SU569204A1 - Способ измерени толщины футеровки тепловых агрегатов - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к области металлургии , а именно к способам определени  толщины футеровки тепловых агрегатов, например сталеплавительных печей, в процессе их эксплуатации . Оно также может использовано дл  измерени  степени износа футеровки тепловых агрегатов, примен емых в керамической, сроительной и химической отрасл х промышленности .

Известен способ измерени  толщины футеровки тепловых агрегатов , в частности сталеплавительных печей, в процессе их службы путем закладывани  в определенных точках по толщине футеровки ампул с радисйктивным веществом и определени  интенсивности исвшзирующего излучени  при помощи детектора, установленного на поверхности футеровки, либо определени  радиоактивности в пробах металла или щлака 1.

По этому способу по мере износа футеровки происходит выпадение ампул с радиоактивным веществом во внутреннюю часть печи, что вызывает уменьщение интенсивности ионизирующего излучени  на поверхности футеровки и

по вление радиоактивности в пробах металла или шлака. Это позвол ет определ ть степень износа футеровки..

Недостатком этого способа  вл етс  загр знение металла или шлака радиоактивным веществом , что приводит к посто нному облучению обслз   ивающего персонала.

Л

Кроме того этим способом можно определ ть степень износа фзггеровки лишь в местах расположени  ампул, а толщину остальных участков футеровки измерить невозможно.

Другим недостапсом известного способа  вл етс  невысока  точность измерени  толщины футеровки и вследствие диффузии ра5 диоактивного вещества из ампул в материал футеровки при высоких температурах.

Эти недостатки отсзтгствуют в способе из .мерени  толщины футеровки тепловых агретатов путем облучени  футеровки источником

f быстрых нейтронов и определени  интенсивности потока отраженного материалом футеровки ионизирующего излучени  при помощи детектора; при этом толщину футеровки определ гот по интенсивности потока возникающего радиоационного излучени  2. Одннм из недостатков такого способа  вл етс  то, что проход щее сквозь футеровку к детектору -излучение в значительной мере погдощаетс  материалом футеровки. Это не дает возможности измерени  футеровки большой толщины и обуславливает низкую . точность измерени . Дл  достижени  достаточной точности измерени  необходим источник нейтронов большой активности, создающий на поверхности футбровки плотность потока нейтронов 10 - 10 нейтр/см, что ведет к усложнению оборудовани  и необходимости применени  громоздких защитных экранов. Кроме того, дл  измерени /Jf-излучени  в заданных интервалах энергии необходимы ампл тудный анализатор и спектрометрический -де тектор, дл  надежной работы которого необходимо поддерЖ1шать определенную температуру, что представл ет сложную задачу при размещении ЗГ-детектора на поверхности футеровки. Цель изобретени  - расщирение диапазона измерени  толщины футеровок и увеличение точности измерений. Это достигаетс  тем, что по предлагаемому способу iiOTOK быстрых нейтронов направл ют перпендикул рно к поверхности футеровки через конический коллиматор, измер ют поток замедленных материалом футеровки нейтронов детектором с коническим коллиматором, причем рассто ние между источником быстрых нейтронов и детектором выбирают таким, чтоб его отношение к толщине футеровки было (2-5) :5. Угол при верщине конических коллиматоров выбирают от 120 до 160 дл  источника нейтронов и от 80 до детектора . В огнеупорных материалах, содержащих та кие элементы, как магний, алюминий, кремний хром, цирконий и кислород,  дра которых обладают небольшим сечением захвата нейтронов разлшшых энергий, проникающа  способность нейтронов значительно больше проникающей способности тр -квантов. Это позвол ет проводить юмерени  футеровок большой толщины с высокой точностью при плотности потока быстрых нейтронов 10 - 10 нейтр/см с Ограничение пучка быстрых нейтронов телесным углом от 120 до 160° и потока нейтр нов, вход щих в детектор, углом от 80 до 16 обеспечивает оптимальную зависимость количес тва попадающих в детектор тепловых и надтепловых нейтронов от изменени  толщины футеровки в процессе износа и, тем самым, высокую точность измерени . Увеличение этих углов больше указанных значений приводит к уменьшению общего числа поступающих в детектор нейтронов и к увеличению погрешности при измерении. Отнощение рассто ни  между источником быстрых нейтронов и детектором к первоначальной толщине футеровки, равное (2-5) :5, обеспечивает необходимую точность измерени  футеровки обычной дл  тепловых агрегатов толщины. Чрезмерное увеличение этого отношени  ведет к снижению точности измерени  за счет увеличени  среднего пути прохождени  нейтр(ша в футеровке и уменьшени  вследствие того энергии значительного количества нейтронов ниже тепловой, которые поэтому не регистрируютс  детектором. С другой стороны, при слишком малом рассто нии между источником быстрых нейтронов и детектором быстрые нейтроны, вследствие уменьшени  среднего пути их прохождени  в футеровке , не замедл ютс  до тепловых и надтепловых энергий и также не регистрируютс  детектором ., На чертеже представлена схема измерени  толщины футеровки по предлагаемому способу . Облучение огнеупорной футеровки 1, заключенной в металлический кожух 2 теплового агрегата, осуществл ют потоком быстрых не рбнов , испускаемых источником 3, который помещен в контейнер 4 из композиционного мате1 иала , обеспечивающего поглощение быстрых нейтронов. Коллимационное отверстие контейнера 4 обеспечивает направление пучка нейтронов , расход щегос  в телесном угле oL, равным 120 , перпендикул рно к поверхности футеровки. Дл  создани  потока быстрых нейтронов 0,5 «10 нейтр/см .с используют полонийбериллиевый источник с потоком нейтронов 5 10 нейтр/с. Средн   энерги  нейтронов такого источника составл ет 4,3 МзВ. Интенсивность потока тепловых и надтепловых нейтронов, образующихс  в результате замедлени  быстрых нейтронов материалом футеровки 1, измер ют детектором 5, включающим счетчик нейтронов типа СНМ-16 и дополнительный замедлитель 6 надтепловых нейтронов до тепловых. Детектор 5 помещен в кожух 7, вьшолненный из материала поглощающего медленные нейтроны. Коллимационное отверстие кожуха обеспечивает поступление в детектор 5 потока тепловых и надтепловых нейтронов в телесном угле , равным 60 В этом примере рассто ние h между источником 3 и детектором 5 равно 30 см, а исходна  максимальна  толщина t футеровки 1. равна 45 см. В процессе службы теплового агрегата толщина футеровки вследствие ее юноса постепенно уменьшаетс  и соответственно уменьшаетс  количество тепловых и надтепловых нейтронов, регистрируемых детектором

Claims (1)

1. Формула изобретения