Радиационный контроль

На рис. 3 показаны радиационные головки некоторых  отечественных шланговых дефектоскопов, а на рис. 4 — типовое оборудование гамма-дефектоскопии с дистанционным пультом управления. Основным элементом радиационных головок является защитный урановый кожух, смонтированный внутри корпуса и предназначенный для защиты обслуживающего персонала от радиоактивного излучения.

В отличие от рентгеновских аппаратов гамма-дефектоскопы могут эксплуатироваться без источников энергии, что особенно важно в полевых условиях. Их также часто применяют для контроля закрытых объектов сложной формы, когда невозможно установить излучатели рентгеновских аппаратов. Недостатками гамма-дефектоскопов являются: необходимость периодической замены источников излучения, потерявших активность, ограниченные возможности по регулированию режимов работы, а также более низкий контраст радиографических снимков по сравнению с рентгеновскими.

 

 

 

 

 

 

Рис.3-Структурная  схема шлангового гамма-дефектогкопа: 1-дистанционный пульт управления;2-крышка с блокиатором;3-радиационная головка;4-ампулодержатель;5- ампула с радиактивным источником; 6-блокиатор; 7-защитный урановый стержень; 8-шланг; 9- коллимирующая насадка; 10- фильтр коллимирующей насадки.

 

Рис. 3.1. - Радиационные головки шланговых гамма-дефектоскопов:

а-дефектоскоп  РИД-К/100; б-дефектоскоп РИД-ИС/120Р; в-дефектоскоп  РИД-4P

 

Ионизирующие излучения в целом  с точки зрения воздействия на организм человека являются наиболее опасными из числа используемых в неразрушающем контроле, поэтому вся аппаратура, применяемая при радиационном контроле, подлежит обязательной сертификации и периодической переаттестации. К работе допускается специально обученный и аттестованный персонал, который подвергается обязательному дозиметрическому контролю.

 

 

 

 

4. Радиографический контроль сварных соединений

Сварные соединения чаще всего являются наиболее слабым звеном металлоконструкции, поэтому их контролируют в первую очередь. Радиационному контролю подвергают сварные соединения с отношением радиационной толщины (толщина в направлении ионизирующего излучения) наплавленного металла шва к общей радиационной толщине не менее 0,2, имеющие двусторонний доступ, что обеспечивает возможность установки кассеты с радиографической пленкой с одной стороны и источника излучения с другой. Тип источника, его удаление от объекта контроля, время экспозиции и другие параметры устанавливаются в зависимости от толщины просвечиваемого материала и технической документации на контроль сварных соединений. Основные схемы контроля стыковых, нахлесточных, угловых и тавровых соединений приведены на рис. 4.

 

Рис.4 - Схемы контроля:

А- стыковых, нахлесточных, угловых и тавровых сварных соединений; б-кольцевых сварных соединений; 1-источник излучения; 2-контролирующий участок; 3- кассета с пленкой.

Наибольшую сложность представляет контроль кольцевых сварных соединений цилиндрических н сферических пустотелых изделий (труб, сосудов под давлением, бочек и т.п.). Рекомендуемые схемы контроля кольцевых сварных соединений по ГОСТ 7512-82 приведены на рис. 6.5. б: I, II — просвечивание через одну стенку с наружным расположением источника излучения; III, IV, V — просвечивание через две стенки; VI, VII. VIII — просвечивание с расположением источника излучения внутри контролируемого объекта. Для обеспечения лучшего качества радиографических снимков следует, как правило, использовать схемы просвечивания через одну стенку изделия. При этом рекомендуется применять схемы просвечивания с расположением источника излучения внутри контролируемого изделия.

Радиографический  контроль следует проводить после  зачистки сварных соединений от неровностей, шлака, брызг металла, окалины и  других наружных дефектов, выявленных при внешнем осмотре сварного соединения, изображения которых  на снимке могут помешать расшифровке снимка. Каждый снимок участка контролируемого соединения должен иметь маркировку.

Чувствительность  радиографического контроля оценивается  величиной минимально выявляемого дефекта в направлении просвечивания. Достижимая на практике чувствительность составляет 2% от толщины изделия при просвечивании рентгеновским излучением и 5% при просвечивании гамма-излучением. В общем случае чувствительность радиографического контроля зависит от энергии излучения, плотности ее распределения в пределах контролируемого участка и общей нерезкости радиографического снимка.

Общая нерезкость при радиографическом контроле характеризуется размытостью краев изображения на снимке. Величина общей нерезкости зависит от следующих ее составляющих: геометрической нерезкости, внутренней нерезкости излучения, нерезкости рассеяния излучения, нерезкости смещения (возникает в случае колебания при просвечивании источника излучения, объекта контроля и детектора). Наибольший вклад в общую нерезкость изображения вносит обычно геометрическая нерезкость, схема образования которой приведена на рис. 4.1.

Рис.4.1.- Схема образования геометрической нерезкости при радиографическом контроле: 1-источник излучения; 2-дефект; 3- объект контроля; 4- кассета с пленкой.

 

При радиографическом контроле на каждом контролируемом участке  объекта должны быть установлены  эталоны чувствительности и маркировочные  знаки идентификации снимка. Эталоны  чувствительности служат для оценки изменения интенсивности излучения, которое может быть обнаружено с  заданной вероятностью данным методом контроля. Эталоны чувствительности радиационного контроля представляют собой тест-образцы с заданным значением контролируемого параметра (радиационной толщины) и бывают проволочные, канавочные и пластинчатые. Чувствительность контроля при использовании проволочных эталонов определяется наименьшим диаметром проволоки, при котором на снимке выявляются отверстия (дефекты) диаметром, равным удвоенной толщине проволочного эталона. Конструкция и размеры проволочных эталонов по ГОСТ 7512-82 “Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод” приведены на рис. 4.2.

 

Рис. 4.2. Проволочный эталон чувствительности:

1-вкладыш; 2- чехол.

Маркировочные знаки, используемые для нумерации контролируемых участков, следует устанавливать на объекте или непосредственно на кассете таким образом, чтобы изображения маркировочных знаков на снимках не накладывались на изображение шва или околошовной зоны. Эталоны чувствительности устанавливают, как правило, на контролируемом участке сварного соединения со стороны, обращенной к источнику излучения. Для просмотра и расшифровки радиографических снимков используют специальные подсвечивающие устройства — негатоскопы со световыми матовыми экранами. Длину и ширину дефекта на снимке определяют с помощью измерительных линеек или измерительных луп. Глубину дефектов по сечению шва определяют путем оецнки затемнения (плотности) снимка с помощью денситометров, наборов оптических плотностей или путем сравнения затемнения дефекта с затемнением соответствующей проволочки или канавки на эталоне чувствительности.

Используемые  при контроле денситометры, наборы оптических плотностей, эталоны чувствительности и измерительные инструменты подлежат периодической метрологической поверке.

Помимо обнаружения  внутренних дефектов радиографический контроль может быть использован  для толщинометрии конструкций.

Для этого проводят измерения плотности снимка в  поперечном сечении контролируемого  изделия. Границы, определяющие толщину стенки, выделяются на снимке резким изменением плотности. В ряде случаев радиационная толщинометрия является единственным методом определения остаточной толщины конструкции без се повреждения. Например: неразборные теплообменники типа «труба в трубе», трубы в изоляции, трубы, покрытые плакирующим металлом (биметаллические), и т.д.

5. Объем радиационного контроля на нефтегазовых промыслах

   Для снижения   дозы   облучения   работающих,   предупреждения радиоактивного   загрязнения   нефтегазодобывающего  оборудования, разноса радионуклидов по служебным помещениям  и территории  при добыче  нефти  и  газа  на  предприятии  организуется радиационный контроль.

Если   первичное   обследование   предприятия  с  целью   выявления    радиационного    фактора,    обнаружения    отложений радионуклидов  на  трубах и оборудовании не выявило радиоактивного загрязнения (повышения гамма -  фона,  наличия  альфа-  и  бета  -активных  нуклидов),  то его следует повторять с периодичностью не реже  1  раза  в  год,  поскольку  радиационная  обстановка  может изменяться в процессе эксплуатации месторождения.

При выявлении радиоактивного загрязнения  необходимо установить его радионуклидный состав и пути поступления.

       Проводить периодический (не реже 1 раза  в 6  месяцев радиационный контроль на отдельных промыслах,  на которых мощность дозы гамма  -  излучения  на  поверхности  оборудования  или  труб превышает естественный фон окружающей местности, но не более чем в 3  раза.  При этом  измеряют  не  только  гамма -  фон,   но   и загрязненность поверхностей бета- и альфа - активными нуклидами.

Измерения уровней гамма - излучения  проводят в местах наиболее вероятного   их   повышения:  на  поверхностях  промысловых  труб, оборудования и арматуры, а также внешних поверхностей для приема и сепарации  нефти.  Кроме  того,  при  повышении  уровней  гамма  - излучения,  обусловивших  ухудшение  радиационной  обстановки,   с внутренних  поверхностей  оборудования  должны  быть  взяты  пробы радиоактивных   отложений    (осадков)    для    определения    их радионуклидного состава.

 Проводить        спектрометрическое         определение радионуклидного  состава  и  измерение  удельной  активности  проб нефти,  пластовой воды и грунта в местах пролива нефти и воды  при выполнении ремонтных работ на скважинах.

 Не менее 2 раз в год (один  раз  летом  и  один  раз  в зимний  период)  определять  содержание  радона-222 и его дочерних продуктов распада в воздухе помещений 1-ых этажей,  полуподвальных и  подвальных  производственных помещений,  связанных с ремонтом и хранением использовавшегося на нефтепромыслах оборудования.

Организовать  контроль (не реже 2-х  раз в год) мощности доз  гамма - излучения  и  поверхностной   загрязненности  бета- и альфа - активными нуклидами отработавшего насосно – компрессорного оборудования и труб,  находящихся на ремонтной базе или  временном складе,   и   обязательно   при  их  поступлении,  а  также  перед проведением с  ними  работ.  Если  уровни  гамма  -  излучения  на поверхности оборудования и труб превышают фон окружающей местности более чем в 3 раза,  то  такое  оборудование  и  трубы  складируют отдельно.

На   нефтепромыслах   с  неблагоприятной    радиационной обстановкой, создаваемой естественными радионуклидами:

Результаты   всех    видов    радиационного    контроля регистрируют  в  журнале  радиационного  контроля и хранят в течение 30 лет. При проведении  индивидуального контроля  ведут учет годовой эффективной дозы,  а также суммарной дозы за весь период работы  в условиях облучения.

Учет индивидуальных  доз  ведут  в  карточках  индивидуального учета,  которые хранятся  в течение 50 лет после увольнения работника.  Копия данных по облучению работника при его переходе  в  другое  учреждение,  где  также  работают  в условиях ионизирующих излучений, передается на новое место работы.

          Особенности обеспечения   радиационной  безопасности  в  таких районах обусловлены возможным  наличием  в  нефти,  газе,  газовом конденсате  и пластовой воде,  на нефтегазодобывающем оборудовании радионуклидов цезия-137,  стронция-90,  урана-235,  плутония-239 и трития и их систематическим выходом на поверхность.

Сведения о радионуклидном составе  в полости взрыва могут  быть получены в Министерстве по атомной энергии Российской Федерации.

На нефтегазовых промыслах,  на которых имеет  место  ухудшение радиационной   обстановки,   необходим   ежедневный   радиационный контроль по гамма - излучению и периодический контроль по альфа- и бета - излучению.

В зависимости  от  сложившейся   радиационной   обстановки   и получаемых   доз  облучения  дифференцированно  вводятся  защитные мероприятия.

 

В объем радиационного контроля включают:

       - контроль  за содержанием осколочной и наведенной активности,  а также наличием трития и изотопов неразделившейся части ядерного заряда в выделенных скважинах с повышенным радиационным фоном. Содержание и объем  такого  контроля  должны  быть  определены специальной  инструкцией,  разрабатываемой для каждого конкретного объекта совместно с представителями МЧС региона и согласованной  с региональным органом Госсанэпиднадзора и Госкомэкологии России;

       - контроль за мощностью дозы  гамма  -  излучения  на  рабочих местах и в других контрольных точках;

       - контроль за уровнем  загрязнения   радиоактивными  веществами оборудования, инструмента, отходов и транспортных средств;

       - контроль за уровнем загрязнения  радионуклидами  поверхностей кухонного оборудования, столовых, бытовок и т.д.;

       - индивидуальный ежегодный выборочный  контроль за поступлением и   содержанием   радионуклида  цезия-137  и  трития  в  организме работающих.

Определение  удельной  активности  пищевых  продуктов и даров  природы  производится  в  региональных  (местных)   органах Госсанэпиднадзора России.

 Измерение удельной (объемной) активности  нефти,  газа, газового  конденсата и пластовой воды,  а также спектрометрическое определение радионуклидного состава  их  проб,  проводят  в  ГЛАРК Минтопэнерго    России    или    специализированных   региональных лабораториях, имеющих соответствующие лицензии.

В  случае  разработки  органами  Госсанэпиднадзора России новых  норм радиационной безопасности и санитарных  правил,  других   нормативных  документов  по  работе  с  ИИИ,  в  том  числе с ЕРН    отдельные положения раздела 3  настоящих Методических  указаний   могут быть уточнены и пересмотрены.