射線探傷是工業(yè)生產(chǎn)中重要的無損檢測手段，它通過射線檢測、暗室處理、底片評定等步驟對工件是否合格做出判定。如核電穩(wěn)壓器、石化壓力儲罐、電站鍋爐等均須經(jīng)過探傷檢測合格方能投入使用。為了滿足新產(chǎn)品的檢測需求、保障產(chǎn)品質(zhì)量、促進生產(chǎn)工藝，我國多家裝備制造廠均正在建設(shè)高規(guī)格的探傷室。

高能射線會對工作人員、周邊民眾的身體健康以及外界環(huán)境造成巨大傷害，因此射線防護成為探傷室設(shè)計中的核心任務(wù)，射線防護的特殊性也使探傷室的設(shè)計成為一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。我國科研和工程人員對此進行了多方面的探索和實踐，包括工藝、土建、通風、安全聯(lián)鎖的設(shè)計等。但是，較為完整系統(tǒng)地介紹工業(yè)射線探傷室電氣設(shè)計的文章尚不多見。

本文介紹了工業(yè)射線探傷室照明、配電、安全聯(lián)鎖、電氣設(shè)備安裝及管線敷設(shè)的基本設(shè)計原則，著重闡述了因射線防護而引發(fā)的與普通工業(yè)民用建筑不同的設(shè)計方法。

1．工業(yè)探傷室概況

工業(yè)探傷室通常貼鄰主廠房，通過電動平板車將待檢工件從車間拖入探傷室檢驗。通常包括照射室、控制室、電源室、干片室、暗室、評片室等。某工廠射線探傷室平面及剖面圖如圖1所示。

照射室是探傷室最主要組成部分，為大體積鋼筋混凝土工程，混凝土必須連續(xù)澆搗，不留施工縫，不得產(chǎn)生貫穿裂縫、深度裂縫。為保持防護體的完整性，不削弱頂板、墻體的射線防護能力，電氣設(shè)計人員必須與工藝、土建等專業(yè)密切配合，力爭在設(shè)計階段考慮周全，做好管線預(yù)埋預(yù)留工作，避免遺漏 。

圖1 某工廠射線探傷室的平面圖

圖1 某工廠射線探傷室的剖面圖

2．配電

中斷探傷室的供電，不會造成人員傷亡及較大的經(jīng)濟損失，故射線探傷室的電力負荷等級通常歸為三級。探傷機要求工作穩(wěn)定，故探傷室配電回路應(yīng)與廠房設(shè)備的配電干線分開，通常做法是從廠房變電所引專用回路供電。無功補償及諧波治理集中在變電所。如果探傷機對電壓質(zhì)量有較高要求，則可在電源室設(shè)置穩(wěn)壓柜。

探傷室的主要設(shè)備有直線加速器、調(diào)制器、水冷機組、X射線探傷機、γ射線探傷機、滾輪架、平板車、起重機、防護大門傳動機構(gòu)、風機、空調(diào)等?？紤]到平板車、防護大門傳動機構(gòu)、探傷機等設(shè)備不同時使用，且多數(shù)設(shè)備屬斷續(xù)工作制設(shè)備，故負荷計算時設(shè)備的同時使用系數(shù)可適當調(diào)低。

總動力配電柜置于電源室。采用放射式為照射室各設(shè)備配電?？紤]到臨時用電、檢修等因素在照射室、控制室、干片室、暗室、評片室分別設(shè)置插座箱。

探傷機、起重機等設(shè)備的線路及保護計算可參考文獻[5]，本文不再贅述。

為防止老化，照射室內(nèi)電纜應(yīng)選用耐輻射型，按《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》(GB 50217-2007)的要求，可選用交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯外護層電纜 (YJV電纜)。

3．照明

照明電源宜單獨引自車間變電所；如不方便也可以引自探傷室的總動力柜。

照射室在正常工作期間內(nèi)部必須確保無人，操作員在控制室通過工業(yè)電視了解照射室內(nèi)部狀況，故其照度需滿足視頻系統(tǒng)工作的需求；照射室照度還應(yīng)滿足操作員檢修、準備工作的需求，綜合以上兩方面并結(jié)合《建筑照明設(shè)計標準》，照射室照度按200lx設(shè)計。按規(guī)范，暗室、評片室等檢驗用房的照度標準值為300lx；控制室的照度標準值為300lx。

工業(yè)照射室的室內(nèi)凈高通常在8m以上，光源宜采用金屬鹵化物燈。防護大門主要用于工件進出，工作人員一般經(jīng)迷宮防護小門出入照射室，故其照明控制開關(guān)宜設(shè)置在防護小門出口處。此外，控制室的監(jiān)控臺處宜提供一個無源信號與就地照明開關(guān)并聯(lián)，實現(xiàn)對燈光在照射室和控制室的兩地操作。照射室無天然采光，宜在防護小門處設(shè)自帶蓄電池的應(yīng)急燈。

控制室照明的布燈方案是關(guān)系到限制直接眩光和反射眩光的重要環(huán)節(jié)，因此應(yīng)避免將燈具布置在監(jiān)控臺的正前方以免燈光從作業(yè)面向眼睛直接反射。所以監(jiān)控臺和工作人員的位置一定要同燈具的排列聯(lián)系起來考慮，即將一般照明布置在控制臺的兩側(cè)從而得到較好的效果。

暗室除設(shè)置熒光燈作為一般照明，還應(yīng)為紅色工作燈預(yù)留電源，紅色工作燈的光源為可調(diào)光的白熾燈，位于沖洗池上方。為防止沖洗底片期間，有人員誤入暗室，暗室門口應(yīng)設(shè)置警示紅燈。評片室照明設(shè)計時需為觀片燈預(yù)留電源。

4．安全及聯(lián)鎖設(shè)計

急停按鈕聯(lián)鎖、門-機聯(lián)鎖、劑量聯(lián)鎖、聲光報警的設(shè)計原則，文獻[3]已做了較為詳細的論述。本文根據(jù)工廠企業(yè)的實際需求提出一些優(yōu)化改進建議。

(1)從綜合經(jīng)濟性考慮，防護墻通常按某種能量最強射線設(shè)計。如果多個高能射線探傷機（如直線加速器、Co60探傷機）同時作用，可能會超越防護墻的防護能力，導(dǎo)致對外界造成傷害。故應(yīng)在高能探傷機之間增加選擇開關(guān)，以保證不同時使用。

(2)根據(jù)多個工廠企業(yè)的實際做法，每位操作員配備一把鑰匙開關(guān)，鑰匙開關(guān)觸點與緊急停止按鈕觸點一齊串入探傷機急停回路。多把鑰匙開關(guān)同時在控制臺湊齊才能開啟探傷機，從而避免了對滯留在照射室操作員的意外傷害。

(3)探傷機啟動到出束之間有一段較長的延時，故急停聯(lián)鎖設(shè)計時，可僅停止探傷機出束，而不切斷其電源。

(4)對輻射源設(shè)全天候視頻監(jiān)控，并接入廠區(qū)安保監(jiān)控系統(tǒng)。

(5)考慮到照射室工作時無人進入，不易及時覺察到火情，且設(shè)備比較貴重，故宜設(shè)置火災(zāi)報警系統(tǒng)。高大空間的消防可選用的產(chǎn)品及做法已有很多（如空氣采樣、火焰探測等），此處不再贅述。

5．設(shè)備安裝及管線敷設(shè)

綜合考慮以上幾方面，電氣設(shè)備安裝位置及管線敷設(shè)路徑便可大體確定。本文著重闡述因射線防護而引起的新問題，具體分為以下兩方面：

5.1 預(yù)埋管

為防止射線的泄漏，應(yīng)盡量避免孔、縫貫穿防護墻體，必須穿過時宜采取補償措施，如在防護墻厚度削弱處預(yù)埋鉛板或局部加大防護墻材料的比重。

暗埋管會在防護墻體內(nèi)部形成孔道，削弱防護墻的射線防護能力（孔道效應(yīng)），故照明配電的線纜保護管均應(yīng)采用明敷。

貫穿預(yù)埋管是用于電線電纜、水管等連通照射室內(nèi)與室外的路徑，這類管道是不可避免要穿越防護墻體的。因為射線是以直線方式輻射的，故進出照射室的管孔不得為直通形式。為了有效地衰減射線的散射劑量，預(yù)留管道應(yīng)采取彎曲的路徑（如U形、S形）。U形管常用于管線從照射室地坪下穿過防護墻，S形管常用于管線穿越防護大門與迷宮走道處防護小鉛門。預(yù)埋管示意圖如圖2所示。

圖2 預(yù)埋管示意圖

5.2 預(yù)埋板

為了保證頂板、側(cè)墻滿足射線防護的要求，不得隨意在成型后的防護墻上開鑿鉆孔，故照射室的燈具、配電箱等的安裝不采用暗裝，也不借用膨脹螺栓，而是利用混凝土防護墻上的預(yù)埋鋼板焊接固定。燈具、配電箱、視頻攝像機、線纜保護鋼管、報警按鈕、行車滑觸線等的安裝預(yù)埋件的尺寸及間距在國家標準圖集中均有詳細表述，此處不再贅述。

在設(shè)計階段，探傷室的電氣設(shè)備及其安裝位置、配電方式可能尚未完全確定；建成投入使用后，使用方可能根據(jù)實際情況對設(shè)備進行位置調(diào)整，或新增設(shè)備。故預(yù)埋鋼板既要滿足當前設(shè)備安裝和管線敷設(shè)的要求，又要保留一定的靈活性以兼顧今后的發(fā)展和調(diào)整。工程上一種簡單實用的方法是：

(a)在設(shè)備及管線較少且預(yù)期變化也較少的墻面區(qū)域（如圖1的主防護墻）按照國家標準圖集預(yù)埋鋼板。

(b)在設(shè)備及管線較多或預(yù)期變化較多的墻面區(qū)域，從室內(nèi)地坪起向上每隔1.5m預(yù)埋一條L× 100mm(W) ×8mm(H)的扁鋼(L長度根據(jù)需要定)，如果設(shè)備安裝位置不在預(yù)埋扁鋼位置上，可以在相鄰兩條扁鋼中間補焊一條扁鋼來固定設(shè)備。

此外，電氣預(yù)埋件的設(shè)計須與工藝專業(yè)的預(yù)埋件統(tǒng)籌考慮，確保無重復(fù)、無遺漏，最終對土建專業(yè)提出要求。

6．結(jié)語

探傷室的電氣設(shè)計必須滿足現(xiàn)行國家、地方及行業(yè)的設(shè)計規(guī)范、滿足衛(wèi)生和環(huán)保主管部門的要求、滿足建設(shè)單位需求，且須具有技術(shù)經(jīng)濟合理性，是一項較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程。本文綜合論述了工業(yè)廠房射線探傷室的電氣設(shè)計，希望能為我國射線探傷室的建設(shè)提供參考。

（編自《電氣技術(shù)》，作者為趙亮、曹文。）