KR20150116696A - 에이치빔 용접부 전용 방사선투과검사 촬영장치 - Google Patents

에이치빔 용접부 전용 방사선투과검사 촬영장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 용접부 방사선투과검사(γ-ray) 촬영장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 H-빔의 용접부 상에서 용접부를 따라 이동하면서 용접부를 방사선 촬영할 수 있도록 구성된 용접부 방사선투과검사(γ-ray) 촬영장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 용접부 방사선투과검사(γ-ray) 촬영장치는 방사선원이 보관되는 감마선 조사기와, 상기 감마선 조사기로부터 상기 방사선원을 공급받는 텅스텐 콜리메타와, 상기 텅스텐 콜리메타를 내부에 감싸도록 설치된 콜리메타 차폐체와, 상기 감사선 조사기와 콜리메타를 일정한 높이에서 지지하면서 용접부를 따라 이동하는 카트를 포함한다. 그리고 상기 카트는 상기 감마선 조사기와 콜리메타 차폐체를 지지하는 상판과, 상기 상판으로부터 하방으로 연장된 복수개의 측면 차폐판과, 상기 측면 차폐판 일부에 지지되어 고정된 복수개의 바퀴로 구성된다.

Description

에이치빔 용접부 전용 방사선투과검사 촬영장치 {radiography apparatus for welding part}
본 발명은 H-BEAM 용접부 전용 방사선투과검사(γ-ray) 촬영장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 H-BEAM의 용접부 상에서 용접부를 따라 이동하면서 용접부를 방사선 촬영할 수 있도록 구성된 H-BEAM 용접부 전용 방사선투과검사(γ-ray) 촬영장치에 관한 것이다.
일반적으로, 원자핵은 양성자와 중성자로 이루어져 있다. 양성자와 중성자가 결합하여 원자핵을 형성할 때는 양성자와 중성자의 비율에 의해 안정한 원자핵이 만들어지기도 하고 불안정한 원자핵이 만들어지기도 한다. 불안정한 원자핵은 양성자 두 개와 중성자 두 개로 이루어진 알파입자, 전자, 전자기파인 감마선, X선, 중성자 등을 내놓고 안정한 원자핵으로 바뀐다. 어떤 원자핵이 다른 원자핵으로 바뀔 때 내놓는 알파선, 전자, 감마선, X선, 중성자를 방사선이라고 한다. 방사선은 원자핵 주위를 돌고 있는 전자가 내놓는 전자기파보다 에너지가 크기 때문에 훨씬 더 위험하다.
이러한 방사선은 인체에 유해하나, 강한 에너지 때문에 물체의 많은 부분을 관통할 수 있어 환자를 진단하기 위한 의료분야와, 공업분야 비파괴검사 등에 널리 사용되고 있다.
철골 H-빔 등의 제품을 제작시 철판을 용접해 붙여 완성하게 된다. 이러한 용접부위는 외관의 상태만을 관찰하여서는 정확한 상태를 파악할 수 없기 때문에 그 내부의 용접 상태를 파악하여야 한다. 이렇게 용접부의 전체적인 상태를 판정하기 위하여 방사선투과검사(γ-ray) 촬영장치가 사용된다.
방사선투과검사(γ-ray) 촬영장치에서 콜리메타가 사용되는데, 콜리메타에 관한 종래기술로서 대한민국 등록특허공보 등록번호 제 10-0434579호에서는 방사선성 동위원소(Ir-192)를 이용하는 콜리메타에 있어서, 상기 콜리메타를 감싸기 위해 내부에 삽입구를 형성한 납몰딩과, 상기 납몰딩의 일측에 방사성 동위원소를 콜리메타로 주입하기 위하여 연결하는 가이드컨넥터와, 상기 납몰딩의 외주면을 감싸고 있는 하우스와, 상기 하우스의 상부에 형성된 손잡이로 구성되어 상기 콜리메타에서 방사되는 방사선을 차폐해주도록 구성된 것을 특징으로 하는 방사성 동위원소를 이용하는 하우스 콜리메타가 개시되어 있다. 상기 콜리메타는 텅스텐재질로 몸체를 형성하여 내부의 통로를 따라 방사성 동위원소가 유도되어 외부로 방사되면서 용접부 등을 투과하여 용접부의 건전성을 측정하도록 되어 있다.
그러나, 상기 종래기술에 의한 방사선투과검사(γ-ray) 촬영장치는 콜리메타를 한 곳에 고정시킨 다음 촬영을 진행하고 그 다음 위치로 다시 콜리메타를 직접 이송시킨 다음 촬영을 재개해야 하기 때문에 소요되는 시간이 긴 문제점이 있다. 또 콜리메타를 적당한 이송지지체 없이 작업자가 이송시키는 경우에는 새로이 개정된 원자력안전법 시행규칙을 만족시킬 수 없어 아예 작업을 진행할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 철골 H-빔 철판 용접부를 전용으로 촬영하고 용접부를 따라 이동하면서 연속으로 촬영이 가능하며 작업자가 일정거리 이상 떨어진 상태에서 작업을 진행할 수 있도록 구성되어 새로운 법규에 따를 수 있는 용접부 방사선투과검사(γ-ray) 촬영장치를 제공하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 방사선원이 보관되는 감마선 조사기; 상기 감마선 조사기로부터 상기 방사선원을 공급받는 콜리메타; 상기 콜리메타를 내부에 감싸도록 설치된 콜리메타 차폐체; 및 상기 감사선 조사기와 콜리메타를 일정한 높이에서 지지하면서 용접부를 따라 이동하는 카트를 포함하고, 상기 카트는, 상기 감마선 조사기와 콜리메타를 지지하는 상판; 상기 상판으로부터 하방으로 연장된 복수개의 측면 차폐판; 및 상기 측면 차폐판 일부에 지지되어 고정된 복수개의 바퀴;를 포함한다.
바람직하게는, 상기 측면 차폐판에는 눈금이 구비된다.
바람직하게는, 상기 바퀴는 브래킷에 의해 지지되고, 상기 브래킷은 상기 측면 차폐판에 대하여 높이를 조절할 수 있도록 상기 브래킷이 끼워져 조립되는 복수개의 조립홀을 갖는 조립대가 구비된다.
바람직하게는, 상기 카트 상판에는 테두리 부분이 상측으로 연장된 난간이 구비된다.
바람직하게는, 상기 콜리메타는 텅스텐으로 이루어진다.
바람직하게는, 상기 콜리메타와 상기 감마선 조사기를 연결하여 방사선원을 안내하는 가이드 튜브는 폴리우레탄으로 이루어진다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 본 발명에 의한 용접부 방사선투과검사(γ-ray) 촬영장치는 카트 상부에 콜리메타와 감마선 조사기를 함께 설치하고 용접부에 방사선을 조사하여 촬영하게 되기 때문에 연속적으로 신속하게 용접부 촬영이 이루어질 수 있는 효과를 제공한다.
(2) 본 발명에 의한 용접부 방사선투과검사(γ-ray) 촬영장치는 카트를 상판과 측면판으로 이루어진 차폐판으로 구성하여 사용하게 되기 때문에 원자력안전법에서 정한 기준을 충분히 만족할 수 있는 효과를 제공한다.
(3) 본 발명에 의한 용접부 방사선투과검사(γ-ray) 촬영장치는 용접공정이 끝난 후 검사피사체를 다른 공간으로 이동하지 않고 현장에서 직접 검사할 수 있어 빠른 공정관리에도 큰 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명에 의한 용접부 방사선투과검사(γ-ray) 촬영장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 용접부 방사선투과검사(γ-ray) 촬영장치의 콜리메타 일부를 절개하여 확대한 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 용접부 방사선투과검사(γ-ray) 촬영장치의 일부 구성요소인 콜리메타와 가이드 콘넥터 그리고 가이드튜브의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 의한 용접부 방사선투과검사(γ-ray) 촬영장치의 동작을 보여주는 단면도이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접부 방사선 촬영장치(1)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 방사선원이 보관되는 감마선 조사기(20)와, 상기 감마선 조사기(20)로부터 상기 방사선원을 공급받는 콜리메타(33)와, 상기 콜리메타(33)를 내부에 감싸도록 설치된 콜리메타 차폐체(30)와, 상기 감사선 조사기(20)와 콜리메타(33)를 일정한 높이에서 지지하면서 용접부(101)를 따라 이동하는 카트(40)로 구성된다.
여기서, 상기 카트(40)는 상기 감마선 조사기(20)와 콜리메타(33)를 지지하는 상판(41)과, 상기 상판(41)으로부터 하방으로 연장된 복수개의 측면 차폐판(42)과, 상기 측면 차폐판(42) 일부에 지지되어 고정된 복수개의 바퀴(43)로 구성된다.
또, 상기 측면 차폐판(42)에는 눈금(42a)이 구비된다.
또, 상기 바퀴(43)는 브래킷(45)에 의해 지지되고, 상기 브래킷(45)은 상기 측면 차폐판(42)에 대하여 높이를 조절할 수 있도록 상기 브래킷(45)이 끼워져 조립되는 복수개의 조립홀을 갖는 조립대(44)가 구비된다.
또, 상기 카트(40) 상판(41)에는 테두리 부분이 상측으로 연장된 난간(41b)이 구비된다.
또, 상기 콜리메타(33)는 텅스텐으로 이루어진다.
또, 상기 콜리메타(33)와 상기 감마선 조사기(20)를 연결하여 방사선원을 안내하는 가이드 튜브(21)는 폴리우레탄으로 이루어진다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 의한 용접부 방사선투과검사(γ-ray) 촬영장치(1)가 도시되어 있다. 촬영장치(1)는 네 개의 바퀴(43)가 달리 카트(40) 상면에 콜리메타 차폐체(30)와 감마선 조사기(20)가 안착되어 있다.
상기 감마선 조사기(20)에는 방사선원을 조정할 수 있도록 원격조작장치(10)가 연결되어 있다. 조작관(20)에는 상기 방사선원에 연결된 케이블을 조절하여 방사선원을 위치를 조정하게 된다.
상기 카트(40)는 하단에 네 개의 바퀴(43)가 설치되어 바닥에서 사방으로 이송이 가능하다. 상기 카트(40)의 상면으로부터 네 면으로 하측 방향으로 연장되어 상기 차폐판(42)이 구비되어 있는 구성이다. 측정을 위한 부분에는 차폐판(42) 하부의 대상물의 길이를 직관적으로 측정할 수 있도록 눈금(42a)이 새겨져 있다.
상기 카트 차폐판(42)에는 손잡이(42b)가 구비되어 있어, 사용자가 용이하게 운전할 수 있도록 되어 있다.
상기 바퀴(43)는 상술한 바와 같이 각각의 높이를 조절할 수 있도록 구비되어 있다.
상기 차폐판(42)의 상단에는 수평의 상판(41)이 구비되어 상기 감마선 조사기(20)와 콜리메타 차폐체(33)를 지지하도록 되어 있다.
도 2를 참고하면, 카트(40)와 콜리메타 차폐체(30)의 일부를 절개하고, 확대한 도면이다. 확대된 모습을 참고하면, 콜리메타 차폐체(30) 내부에는 텅스텐 콜리메타(33)가 설치되어 있고, 중공연결볼트(34)에 연결되어 있다.
상기 중공연결볼트(34)는 상기 감마선 조사기(20)의 가이드 튜브(21)에 연결되어 있다. 따라서 방사선원은 원격조작장치(10)의 조작에 따라 가이드 튜브(21), 중공연결볼트(34), 그리고 콜리메타(33) 순서로 전후진하며 감마선 조사기(20)으로부터 공급과 복귀가 조정되도록 되어 있다.
상기 콜리메타(33)는 가볍고 차폐성능이 우수한 텅스텐으로 제조된 것을 사용한다.
상기 가이드 튜브(21)는 방사선을 50% 차폐할 수 있는 폴리우레탄으로 되어 있고, 길이는 10cm도 안되도록 하여 방사선원의 가이드 튜브(21)에서의 노출시간을 최소화한다.
상기 콜리메타(33)가 보관되는 콜리메타 차폐체(30)는 외면은 3mm 철판(31)을 사용하여 제작하고 나머지 내부는 납(32)으로 제작한다. 상기 차폐체(30)의 외면은 상술한 바와 같이 3mm 철판으로 구성하되, 전후상하좌우 6면을 모두 차폐하도록 납을 감싸도록 설치된 것이다.
물론 차폐체(30)는 방사선을 하부로 조사할 수 있도록 하부에는 텅스텐 콜리메타(33)와 같은 위치에 조사공이 구비된다. 더불어 상판(41)에도 조사공(41a)이 구비되는 것은 물론이다.
도 3을 참고하면, 텅스텐 콜리메타(33)와 감마선 조사기(20)의 연결구성이 잘 도시되어 있다. 상기 차폐체(30)의 내부에 설치된 텅스텐 콜리메타(33)의 일단에는 중공연결볼트(34)가 연결되고, 상기 중공연결볼트(34) 타단에는 가이드 튜브(21) 일단이 연결된다. 마지막으로 가이드 튜브(21)의 타단에는 감마선 조사기(20)가 연결되어 방사선원이 이동되는 통로가 완성된다.
따라서 상기 방사선원은 상술한 통로를 따라서만 이동하기 때문에 외부로 유출되는 방사선량은 제한된다.
도 4를 참고하면, 본 발명에 의한 용접부 방산선투과검사(γ-ray) 촬영장치(1)의 동작이 잘 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 철골H-빔의 용접부(101)를 따라 카트(40)가 이송된다. 작업 전에 용접부(101) 반대쪽에 필름(200)을 설치해 둔다. 그 다음 감마선 조사기(20)에 연결된 원격조작장치(10)를 조작하여 방사선원을 콜리메타(33)로 이송시킨다.
그러면, 상기 콜리메타(33) 하부로 방사선원이 조사되고 용접부(101)가 촬영되어 필름(200)에 영상으로 표현된다. 작업자는 손잡이(42b)를 이용하여 용접부(101)를 따라 카트(40)를 이동시키면서 용접부(101)의 촬영을 연속적으로 수행하게 된다.
촬영이 끝나면 역시 원격조작장치를 조작하여 방사선원을 감마선 조사기(20)로 회수한다.
방사선원은 감사선 조사기(20) 내부에 있게 되면 외부로 방사선이 거의 완전 차폐되기 때문에 안전성이 있고, 콜리메타(33)로 이송시에는 가이드 튜브(21)에서 약간의 방사선이 조사될 수 있으나 방사선원이 빠르게 콜리메타(33)로 이동하기 때문에 노출시간이 적어 방출 방사선 또한 작게 된다.
따라서 상기 콜리메타(33)에서 방사선이 조사될 때에도 상판(41)과 차폐판(42)에 의해 외부로 방출되는 방사선량은 제한된다.
상기 상판(41)은 철판과 납판으로 차폐판(42)은 납판으로 구성하였다.
상기 카트(40)에는 바퀴(43)가 설치되어 있어, 카트(40)가 안정적으로 이동할 수 있기 때문에 연속적이고 신속한 촬영이 가능하게 된다. 특히 바퀴(43)는 브래킷(45)에 의해 지지되고, 그 브래킷(45)은 조립대(44)의 조립홀에 볼트를 끼워 조립하는 구조이기 때문에 그 높이를 상황에 따라 조절할 수 있도록 되어 있기 때문에 매우 편리하다.
한편, 현재 시행되고 있는 원자력안전법령에 따르면 "고정 설치된 방사선 차폐시설이 없는 곳에서 방사선 작업을 하는 경우 외부 방사선량률이 시간당 10μSv를 초과하는 구역에 대하여 작업장 출입을 관리하고, 시간당 1μSv를 초과하는 구역에 대하여 일반인의 접근 여부를 감시할 것"이라고 되어 있다.
따라서 철골H-빔 제작은 공장 내에서나 샵(shop) 내지 필드(field) 등에서 작업하기 위해서는 감시선량까지 차폐할 수 있는 차폐장치가 필요하다. 본 발명은 이러한 요구를 모두 만족할 수 있는 차폐기능을 갖는 방사선투과검사(γ-ray) 촬영장치인 것이다.
본 발명에 의한 촬영장치에서 적용되어야 할 부품들의 두께를 아래의 수학식1로 표현되는 차폐식에 의해 계산하였다.
Figure pat00001
상기 수식에서의 차폐에 관한 사항과 수치는 아래와 같다.
Figure pat00002
이에 따라, 본 발명에 의한 촬영장치를 사용하게 되면 3m 이내로 감시선량인 1μSv/hr을 넘지 않게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
1 : 용접부 방사선 촬영장치
10 : 원격조작장치 20 : 감사선 조사기
21 : 가이드 튜브 30 : 콜리메타 차폐체
33 : 텅스텐 콜리메타 40 : 카트
41 : 상판 42 : 측면 차폐판
43 : 바퀴 101 : 용접부
200 : 필름

Claims (6)

  1. 방사선원이 보관되는 감마선 조사기;
    상기 감마선 조사기로부터 상기 방사선원을 공급받는 콜리메타;
    상기 콜리메타를 내부에 감싸도록 설치된 콜리메타 차폐체; 및
    상기 감사선 조사기와 콜리메타를 일정한 높이에서 지지하면서 용접부를 따라 이동하는 카트를 포함하고,
    상기 카트는,
    상기 감마선 조사기와 콜리메타를 지지하는 상판;
    상기 상판으로부터 하방으로 연장된 복수개의 측면 차폐판; 및
    상기 측면 차폐판 일부에 지지되어 고정된 복수개의 바퀴;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 에이치빔 용접부 전용 방사선투과검사 촬영장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측면 차폐판에는 눈금이 구비된 것을 특징으로 하는 에이치빔 용접부 전용 방사선투과검사 촬영장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바퀴는 브래킷에 의해 지지되고, 상기 브래킷은 상기 측면 차폐판에 대하여 높이를 조절할 수 있도록 상기 브래킷이 끼워져 조립되는 복수개의 조립홀을 갖는 조립대가 구비된 것을 특징으로 하는 에이치빔 용접부 전용 방사선투과검사 촬영장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 카트 상판에는 테두리 부분이 상측으로 연장된 난간이 구비된 것을 특징으로 하는 에이치빔 용접부 전용 방사선투과검사 촬영장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 콜리메타는 텅스텐으로 이루어진 것을 특징으로 하는 에이치빔 용접부 전용 방사선투과검사 촬영장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 콜리메타와 상기 감마선 조사기를 연결하여 방사선원을 안내하는 가이드 튜브는 폴리우레탄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 에이치빔 용접부 전용 방사선투과검사 촬영장치.
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