送带钢丝绳芯接头锈蚀、伸长以及断裂等情况, 并实时记录故障信息。
3 系统图像处理
系统中的图像处理是系统中人机交互的窗口, 是系统功能的终极体现。
系统能实现以下功能:
1) 检测功能
系统具有钢绳芯输送带无损检测功能。远程检测:在地面中心机房可使用工控机的监控软件远程检测钢绳芯输送带。
2) 闭锁控制
a) X射线闭锁:通过发射箱提供的无源触点实现X射线闭锁。
b) 供电电源闭锁:通过本安指示按钮箱的急停按钮, 实现对发射箱内的X射线机供电及非本安电源输出闭锁。
3) 状态指示
a) X射线状态指示:当X射线开启时, 本安型声光报警器输出声光警示信息;本安指示按钮箱提供X射线状态指示。
b) 供电状态指示:当发射箱内的X射线机通电及非本安电源输出时, 本安指示按钮箱提供X射线机供电及非本安电源输出状态指示。
4) 远程监控
a) 电源远程监控:操作监控计算机的监控软件远程可开启或关闭发射箱内的X射线机供电及非本安电源输出, 并可检测控制状态;
b) X射线工作状态监控:操作监控计算机的监控软件远程开启或关闭X射线, 并可检测X射线工作状态。
5) 用户认证管理
提供用户登录验证、用户操作权限设置、用户密码修改、用户信息表和用户数据库管理等功能。
6) 系统基本配置
提供用户指定数据库备份位置、图像存储位置和视频存储位置、输送带配置等功能。
7) 在线检测
提供X射线在线检测视频图像显示、录像及存储等功能。
8) 视频分析
提供历史视频的播放控制、图像抓拍、视频剪辑、存储、视频列表及视频信息显示等功能。
9) 图像分析
提供图像局部放大、图像标定和面积计算、添加备注和处理意见、图像列表及图像信息显示等功能。
10) 数据管理
提供视频信息管理、图像信息管理、日志信息管理、报表管理、数据库备份和还原等功能。
4 系统功能特点及运用效果
1) 利用X射线原理对钢绳芯输送带进行透视, 实现在线检测;
2) 自动识别输送带钢丝绳断裂、锈蚀、劈丝、接头抽动、不规范的硫化等缺陷并报警, 自动抓拍缺陷图像, 可对抓拍的图像进行图像分析, 对缺陷大小等进行评估;
3) 根据输送带接头及输送带速度实现钢绳芯缺陷准确定位;
4) 采集的钢绳芯输送带透视视频图像可以进行慢速 (变速) 播放并可转化为标准的AVI电影模式方便观看和移动;
5) 提供输送带缺陷报表、打印功能;
6) 监控软件远程开通/关断X射线机和接收箱的供电电源, 远程控制X射线的产生与关断;
7) 特点;
8) 发射箱内部散热通道综合设计, 连续在线工作时间长;
9) 通过软件结合输送带带速及接头识别算法自动实现输送带缺陷故障定位功能, 便于快速找到故障位置及时维护处理;
10) 具备带强分析功能, 为预知维护提供参考;
11) 整体防护、可拆解模块化安装, 一机多用。
5 结束语
本文根据国内矿井实际情况要求, 借鉴国内外先进的输送带检测方法, 以国投新集口孜东煤矿主运胶带机为应用现场, 在分析研究了X射线成像原理和检测原理基础之上, 设计了一套完整的输送带钢绳芯故障检测系统。该系统可对输送带的全面进行不停机在线检测, 从而能更清楚、直观地看到损伤点或接头的透视图像, 同时结合图像处理技术自动检测输送带损伤情况, 以便于采取进一步的修复手段, 防范隐患扩大或事故发生, 给口孜东煤矿运输生产提供了安全保证。
参考文献
[1]陆小翠, 苗长云, 王巍, 王俊峰.X光强力输送带无损检测系统及其网络传输的设计[J].工矿自动化, 2008, 1:62-64.
[2]王明生, 李铁鹰, 陈政石.X射线线阵探测器在输送带检测系统中的应用[J].广东石油化工学院学报, 2011, 21 (1) :33-36.
[3]郭会茹, 苗长云, 武志刚.X射线检测钢绳夹心输送带系统设计[J].微计算机信息, 2007, 23 (8) :122-123.
[4]沈庆磊.X光强力输送带无损检测系统探测器的研究[D].辽宁工程技术大学, 2010.
X射线探伤装置 篇8
医用数字X射线成像装置的MTF曲线反应了成像系统的空间频域的传输特性, 是成像系统空间分辨率的定量描述。YY/T 0590. 1规定了一种量子探测效率的测定方法, 其中建议了一套边缘法测试MTF的流程, 较为方便可靠, 且重复性好。本文采用该方法对一台数字X射线成像装置进行了MTF的实验测定与计算, 对其中的算法及计算结果作了一些说明与讨论。
1 基本原理
边缘法测量MTF即用刃边模体成像后得到边缘扩展函数, 通过使用 [- 1, 0, 1] 或者[- 0. 5, 0, 0. 5] 运算核进行卷积运算展开位线扩展函数。对这个线扩展函数进行傅立叶变换, 变换后傅立叶函数各频率的系数就是调制传递函数。
2 测量条件
2. 1辐射质量: 对辐射条件较为完整的技术说明多数由辐射束频谱分布给出, 而常用X射线频谱特征的测量较为困难, 医疗器械行业标准YY/T 0481以一个改进的半价层技术, 以相关体模的明确的几何条件来表达辐射条件。辐射质量是由半价层厚度和固有的附加滤过确定的, 这需要从表1中的起始X射线管电压值开始, 适当调整管电压, 使其满足半价层的要求, 因此辐射质量是一种表示X射线辐射束谱分布的较为简略的方法。试验时从上述标准规定的4个辐射质量中选择一个或多个, 本文选用的是RQA5。
2. 2试验器件: 由YY / T 0590. 1, 试验器件由1mm厚的钨板构成 ( 纯度高于90% ) , 钨板100mm长, 宽度至少75mm。如果钨板纯度达不到要求, 应享有增加其厚度。用于试验照射的边沿应仔细抛光并与板面成90°。如果不使用增感屏直接把此边沿在胶片上曝光, 胶片上图像边缘的起伏变化应 < 5μm。钨板固定在3mm厚的铅板上。
如图1所示, 由1mm厚的钨板 ( 1) 安装在3mm后的铅板 ( 2) 上面构成。铅板尺寸: a 200mm, d 70mm, e90mm, f 100mm; 钨板尺寸: 100mm × 75mm。测量MTF的区域为b × c, 500mm × 100mm ( 图内长虚线表示的区域) 。X射线照射 到探测器 的范围 ( 短虚线 ) 至少应该 达到160mm × 160mm。
2. 3试验几何布局: 测量布局应符合图2所示的几何位置。图中的X射线设备按正常诊断应用时的同样方法设置。X射线管的有效焦点到探测器表面的距离应不小于1. 5m。如果由于技术原因该距离无法达到1. 5m或更长, 可以选择一个较短的距离, 但这个距离应在报告的结果中明确地予以标明。
试件直接放置在探测器表面。试件的边缘中心宜与X射线束的中心轴重合。建议测量时把试件和X射线辐射野都置于探测器中心, 否则, 应说明X射线野中心与试件的位置。
光阑B1和附加滤片应靠近X球管的焦点。光阑B2和B3最好也应用, 但如果可以保证不影响测量结果可以忽略。光阑B1和B2 ( 如果存在) 以及附加滤片与X射线焦点的相对位置应固定, 光阑B3 ( 如果存在) 和探测器表面与焦点也要保持稳定的相对距离和位置, 如果是方形的, 其距离探测器表面应为120mm, 并能保证X射线辐射野面积可以达到160mm × 160mm。光阑的特性应确保通过光阑的X射线不会影响测量结果。
剂量监测探测器用来监测X射线发生器输出精度。如果监测探测器R1的通透性很好, 不会留下结构影像, 其可放置在X线野中, 否则应置于影像探测器的视野外。
剂量监测探测器的精度 ( 标准偏差) 应好于2% 。剂量监测探测器的读数与曝光参数的关系应对所使用的不同X射线质量进行校正。为减少反向散射对测量读数的影响, 剂量监测探测器距离其后方物体应有500mm以上的距离。
3 实验结果
本文选用的标准辐射质量为RQA5, 固有滤过为1 mm Al, 半价层为7. 1 mm AL, X射线管电压为70k V。选用的数字X射线平板探测器的像素大小为0. 143mm, 图像矩阵为3072 × 3072。选用的试验器件为1 mm的钨板, 刃边的起伏变化满足试验的要求。具体计算步骤如下。
3. 1计算ESF: 按照图2的几何条件, 将钨刃边放置到数字X射线成像装置上面进行辐照, 从而得到刃边试件的图像, 如图3所示。刃边与数字成像装置的列所成的角度约为1. 5°。对图像进行数据重排, 从而得到一条ESF如图4所示。对有噪声的图像, 可以对所有的ESF进行平均处理, 得到平滑后的ESF, 用于后续的计算。
3. 2计算LSF: 通过使用 [- 1, 0, 1运算核] 对上述平均后的ESF曲线进行卷积运算展开为LSF曲线。如图5所示。
3. 3计算MTF: 对上述LSF进行傅立叶变换, 变换后的傅立叶函数各频率的系数就是MTF。用MTF零频率的幅度进行归一化处理, 即得到MTF曲线。如图6所示。
3. 4结论: 借鉴IEC标准推荐的测量MTF的方法, 完成了对一台数字X射线成像装置MTF曲线的测量, 测量结果可靠性好且具有较高的精度, 与厂家宣称的测量结果较为一致。建议对数字X射线成像装置的DQE测量时采用此方法。
参考文献
[1]YY/T 0590.1-2005医用电气设备数字X射线成像装置特性第1部分:量子探测效率的测定[S].
[2]YY/T 0481-2004医用诊断X射线设备测定特性用辐射条件[S].
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