DE3517320A1 - Sonde zum messen der quote von materialverlust aus einem festen koerper - Google Patents

Description

85 022 Kü/St. 13. Mai 1985

United Kingdom Atomic Energy Authority,

11 Charles II Street, London SWlY 4QP / England

Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Nr. 8412632 vom 17. Mai 1984 beansprucht.

Sonde zum Messen der Quote von Materialverlust aus einem festen Körper

Die Erfindung bezieht sich auf die überwachung des Materialverlustes aus einem festen Gegenstand und insbesondere auf das überwachen mittels einer Technik, die als Dünnschicht-Aktivierungsanalyse der Korrosion eines Behälters oder einer Rohrleitung bekannt ist.

Bei dieser Technik wird ein Volumen innerhalb eines Metal!gegenstandes, dessen Verlustquote zu bestimmen ist, radioaktiv gemacht. Daraufhin wird entweder die Abnahme der Aktivität der radioaktiven Fläche des Metallgegenstandes oder die Aktivität gemessen, die sich aus dem Verlust an radioaktivem Material aus der radioaktiven Fläche des Gegenstandes an dessen Umgebung ergibt. In beiden Fällen ist die Änderung der gemessenen Aktivität ein Maß für den Verlust an radioaktivem Material aus dem Gegenstand als Ganzes, zumindest im Bereich der aktivierten Fläche des Gegenstandes.

Ein Problem kann bei Anwendung dieser Technik auftreten bei der Frage, wie man Zugang erlangt zu einer geeigneten Fläche der Innenseite eines Behälters oder einer Rohrleitung, insbesondere dann, wenn es sich dabei um einen Teil einer Anlage handelt. Andere Probleme können sich aus der Instrumenten-Instabi1itat ergeben, die ihren Ursprung in sich weitgehend ändernden Umgebungsbedingungen, unter denen die Anlage arbeitet, haben kann.

Erfindunggemäß wird eine Sonde zum Messen der Quote oder Rate von Materialverlust aus einem festen Körper geschaffen, die gekennzeichnet ist durch eine Einrichtung zum Anbringen eines Coupons aus radioaktivem Material bündig mit einer Oberfläche eines Körpers, dessen Materialverlustquote zu überwachen ist, durch eine Einrichtung zum Positionieren eines Strahlungsdetektors so, daß er ionisierende Strahlung aus dem Coupon empfängt, durch eine Einrichtung zum Vorsehen einer Bezugsquelle für ionisierende Strahlung von bekannter Intensität und durch eine Einrichtung, die den Strahlungsdetektor abwechselnd der ionisierenden Strahlung aus dem Coupon und derjenigen aus der Bezugsquelle für ionisierende Strahlung aussetzt.

Die Einrichtung, die den Strahlungsdetektor dbwechsend der ionisierenden Strahlung aus dem Coupon und derjenigen aus der Bezugsquelle für ionisierende Strahlung aussetzt, kann einen Halter für eine kleine Menge von Radioaktivität und eine Einrichtung zum Bewegen des Halters zwischen einer ersten Stellung, in der er gegenüber dem Strahlungsdetektor abgeschirmt ist, und einer zweiten Stellung, in der ionisierende Strahlung auf den Strahlungsdetektor fallen kann, aufweisen. Alternativ kann die Bezugsquelle in einer ortsfesten Stellung verbleiben, während die Blende dazu verwendet werden kann, sie abzuschirmen oder der Strahlung auszusetzen

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt und Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Ausführungsform nach Fig. 1.

Nach der Zeichnung hat eine bündig eingebaute Dünnschi chtaktivierungs-KorrosionsÜberwachungssonde einen Meßkopf 1, bekannt als Coupon, von dem mindestens die eine Oberfläche 2 bis zu einer genau definierten Tiefe über einen Flächenbereich radioaktiv gemacht ist, um eine y-Strahlenquel1e 2' zu bilden, indem sie mit einem Strahl von Hochenergiestrahlung beschossen wird. Der Coupon besteht aus dem gleichen Material wie eine Rohrleitung 3, deren Korrosion gemessen werden soll. Der Coupon 1 ist am einen Ende eines Hohlstopfens 4 angebracht, der seinerseits in die Wand 5 der Rohrleitung 3 mittels eines Zugangsfittings 6 eingebaut ist, das an der Wand 5 der Rohrleitung 3 befestigt ist. Eine Druckdichtung 7 ist im Hohlstopfen 4 vorgesehen, um einen Strömungsmittelverlust aus der Rohrleitung zu verhindern.

Die Dimensionen des Hohlstopfens 4 und des Zugangsfittings 6 sind so gewählt, daß im zusammengebauten Zustand die freie Oberfläche 2 des Coupons 1 mit der Innenoberfläche der Wand 5 der Rohrleitung 3 bündig abschließt. Im Innern des Hohlstopfens 4 befindet sich eine Detektoreinheit 8, die aus einem zylindrischen Gehäuse 9 besteht, das an einem weiteren Gehäuse 10 sitzt, in welchem sich ein Photoverstärker bzw. Sekundärelektronenvervielfacher und die zugehörige Elektronik (nicht dargestellt) befinden. Das Gehäuse 9 erstreckt sich bis zum Boden des Hohlstopfens 4 und ist darin drehbar. Die Stellung des Gehäuses wird durch einen Zapfen 11 angezeigt und kontrolliert, der vom Gehäuse 10 absteht und den Detektor 13 in jeder von zwei Meßstellungen lokalisiert. An dem dem Gehäuse 10 abge-

legenen Ende des Gehäuses 9 befinden sich eine halbrunde Bleiblende 12, ein y-Strahlendetektor 13 vom Szinti11ationstyp und eine Lichtführung 14, die so angeordnet ist, daß sie Licht vom Szintillationsdetektor 12 zum Photoverstärker fördert. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist in die der Strahlung nicht ausgesetzte Oberfläche des Coupons 1 eine Quelle 16 für y-Strahlen von bekannter Intensität eingesetzt. Es ist vorteilhaft, wenn bei den beiden Quellen 2¹ und 16 das gleiche Radioisotop verwendet wird. Das Detektorgehäuse 9 ist so angeordnet, daß in der einen Stellung des Gehäuses 9 der Szintillationsdetektor 13 gegenüber den y-Strahlen der /-Strahlenquelle 16 durch die Bleiblende 12 abgeschirmt und den y-Strahlen der Quelle 2¹ ausgesetzt ist und umgekehrt in der anderen Stellung.

Bei Gebrauch wird die y-Strahl eni ntens i tat durch den Szintillationsdetektor 13 gemessen, während jede y-Strahl en quelle abgeschirmt ist, und dann, wenn sie freigegeben ist, wobei auf diese Weise Störeffekte innerhalb der Detektoreinheit eliminiert werden können und eine absolute Messung des Verlustes an radioaktivem Material aus der Oberfläche 2 des Coupons 1 ausgeführt werden kann.

Der Hohlstopfen 4 kann aus einer Anzahl von zusammengepaßten Einzelteilen anstatt aus einem einzelnen Körper hergestellt werden, so daß er mit unterschiedlichen Zugangsfittinqs 6 verwendet werden kann. In diesem Fall kann es notwendig sein, den Lokalisierungszapfen 11 durch eine Lokalisierungsvorrichtung zu ersetzen, die am Hohlstopfen unten statt oben wirksam ist.

Bei Gebrauch in feuergefährlicher Umgebung, wo ohnehin ein hoher Sicherheitsgrad erforderlich ist, kann die Lichtführung 14 durch ein faseroptisches Bündel ersetzt und die Detektoreinheit 8 in einen Bereich außerhalb der feuergefährlichen Umgebung verlegt werden.

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Claims (4)

Patentansprüche

1. Sonde zum Messen der Quote von Materialverlust aus einem festen Körper, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (4, 6) zum Anbringen eines Coupons (1) aus radioaktivem Material bündig mit einer Oberfläche eines Körpers (3, 5), dessen Materialverlustquote zu überwachen ist, durch eine Einrichtung (9) zum Positionieren eines Strahlungsdetektors (13) so, daß er ionisierende Strahlung aus dem Coupon (1) empfängt, durch eine Einrichtung zum Vorsehen einer Bezugsquelle (16) für ionisierende Strahlung von bekannter Intensität und durch eine Einrichtung (11, 12), die den Strahlungsdetektor (13) abwechselnd der ionisierenden Strahlung aus dem Coupon (1) und derjenigen aus der Bezugsquelle (16) für ionisierende Strahlung aussetzt.

2. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Einrichtung, die den Strahlungsdetektor abwechselnd der ionisierenden Strahlung aus dem Coupon und derjenigen aus der Bezugsquelle für ionisierende Strahlung aussetzt, einen Halter für eine kleine Menge von Radioaktivität und eine Einrichtung zum Bewegen des Halters zwischen einer ersten Stellung, in der er gegenüber dem Strahlungsdetektor abgeschirmt ist, und einer zweiten Stellung, in der ionisierende Strahlung auf den Strahlungsdetektor fallen kann, aufweist.

3. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsquelle (16) in ihrer Stellung ortsfest ist und daß eine Blende (12) und eine Einrichtung (9, 10, 11)

zum Bewegen der Blende (12) aus einer ersten Stellung, in welcher der Strahlungsdetektor (13) gegenüber der durch die Bezugsquelle (16) ausgesandten Strahlung abgeschirmt ist, in eine zweite Stellung, in welcher der Strahlungsdetektor (13) der durch die Bezugsquelle (16) ausgesandten Strahlung ausgesetzt ist, vorgesehen sind.

4. Sonde nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ionisierende Strahlung ^-Strahlen sind und daß der Strahlungsdetektor (13) ein Szintillationsdetektor ist.