Файл: Месенжник Я.З. Кабели для нефтегазовой промышленности.pdf

всей вероятности, и ускоритель коаксиального типа, разра­ ботанный под руководством С. В. Стародубцева и В. А. Муминовым с сотр. [140]. В настоящее время энергия ускорителя составляет 250 кэв. Ускоритель снабжен отдающим и при­ емным устройствами и применяется для облучения опытных жил с тонкостенной (до 0,3 мм) изоляцией. Увеличение энергии ускорителя расширит возможности его применения.

отрицательное высокое напряжение (в данном случае 250 кв)

0,5 ма. Параметры вольфрамовых нитей рассчитаны на

232

эмиссионный ток в 2 0 0 ма (предельный ток питающего вы­

ходимость многократных (несколько десятков) протяжек изолированной жилы для постепенного набора оптимальной дозы, в противном случае при очень малой скорости про­ хождения под пучком сильный радиационный разогрев при­ водит к необратимой деформации тонкостенной изоляции еще задолго до ее сшивания.

Для сохранения в облучательной трубке необходимого вакуума жила должна протягиваться через уплотнительные устройства (обжимающие фильеры). Поэтому колебания диаметра жилы по изоляции должны быть сведены к мини­ муму. Заданный вакуум в трубке при прочих равных ус­ ловиях можно сохранить в случае применения обжимающих фильер с автоматическим поддержанием необходимой сте­ пени уплотнения. Поскольку при прохождении через уп­ лотнительное устройство увеличивается нагрузка на жилу, она должна обладать определенным запасом упругого уд­ линения и разрывной прочности, а повышение температуры

ляция жил первых опытных кабелей для геофизических ис­ следований облучалась на установке Обнинского филиала НИФХИ им. Л. Я. Кариоза (РХА-І, рис. 37).

Облучатель формируется в виде двух соосных цилин­ дров. Между ними находится кольцевой цилиндрический аппарат со средним диаметром 89 см, в который вставля­ ется катушка 2 с намотанной на нее изолированной жилой /. Эта емкость герметизируется и после вакуумирования за­ полняется инертным газом—аргоном или гелием. Максималь­ ная толщина намотки жилы составляет 13 см, высота—110 см. Препараты 4 Со-60 перемещаются в трубках-облучателях 5 пневматически при помощи поршней 6. Поле мощности пог­ лощенных доз по периметру аппарата выравнивается за счет частичного экранирования средней части источников свин­ цовыми фильтрами и вращения аппарата вокруг своей оси со скоростью 2 об/мин. Средняя мощность поглощенной дозы составляет 50 р/сек, к. п. д.—13%, что соответствует про­ изводительности установки 0,7 кг изделия в час.

233

Рис. 37. Аппарат для сшивания полиэтиленовой изоляции кабеля на базе установки „КП-200“:

Для предотвращения радиационного окисления облуче­ ние производилось в среде аргона. Перед облучением ап­ парат вместе с загруженной в него жилой „промывался“ аргоном путем последовательного трехкратного вакуумиро­ вания и заполнения аргоном. После промывки его заполня­ ли аргоном до избыточного давления 0,3 ати. Поскольку во время облучения выделяется большое количество газо­ образных продуктов радиолиза, в основном водорода (до 160 л-сутки), через каждые 1 2 час. работы установки из аппарата откачивали аргон-водородную смесь и затем снова заполняли аргоном до избыточного давления 0,3 ати [16]. Облучение жилы до дозы 140 Мрад±10% продолжалось

610час.

Врезультате работ, проведенных ИЯФ АН УзССР в сод­ ружестве с ТашНИКИ и з-дом „Ташкенткабель“, разрабо­ тана технология облучения больших длин кабеля и в ИЯФ смонтирован РХА на основе изотопной установки.

Установка ИЯФ АН УзССР—водозащищенная. После из­ лучения создается 50 источниками Со-60 с общей актив­ ностью около 358 кг—же радия1, составленными в цилин­ дрическую обойму из нержавеющей стали толщиной 2 мм,

высотой 45 см и внутренним диаметром 13 см. Мощность

1 На март 1965 г.

234

дозы в центральном канале составляла около 2 000 рад',сек. Катушка с кабелем высотой 90 см помещается под колокол, вода из которого вытесняется поступающим под давлением инертным газом (гелием). Колокол с катушкой опускали в колодец так, чтобы цилиндр с источником оказался внутри катушки. кГак показали проведенные в ИЯФ АН УзССР ис­ следования, в этом случае все же происходит заметное окис­ ление изоляции (определяемое по инфракрасным спектрам), видимо, вследствие того, что облучение производили над открытой поверхностью воды колодца и карбонильные груп-

Рис. 38. Схема водозащищенной изотопной установки для сшивания изоляции каротажных кабелей:

1—осевой капал; 2 - катушка; 3—Со-60; 4 —облучаемая жила; 5—герметичная камера^ tf-инертный газ; 7—потопляющий груз.

<05

пы образовались за счет радиолиза паров воды, находящихся на поверхности полиэтилена. Поэтому в дальнейшем облу­ чение изоляции проводили в герметической рабочей каме­ ре, заполненной инертным газом (рис. 38).

Исследования дозиметрических (ИЯФАН УзССР), элек­ трофизических и термомеханических (ТашНИКИ) характе­ ристик изоляции различных слоев жилы, снятых с катушки после ее облучения, свидетельствуют о сильной неравно­ мерности поглощенной дозы в продольном и радиальном направлениях. Неравномерность облучения по радиусу ка­ тушки значительно влияет на термомеханические характе­ ристики изоляции. Термомеханическая характеристика 11-го слоя жилы, наиболее удаленного от обоймы с источниками Со-60, мало отличается от аналогичной характеристики не­ облученной изоляции (см. рис. 30, г). Неравномерность до­ зы, поглощенной изоляцией различных витков жилы, а так­ же в пределах одного витка, обусловлена как особенностью изодозного поля облучателя и связанным с ней различием температурных условий облучения жилы вдоль длины ка­ тушки и в радиальном направлении, так и суперпозицией рассеянных вторичных 8-электронов и ^-квантов.

При облучении в контакте материалов с различными атомными номерами (например, гетерогенная система ж илаизоляция) вторичные 8-электроны и ^-кванты, рожден­ ные в более тяжелом материале, увеличивают поглощенную

236

расположения кобальтовых источников по высоте. В этом слу­ чае облучается половина катушки с максимумом мощности дозы у нижнего торца. Во второй стадии в таком же поло­ жении облучается другая половина катушки. Неоднород­ ность поглощенных доз по длине катушки может быть све­ дена к минимуму вариацией глубины погружения аппарата относительно расположения источников.

Заданную (минимальную) неравномерность поглощенных доз по слоям (в радиальном направлении катушки) можно обеспечить определенной толщиной намотки, т. е. количест­ вом слоев. При толщине до 50 мм существенный вклад в выравнивание картины дозного поля вносит рассеянное из­ лучение. Поэтому при рабочей толщине намотки, не превы­ шающей 30 мм, ИЯФ АН УзССР рекомендует производить балластную подмотку проводом или другим рассеивающим материалом. В случае облучения больших строительных длин жил, когда толщина намотки превышает 50 мм, вы­ равнивание радиального поля поглощенных доз достигается перемоткой облучаемой жилы перед очередным этапом об­ лучения (последний виток становится первым), т. е. произ­ водится дополнительное облучение верхних (недооблученных) слоев, намотанных на новую катушку первыми и т. д.

Таким образом, в этом случае технологический процесс облучения состоит из 5 этапов: 1) облучение половины ка­ тушки; 2) поворот катушки на 180° и облучение ее второй половины; 3) перемотка жилы на другую катушку; 4) пов­ торное облучение половины катушки;5) повторное облуче­

237