探伤室设计方案

根据《锅炉压力容器制造监督管理办法》第九条 厂房和技术设施要求的第四点应具有

能满足防护要求和产品需要的射线无损检测场地，应具有能保证底片冲洗质量和底片保存的基本条件。故在我厂申请D级压力容器制造许可条件中我们提出以下探伤室的建设方案。

本厂的无损检测已经外包，所以我厂采用参考400kVX射线探伤标准来建造本厂的探伤室。

一、探伤室的总布置

该探伤室总占地面积为71.4㎡，建在车间外面得单层独立房间。探伤室布置有曝光室和各类工作室，其中曝光室室内长×宽×高=7m×5.8m×4.7m，设有防护大门供检测工件的进出，防护门为钢质结构（内夹铅板）。曝光室和操纵室之间采用迷宫式挡墙，供工作人员进出曝光室和操纵室。总布置图如下：

曝光室暗室

操纵室

图一 总布置图

二、X射线探伤的原理及其产生的有害物质与防治

1．x射线探伤远离

x射线探伤机内的主要部件X射线管，通电后产生高速电子，撞击阳极耙，产生x射线，利用X射线穿透摄片的方法。从照片上显示材料或焊缝内部的缺陷；分析其缺陷的太小，形状和部位、性质等从而评定它的质量。

2．X射线探伤产生的有害物质x射线探伤所产生的有害物质有

(1)X射线

x射线早已被广泛应用用，但由于它具有很强强的穿透能力，对人体会产生有害的辐射损伤甚至要危及生命。X射线的强度(P)为：

22

P=KZVI／ R

式中：K— — 为比倒系数

Z— — 为X射线机阳极靶材料的原子序数 y- —管电压 I— — 管电流

R— — 距X射线机耙之距离

2

由上公式可知。X射线强度与X射线机的管电流(I)， 管电压的平方(V)成正比，与离x

2

射线机耙的距离平方(R)成反比。我们必须使操作人员及附近人员身体的任何部位都避免受x射线的直接照射。不过x射线的防护较之其他类型的放射源的防护容易得多，因为只有开机时才有辐射存在，当断去电源后，x射线辐射亦立即随之消失(即消除了辐射源)。 (2)臭氧

探伤室内， 由于空气受x射线的辐射而分解，生产毒性较高的臭氧，当空气中臭氧含量

-4

的重量百分比超过9．2×l0100%时，会使人明显中毒。臭氧能引起眼、鼻、喉刺痛，轻

者咳嗽，头痛、胸闷， 重者出现肺水肿或肺炎。(3)废水

x射线拍片后要进行底片冲冼，定影和显影溶液是污染环境的三废之一，必须加于治理，不能直接排放。

3．对有害物质的防治措施

(1)对X射线的防护方法

使用无损探伤一般对x射线的防护采用如下三种： ① 时闻防护

尽量减少接触射线的时间， 控制工作人员受照射的时间在安全的范围内。 ② 距离防护

离辐射源距离越远，射线的剂量率越小。 ③屏蔽防护

在辐射源与工作人员及附近其他人员之间用能减弱射线的材料设置屏蔽物。使射线穿透屏蔽物而入射到人体的X射线减弱至国家标准规定的安全剂量之内。兴建X射线探伤室是实现屏蔽防护目的最好方法之一。 (2)对臭氧的治理

采用通风排气消除臭氧的危害。我厂兴建的探伤室，在曝光室内装上一台排气扇。 (3)废水治理

因为本厂的无损检测已经外包，不需要洗片没有废水，只需要有存放保证底片冲洗质量和底片保存的基本条件。

三、X射线探伤室防护层设计

1．探伤室设计的要求

(1)选址：探伤室应建在人员少到之处，最好单独建成一幢，如果条件不允许，要建在高楼之底层，而且天花板应作主防护层的要求设计。我厂新建探伤室已经做到了单独建造。 (2)探伤室的面积与高度要求

一般探伤室的面积和高度应根据被控测的产品的太小，X射线机的外型尺寸及其移动范围而定，既要保证工件的进出与足够的作业位置，又要有充分的空间保证空气流动。故探 伤室的高度不能小于4 m，对管电流10mA以下的X射线机的探伤室其曝光室的面积不得小于 24㎡ 。我厂预建的探伤室高度为5m，曝光室的面积为40.6.4㎡。 (3)从操纵室进出曝光室的小门须有迷官式遮裆墙。我厂设计的探伤室在距小门外一米处(曝光室内)筑有一道厚600mm厚，高5m，长3.5m 的迷宫式遮挡墙以阻止射线可能通过小门进入操纵室， 示意图如下图2

曝光室操纵室

图2 迷宫式挡墙

(4)曝光室的防护大门一般以钢板与铅板组合而成，我厂采用的是双扇门，由于笨重，上下

端应设置滑轮。

(5)防护门的大小应比墙壁开孔尺寸大，其重叠宽度一般不少于门与墙面阃之缝隙的15倍，一般不小于150mm。此外，恃别要注意门的底边要低于地面100mm~150mm ，以便防止射线从大门下沿泄漏到室外，同耐还要处理好门的移动轨道与工件进出探伤室的轨道交叉联接问题。我厂探伤室防护大门的墙壁开孔尺寸为3mx 4m，钢结构门(内包铅板)的尺寸为3500mm x4300mm ，两旁重叠宽度为250mm，门的下端低于地平面120mm左右。

(6)采用混凝土为防护墙，材料必须保证质量，施工时，要求一次性浇注水泥(不能停)，并用振荡器加以振荡，防止蜂窝气孔的出现。 （7）通风要求

曝光室内不设置自然通风的门窗，室内的通风全靠机械抽风，排风口可设置在屋顶，用来确保室内空气的畅通，排风量应能满足每天工作时间换气3 —4次. (9)探伤室对取暖、采光，湿度及地面质量要求：

探伤室内各工作场所，对取暖，采光、湿度及地面的要求各不相同，详见表1。 表1

工作场所 操纵室 曝光室 取暖（℃） 16 15~78 相对湿度 60~70 60~70 采光等级 Ⅱ 人工光线 采光质量 要求 无眩光 防漏射 地面面层 材料 水泥、水磨石 地面性能 要求 洗 耐腐蚀 水磨石，砖、无缝隙易冲塑料无釉瓷砖 暗室 16 70~80 人工光线 防漏射 水磨石、水泥 2．探伤室防护层厚度的确定

(1)放射性工作人员与一般公众最大容许剂量标准为了保障从事放射性工作人员和工作场

所公众的健康和安全， 国家卫生部发布了GB479O一84《放射卫生防护基本标准》规定了各类人员年剂量的限值，详见表2。 表2 效应分类 随即效应 非随机效应 照射分类 全身均匀照射 非均匀照射 眼晶体 其他组织 放射性工作人员 50mSV（5 rem） ∑τWτHT ≤50mSV 150mSV（15rem） 500mSV（50rem） 一般公众 长期照射年剂量<1mSV 50Msv(5 rem) (3)与防护层设计厚度有关的因素

从上述对探仿室设计的要求分析，可以得出防护层设计与如下因素有关： ① X射线机的管电压及管电流之太小I ② 防护层距X射线机靶(球管)的远近， ③ X射线机的类型(单向机还是周向机)， ④ 操作人员每周工作时间的长短，

⑤ 环境因素的影响，探伤室外有无人员工作或走动而决定是否需要局部增加或减少度。 ⑥ 防护层的材料性质，一般密度大的材料有较好的防护效果。如铅、钢铁、混凝土、铅玻璃等。但在材料的选用上必须从材料的价格着眼，混凝土的价格远比铅、钢铁便宜，一般应首先考虑选用它为防护层材料。故，我厂选用混凝土作为防护层材料。

(4)防护层厚度的计算方法

探伤室防护层的厚度计算较为简单，一般不需要根据X射线束的衰减公式去直接计算，可以利用一些文献资料上绘出的图谱及表格，经过街单的计算直接查图(表)而得。这些图表一是根据射线的衰减公式绘制， 二是用试验的方法，把实际测量的数值列成表格或绘成图谱。如前所述，不同的资料绘出的图表不一，计算结果相差较大，故必须进行多种方法的计算，分析计算结果，决定取舍，我们认为防护层的厚度设计既要符台国家卫生部规定的放射卫生防护的标准，绝对保证职业工作人员的身体健康，又不能盲目认为越厚越好，应该做到既安全又节省，应用价值工程，消除过剩功能，从而减少浪费，提高经济效益。

故我厂防护层厚度计算是根据 医用X射线防护 (卫生出版社1960年版本)一书及绘出的图表来进行计算的。

已知：管电压U=400kV 管电流I=10mA 距离R=5 m

工作时间： 6小时／ 天 计算：求工作负荷(W·U-F)

w·U·F =最大管电流×工作时间(分钟／ 周)

= 10× 6 × 60× 6 =21600毫安·分／ 周

X射线控制在1 00毫雷／ 周的屏蔽防护层厚度(主防护) (见表3) 摘自《医用X射线的防护》人民卫生出版社1980年版 X线管电压（千伏） 400 有效工负荷（安·分／周） 下列源距所需的铅的厚度 （厘米） 1米 2米 4米 8米 下列源距所需的混凝土的厚度 （厘米） 1米 650 2米 59.0 4米 53.0 46.8 40.6 34.4 8米 46.8 40.6 34.4 28.5 40000 10000 2500 650 4.05 3.49 3.49 3.02 3.02 2.50 2.50 2.02 3.02 2.50 2.50 2.02 2.02 1.54 1.54 1.12 59.0 53.0 53.0 46.8 46.8 40.6

查表3用内插法求得：

采用铅板为材料防护层厚度 δ=2．58cm =25．84mm 实取8=26mm

采用混凝土为材料防护层厚度为； δ=47．73cm =477．3mm 实取δ=600mm

所以我厂采用的是混凝土防护层，故去混凝土防护层δ=600mm。同理算出其他厚度： 最后得到：

四周墙壁混凝土防护层δ=600mm 天花板混凝土防护层δ=300mm 曝光室防护大门铅板厚度δ=20mm （钢质结构内夹铅板）

主要参考资料：

1．无损探伤 云庆华等编著

2．金属结构车间探伤室的设计 施邦基 3．医用X射线防护 人民卫生出版社80年版 4．GB4790-84 放射卫生防护基本标准