摘要：本文针对在电厂锅炉的建设中小径管焊口数量多，焊口位置复杂，排列紧密，用X射线探伤难度很大，工作效率也不高的情况下，从γ射线探伤设备入手，结合火电机组安装特点，对γ射线源特性、工艺方法与辐射防护进行技术分析。阐述了γ射线源在电厂锅炉受热面小径管焊口探伤中的应用，为电力建设工程利用γ射线源进行无损探伤提供借鉴和参考。
关键词：电厂锅炉；小径管；γ射线；工艺；辐射防护；应用
湖南火电建设有限公司承建的新疆生产建设兵团红星发2×660MW新建工程电厂机组，其锅炉受热面管多为小径管。在该工程的合同中对射线检验的要求高，要求100%进行射线检测，与以往同样的机组相比，检验工作量明显增大。射线检测位置困难，检测难度高。一些小径薄壁管因其焊口位置、施工条件、管径、管壁等因素的影响，使得焊口探伤时在检验设备、参数的选用受到限制，完全用X射线机进行探伤是远远不能满足工程需要的，我们通常使用 X射线进行探伤，都达不到理想的效果。一方面的原因是小径管的穿透厚度小，另一方面的原因是小径管的透照厚度差变化大。采用 X 射线进行探伤，可以获得较好的灵敏度，但因其透照厚度差较大，导致底片黑度差较大。此外，受施工现场条件的限制，电厂锅炉受热面小径管因管排的间距短，也无法使用X射线进行探伤。为此，在项目部检测公司全体员工的共同努力下，通过对比试验挑选出透照最佳参数所需要的γ射线源，目的就是充分利用现有设备，降低探伤成本，保质保量，圆满完成了探伤任务。
在我们电建施工中，常用的射线源是Ir192和Se75，γ射线探伤设备与普通X射线探伤机比较具有以下特点：探测厚度大，穿透能力强；体积小，重量轻，不用电，不用水，特别适用于野外作业和在用设备的探伤；效率高，对环缝和球罐可进行周向曝光和全景曝光；设备故障率低，无易损件，价格低；可以连续运行，且不受温度、压力、磁场等外界条件影响。对拍片条件只需通过简单计算即可确定，拍片工艺稳定，可操作性好。γ射线源都有一定的半衰期；γ射线源能量固定，无法根据试件厚度进行调节；强度随时间变化使曝光时间受到制约；对安全防护要求更高，管理更严格。在文章开头提到的X射线用于小径管的探伤有很大的局限性。在传统方法采用Ir192射线进行探伤时，因线质太硬，对薄壁工件的透照灵敏度也达不到标准的要求。因此需要一种既能满足透照的灵敏度要求，又有较大的透照宽容度，且适用于狭窄的施工环境的射线源来满足小径管的检测要求。通过试验表明，Se75 射线源小径管探伤技术具有较高的探伤灵敏度，又有较大的检测范围（宽容度），且适用于现场的施工作业。Se75 射线源在小径管的探伤中具有广泛的应用前景，成为电建施工中小径管焊口探伤检验的首选检验设备。Se75射线源射线衰变常数低，不到Ir源的1/2，能谱较软，操作防护区域小，较易保证安全。比活度大，源的焦点可以做的较小。Se75源和X射线比较，其线质较硬，比较相当能量X射线来说，又有较大的透照厚度上限。这样Se75射线源对小径管透照有较好的适应性。对管壁厚度3.5mm 及以上的各种规格的小径管透照，其透照灵敏度接近或达到X射线，而检出范围有明显大于X射线，通常可以达到80%以上，其检出灵敏度高。采用Se75射线透照，一方面可减少周围环境的散射线，另一 方面也减少了射线作业人员的辐射剂量。
灵敏度和宽容度是射线底片质量的重要指标。在小径管的射线探 伤中，灵敏度和宽容度是对立的。为了获得较高的探伤灵敏度，常使用能量较低的X射线。为了增加可评定区的长度，提高厚度宽容度，一般使用线质较硬的射线，如使用192射线源。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了了解Se75射线探伤的灵敏度和宽容度，现采用Se75射线源、Ir192射线源、X射线三种射线对不同规格的小径管进行试验，以观察透照灵敏度和厚度宽容度的情况。
在相同的条件下对上述小径管进行透照，象质计采用R10系列型单丝象质计，观察底片的灵 敏度情况，并测量单丝象质计的有效长度。从实验结果可以看出，底片的象质计灵敏度，Se75射线透照小径管的灵敏度基本接近到X射线的质量，能达到灵敏度要求，而Ir192射线的透照灵敏度明显不能满足要求。其次从底片的可评定区来看，X射线小径管的有效检出范围只有70%左右，并随穿透厚度的增加而降低。而采用Se75射线透照，有效检出范围达到80%以上，明显高于X射线。其原因是Se75射线源所辐射的射线为线状谱，能量较低，但线质适中，具有较高的灵敏度和较大宽容度。
通过我们在本工程中现场检测的实际工作情况，总结出以下几点：
1、我们在电厂锅炉小径管射线探伤中，由于X射线机摆放位置受限制，Se75射线源对小径管的透照有很好的适用性。实际工作表明，Se75射线源用于小径管的透照，其灵敏度接近或达到 X 射线的质量，而有效检出范围又明显大于X射线的水平。Se75射线源是管排小径管焊口探伤检验的最佳选择，是小径薄壁管焊口探伤最佳的源 种。Se75源在我们电建施工中的广泛应用，产生了较好的经济效益。
2、与Ir192射线源相比，Se75射线源具有较长的半衰期，其暴露剂量率也较低。一方面延长了使用期限，降低了工程成本；另一方面容易实施辐射防护，增加射线作业的安全性，减少射线对探伤人员 身体的伤害。我们辐射防护的基本方法是时间防护，缩短人体接触射线的时间；距离防护，远离射线源；屏蔽防护，以厚物体为屏蔽物。
3、在用r射源进行焊口探伤时散射线的控制，我们会选择合适的射线能量，使用铅增感屏，背防护铅板。
4、我们通过多次做对比试验，用Ir192源的时候，由于源的强度比Se75大，在现有设备的情况下，我们通过做多个对比试验，总结出在曝光头处包裹铅板的方法进行小径管焊口透照，透照底片质量完全符合要求，在源的居里数为70居里的时候，包裹的铅板厚度为2.5mm，保证了工程工期的顺利完成。
红星项目检测公司的全体员工，正是以这种孜孜不倦的求真、求实态度，默默奋战在无损检测的第一线，为电厂机组的安全稳定运行保驾护航，到目前为止，红星一号机组整套启动一次成功，无一焊口泄漏。我们的无损检测工作多次受到了国家特检院、新疆自治区锅检中心、业主、监理的称赞。明天，我们还将继续前行，为祖国的电力建设事业贡献自己的一份力量！
参考文献：
[1]杨福家著，原子物理学，上海，上海科技出版社，1985
[2]郑世才著，射线检测，北京，机械工业出版社，1994
[3]全国锅炉压力容器无损检测考委会编，射线探伤，北京，劳动人事出版社，1988
[4]梁金昆著，射线探伤高级教程
[5]NB/T47013-2015 承压设备无损检测
[6]DL/T821-2017金属熔化焊对接接头射线检测技术和质量分级
论文作者:周军旗
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/6
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