专利名称：一种近距离防护的管道专用γ射线检测装置的制作方法
技术领域：
本专利涉及一种无损检测技术，特别是一种近距离防护的管道专用Y射线检测
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背景技术：
射线检测是最重要的无损检测方法之一，由于其以透照底片为记录介质，图像清 晰、层次分明、缺陷图象直观、保存期限长，检测灵敏度高，所以适合检测各种不同材质和厚 度的工件，因而射线检测在检验焊接质量的过程中被广泛应用。但射线对人体健康有害，需 要采取有效的防护措施。而基于这个原因使得射线检测与其它工种同时作业成为不可能。 在建筑、是由、化工等领域的施工和检修过程中，射线检测与安装施工存在长期的不可克服 的尖锐矛盾，严重制约着项目施工的工期、质量、安全等环节。γ射线检测是重要的无损检测方法之一，由于其透照范围大，射线底片图像清晰， 层次分明，缺陷影像直观，保存期限长久，因而在检验焊接质量的过程中被广泛采用。工业用普通Y射线探伤机的结构一般包括源机、放射源、源通道、放射源存储仓、 操作机构和输源管等组成，操作机构可以包括摇把、驱动缆组成，Y源平时储存在源机中， 进行Y射线全景曝光检测时，操作机构操作放射源从放射源存储仓沿着源通道和源输管 移动到曝光位置，此时处于全景曝光状态，将射线通过需要检测的设备进行底片曝光，得到 设备的检测结果。而且，普通Y射线探伤机本身无曝光窗口，平常仅作为Y源的储存容器 存在。目前工业射线照相中常用的Y射线源主要有Ir-192、Co_60及Se-75。当、射线 源储存在主机内时，由于主机对射线辐射的屏蔽作用，在主机外的射线辐射剂量是符合国 家相关标准规定的。而当源处于检测状态时，基本上没有屏蔽作用且源从主机到准直器的 输送过程中没有任何防护屏蔽，想要射线辐射剂量符合国家相关标准规定，Y射线作业安 全控制区域就需要非常大，特别是Ir-192和Co-60 γ射线源作业安全区域半径可远达100 米以上，这使得Y射线检测作业通常安排在其他现场作业人员休息时的中午或夜间进行， 这对工程工期、质量保证、人员安全、检测结果时效性等均产生不利影响。因而研发一种新型的，可与其它工种同步施工，全天候、安全、高效、操作方便的射 线检测系统就显得非常紧迫和必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种近距离防护的管道专用Y射线检测装 置，从而可以与安装施工同步作业，完成射线检测。为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案
本发明的一种近距离防护的管道专用Y射线检测装置，包括源机、Y射线源、贴片器、铅橡胶，其中源机包括Y射线源贮存室、锁紧装置、Y射线源通道、拉杆、内部曝光窗口 组成，Y射线源安装在拉杆上，非工作状态时Y射线源位于Y射线源贮存室，在源机的 中部设置Y射线源通道，在Y射线源通道的中间底部位置设置有内部曝光窗口 ；锁紧装 置可以将拉杆在不同位置进行锁紧固定；贴片器是外形为一段圆弧形金属外壳，内衬薄铅 板，中间开有能够活动的长方形窗口，长方形窗口宽度大于要进行检测的管道焊缝的宽度 2(Tl00mm，贴片器圆弧半径与需要进行检测的管道半径一致或大于管道半径2 10mm ；铅橡 胶用来包裹在管道和源机的外侧，防止射线的泄漏。进一步具体的结构是Y射线源由中 空的不锈钢球体包裹，通过不锈钢球体固定在拉杆的一端；
进一步的技术方案可以是本发明的一种近距离防护的管道专用Y射线检测装置还 包括驱动机构，驱动机构包括驱动器、驱动缆、Y射线源导源管；驱动器包括驱动盘和摇 把，驱动缆连接在驱动盘上。驱动机构在需要Y射线源在源机外部工作时使用，工作时摇 动摇把，使驱动盘带动驱动缆，驱动缆与拉杆相连，从而带动Y射线源在Y射线源导源管 内移动，最终到达至工作位置对工件进行检测。进一步的技术方案还 可以是本发明的一种近距离防护的管道专用、射线检测 装置还包括保护罩，保护罩的形状与源机的外形相适应，从而对源机起到保护作用。当使用 保护罩时，原来缠绕在源机外部的铅橡胶就直接缠绕在保护罩外部。进一步的技术方案还可以是所述的内部曝光窗口是一个方锥体曝光孔，方锥体 曝光孔长角30-45度、短角8-15度。进一步的技术方案还可以是所述的源机采用钨合金制作。钨合金替代贫化铀作 为屏蔽体，在源机不装Y源时，主机本体不产生任何辐射，避免了使用贫化铀作为源机屏 蔽材料时，贫化铀本身的幅射及不稳定等缺陷。进一步的技术方案还可以是本发明的一种近距离防护的管道专用Y射线检测 装置，贴片器材质为不锈钢与铅复合材料制成，其中外部为不锈钢，内衬铅板。这样可以屏 蔽源机发出的直接射线，还可保护透照胶片免受挤压等情况。进一步的技术方案还可以是本发明的一种近距离防护的管道专用Y射线检测 装置，在源机内设置内部曝光窗口曝光孔关闭装置。进一步的技术方案还可以是本发明的一种近距离防护的管道专用、射线检测 装置采用的Y射线源为Se75Y源。它平均能量为0. 206MeV，相当于200 kV的X射线， Se-75 γ射线比起相同能量的X射线，穿透力更大；Se-75 γ源半衰期较长是120天，是 Ir-192y源的1. 6倍；Se-75 γ源与Ir-192、Co_60 γ源相比，透照的底片灵敏度较高，宽 容度大。因此，Se-75Y射线源最适宜透照10 — 40mm厚度的钢铁工件，特别是作业面狭窄 的工艺管道焊口及锅炉受热面的小口径焊口。同时，Se-75 γ射线源与Ir-192和Co-60 γ 源相比平均能量较低，安全防护剂量控制比Ir-192和Co-60 γ射源容易，也为实现近距离 射线幅射防护带来可能。前述的任一个技术方案，其金属部件包括包裹的铅橡胶厚度的设置均应使得泄漏 的Y射源低于国家规定的标准，以减轻或者避免对操作人员的伤害。本发明的近距离防护的管道专用Y射线检测装置，其工作方式是当需要进行管 道焊缝的检测任务时，将源机的内部曝光窗口对准需要检测的工件部位，例如管道焊缝，在 焊缝两侧包裹铅橡胶，然后在贴片器位于需要进行管道焊缝检测的管道焊缝远离内部曝光窗口的一侧，焊缝位于贴片器的豁口中间位置，在贴片器外侧放置需要曝光的胶片，然后再 在胶片外侧以及源机外侧包裹铅橡胶；移动拉杆，将Y射线源移动至内部曝光窗口，Y射 线通过焊缝对胶片进行曝光，从而可以检测焊缝的质量。本专利检测装置的源机在非工作时处在、射线源贮存室，此时由源机自身防护 体系屏蔽射线，通过拉杆手工将Y射线源送至内部曝光窗口进行定向曝光，此时通过源 机、防护罩、贴片器、铅橡胶的综合屏蔽，从而使检测装置在工作下的射线得到屏蔽，到达本 检测装置的设计使用目的。拆除本系统的手动操作机构，在Y射线源输源 管连接上驱动 缆，由驱动缆将Y源输送至外部工作位置，也就是曝光位置，此时处于全景曝光状，从而大 大增加了设备的使用价值。防护系统与源机安全无遗漏联接，防护罩放置在源机上方，贴片器放置在源机射 线窗口对面位置，将待透照胶片包裹其中，铅橡胶屏蔽防护层将防护罩、贴片器及待检焊缝 整体包裹，铅橡胶作为辅助补充防护措施，整个系统统一固定在一起。防护系统各部件参数 包括铅橡胶屏蔽防护层厚度、贴片器厚度通过理论计算经过现场反复试验后确定。本专利的近距离防护的管道专用Y射线检测装置拉杆为可拆卸、拉杆式拉杆，作 为近距离防护的全封闭Y射线检测系统透照时使用；当拉杆向源机外侧完全拉回时，使源 回到Y射线源贮存室位置；当拉杆向源机中心方向完全推进到位时，Y射线源被输送到工 作位置，当内部曝光窗口打开时，进行射线透照；当可拆卸、拉杆式操作机构拆除后，其使用 功能与常规源机相同。为使本专利的近距离防护的管道专用Y射线检测装置同时也可作为一台普通Y 射线检测装置使用，将Y射线源通道设计为固定和可移动两部分。在近距离检测体系中使 用时，可移动部分安装在源机中；作为普通源机使用时，将可移动部分取出，源通道被打通， 源机两端联接上驱动缆和输源管，放射源被输送到源机外的指定曝光位置。本专利的近距离防护的管道专用Y射线检测装置在常规Y源机设备的基础上进 行了改进和创新，除具备常规Y源机的功能外，还具备距设备中心3米飞米范围之外，无 论设备采用何种姿态进行射线透照，公众所接受剂量均低于GBZ132 - 2008规定(2. 5uSv/ h)的特殊功能。这些技术方案，包括改进的技术方案以及进一步改进的技术方案也可以互相组合 或者结合，从而达到更好的技术效果。通过采用上述技术方案，本发明具有以下的有益效果
本发明的一种近距离防护的管道专用Y射线检测装置，可使检测作业与安装施工同 步，大为改善只能夜间检测施工的环境，可全天候检测，减少夜间检测的安全隐患；并可有 效减少检测人员实际接受辐射剂量，在高空、狭小区域的检测具有独特优势；在特殊地段、 人口密集区检测无需采取特别的措施，可省事、省力、节约大量经费；
本Y射线检测装置除具备常规Y源机的功能外，还具备距设备中心3米飞米范围 之外，无论设备采用何种姿态进行射线透照，公众所接受剂量均低于GBZ132 - 2008规定 (2. 5uSv/h)的特殊功能。采用本发明的近距离防护的管道专用Y射线检测装置，可白天施工、重量轻、结 构简单、无需水电，大幅提高检测工效，可有效缩短工程工期；该系统的本身费用、人员投 入、无需水电、设备维修费、检测工效的提高、缩短工期等方面都是其它检测方法无法比拟的，具有显著的经济效益；本检测装置的实施将填补国内此领域的空白，是检测机构、检测 人员的福音，可改变传统检测的理念，应用前景广泛，不仅可以产生极大的经济效益，同时 也会带来良好的社会效益。
图1是现有技术的一种Y射线检测装置。图2是本发明的近距离防护的管道专用、射线检测装置工作状态示意图。图3是本发明的源机正面示意图。图4是本发明的近距离防护的管道专用Y射线检测装置源机及相邻部件示意图。图5是放射线泄漏检测位置示意图。
图6是贴片器结构示意图。图7为本发明的近距离防护的管道专用Y射线检测装置安装示意图。图8是图7的右视示意图。图中，1.源机，2.锁紧装置，3. γ射线源通道，4. γ射线源贮存室，5.驱动盘， 6.驱动缆，7.摇把，8. γ射线源导源管，9. γ射线源在主机外的检测位置，11.放射源， 12.防护罩，13.内部曝光窗口，14.组要检测的管道，15.贴片器，16.直接有效透照区域， 17.铅橡胶防护层，21.源工作位置，22.驱动机构，23.管道，24.焊缝，25.测试半径，31.源 机提手，32.防辐射屏蔽体，33.源工作位置，35.源机钥匙，36.连接驱动缆接头，37.源辫 子，40.可调节锲块，41.防散射挡块，42.底脚，43.连接输源管接头。10广108为测试点位置。
具体实施例方式下面结合实施例对本专利做进一步的说明。如图2 图7所示，本发明的一种近距离防护的管道专用Y射线检测装置，包括源 机1、Y射线源、贴片器15、铅橡胶、驱动机构22、保护罩12组成，其中源机1包括、射线 源贮存室4、锁紧装置2、γ射线源通道3、拉杆、内部曝光窗口 13，γ射线源11安装在拉杆 上，Y射线源通道3在源机1的中部设置，在Y射线源通道3的中间底部位置设置有方锥 体曝光孔形的内部曝光窗口 13 ； γ射线源11固定在拉杆的一端；贴片器15的豁口宽度大 于要进行检测的管道焊缝的宽度8mm，贴片器15半径大于管道半径5mm ；源机1外面还设置 保护罩12 ；驱动机构22包括驱动器、驱动缆6、γ射线源导源管8组成；驱动器包括驱动盘 5和摇把7，驱动缆6连接在驱动盘5上。内部曝光窗口 13的方锥体曝光孔长角39度、短 角12度。贴片器的外形为一段圆弧形不锈钢外壳，内衬薄铅板，中间开有能够活动的长方 形窗口，圆弧形内开口宽度大于要进行检测的管道焊缝的宽度2(Tl00mm，贴片器圆弧半径 与需要进行检测的管道半径一致或大于管道半径2 10mm。当需要进行管道焊缝的检测任务时，将源机1的内部曝光窗口 13对准管道焊缝， 在焊缝两侧包裹铅橡胶，然后在贴片器15位于需要进行管道焊缝检测的管道焊缝远离内 部曝光窗口 13的一侧，焊缝位于贴片器15的豁口中间位置，在贴片器15外侧放置需要曝 光的胶片，然后再在胶片外侧以及源机1的保护罩外侧包裹铅橡胶；移动拉杆，将Y射线源11移动至内部曝光窗口 13，γ射线通过焊缝对胶片进行曝光，从而可以检测焊缝的质量。 驱动机构22在需要、射线源在源机1外部工作时使用，工作时摇动摇把7，使驱动盘5带 动驱动缆6，驱动缆6与拉杆相连，从而带动γ射线源在Y射线源导源管8内移动，最终到 达至工作位置对工件进行检测。本系统工作时的防护水平采用下列方法测试。一种情况是源强SOCi的源机1在 规格为Φ 426 X 17mm的管道焊缝上方，射线窗口正对下方；另一种情况是源机1在管道侧方 放置，射线窗口正对水平方向。每个方向测试8点。通过上述两个互相垂直的圆面、每方向 测试8点，基本可代表整个球面射线辐射场的辐射情况。具体的位置图如图4所示。两种情况测试结果如下表
权利要求
1.一种近距离防护的管道专用Y射线检测装置，其特征是检测装置包括源机、Y 射线源、贴片器、铅橡胶，其中源机包括Y射线源贮存室、锁紧装置、Y射线源通道、拉杆、 内部曝光窗口组成，Y射线源安装在拉杆上，非工作状态时Y射线源位于Y射线源贮存 室，在源机的中部设置Y射线源通道，在Y射线源通道的中间底部位置设置有内部曝光 窗口 ； Y射线源由中空的不锈钢球体包裹，通过不锈钢球体固定在拉杆的一端；锁紧装置 可以将拉杆在不同位置进行锁紧固定；贴片器是外形为一段圆弧形不锈钢外壳，内衬薄铅 板，中间开有能够活动的长方形窗口，长方形窗口宽度大于要进行检测的管道焊缝的宽度 2(Tl00mm，贴片器圆弧半径与需要进行检测的管道半径一致或大于管道半径2 10mm ；铅橡 胶用来包裹在管道和源机的外侧，防止射线的泄漏。
2.根据权利要求1所述近距离防护的管道专用Y射线检测装置，其特征是所述的检 测装置包括驱动机构，驱动机构包括驱动器、驱动缆、Y射线源导源管；驱动器包括驱动盘 和摇把，驱动缆连接在驱动盘上。
3.根据权利要求1所述近距离防护的管道专用Y射线检测装置，其特征是所述的检 测装置包括保护罩，保护罩的形状与源机的外形相适应，对源机起到保护作用。
4.根据权利要求1所述近距离防护的管道专用Y射线检测装置，其特征是所述的内 部曝光窗口是一个方锥体曝光孔，方锥体曝光孔长角30-45度、短角8-15度。
5.根据权利要求1所述近距离防护的管道专用Y射线检测装置，其特征是所述的源 机采用钨合金制作。
6.根据权利要求1所述近距离防护的管道专用Y射线检测装置，其特征是所述的贴 片器材质为不锈钢与铅复合材料制成，其中外部为不锈钢，内衬铅板。
7.根据权利要求1所述近距离防护的管道专用Y射线检测装置，其特征是所述的源 机内设置内部曝光窗口曝光孔关闭装置。
8.根据权利要求1所述近距离防护的管道专用Y射线检测装置，其特征是所述的检 测装置采用的Y射线源为％75^源。
9.根据权利要求1所述近距离防护的管道专用Y射线检测装置，其特征是所述的拉 杆为可拆卸、拉杆式拉杆，作为近距离防护的全封闭Y射线检测系统透照时使用；当拉杆 向源机外侧完全拉回时，使源回到Y射线源贮存室位置；当拉杆向源机中心方向完全推进 到位时，Y射线源被输送到工作位置，当内部曝光窗口打开时，进行射线透照；当可拆卸、 拉杆式操作机构拆除后，其使用功能与常规源机相同。
10.根据权利要求1所述近距离防护的管道专用Y射线检测装置，其特征是所述的 Y射线源通道为固定和可移动两部分；在近距离检测体系中使用时，可移动部分安装在源 机中；作为普通源机使用时，将可移动部分取出，源通道被打通，源机两端联接上驱动缆和 输源管，放射源被输送到源机外的指定曝光位置。
全文摘要
本发明介绍了一种近距离防护的管道专用γ射线检测装置，包括源机、γ射线源、贴片器、铅橡胶，源机包括γ射线源贮存室、锁紧装置、γ射线源通道、拉杆、内部曝光窗口组成，γ射线源安装在拉杆上，非工作状态时γ射线源位于γ射线源贮存室，在源机的中部设置γ射线源通道，在γ射线源通道的中间底部位置设置有内部曝光窗口；贴片器是外形为一段圆弧形金属外壳，内衬薄铅板，中间开有能够活动的长方形窗口。本发明可使检测作业与安装施工同步，可全天候检测；有效减少检测人员接受辐射剂量，在高空、狭小区域的检测具有独特优势；在特殊地段、人口密集区检测无需采取特别的措施，可省事、省力、节约大量经费。
文档编号G01N23/04GK102095739SQ201010604700
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月24日 优先权日2010年12月24日
发明者刘明刚, 李雨涤, 李鹏, 胡述超, 龚华 申请人:中国石油天然气第一建设公司