Радиационный контроль в нефтегазовом комплексе. Учебное пособие

УДК 539.163

Григорьев Е.И., Кондратенко С.Г. Радиационный контроль в нефтегазовом комплексе: Учеб. пособие. — М.: АСМС, 2010.

— 34 с.

Учебное пособие предназначено для специалистов нефтяной и газовой отраслей, повышающих квалификацию в АСМС на кафедре «Физико-технические и радиотехнические измерения» по специализациям «Радиационный контроль» и «Экологический контроль и контроль безопасности по радиационным параметрам».

В учебное пособие включены следующие разделы: основные положения организации радиационного контроля на предприятиях нефтегазового комплекса (НГК), радиационный контроль на предприятиях нефтегазового комплекса, дозиметрический контроль на предприятиях нефтегазового комплекса, методы измерений и оценки неопределенности результатов измерений.

© АСМС, 2010

2

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ РАДИАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ

В НЕФТЕГАЗОВОМ КОМПЛЕКСЕ

1.1. Физические и технические основы радиационного контроля в нефтегазовом комплексе

При добыче полезных ископаемых из недр земли чаще всего происходит накопление природных радионуклидов (ПРН) в отходах или (и) в используемом оборудовании. При добыче нефти и газа, а также при их переработке и транспортировке накопление ПРН приводит к радиоактивному загрязнению оборудования, территорий и помещений. Основным источником поступления из недр при этом являются радионуклиды семейств урана и тория, а также калий-40.

Семейство урана начинается с изотопа U-238 и кончается стабильным изотопом свинца Pb-206. Схема семейства представлена в табл. 1.

Таблица 1. Семейство урана-238

3

Семейство тория начинается с изотопа Th-232 и кончается изотопом свинца Pb-208. Схема семейства представлена в табл. 2.

Таблица 2. Схема семейства тория

Калий-40 — бета-активный радионуклид. Период полураспада 1,26·109 лет. Содержание в естественной смеси изотопов калия

0,01 %.

В процессе добычи, переработки, транспортировки эти радионуклиды могут осаждаться на технологическом оборудовании, в рабочих помещениях, территориях предприятий, в трубопроводах. При этом их концентрации могут достигать уровней, при которых возможно облучение работников организаций, а иногда и населения. Возможно также их рассеяние в среду обитания людей. Все это в соответствии с законодательством обязывает осуществлять дозиметрический и радиометрический контроль на объектах нефтегазового комплекса (НГК).

Необходимо также учитывать, что из нефти и газа получают достаточно широкий ассортимент продуктов. Население, как правило, непосредственно с нефтью и газом, извлеченными на поверхность, не контактирует. Контакт населения с радиоактивны-

4

ми веществами, загрязняющими нефть и газ, возможен после того, как из данного сырья будет изготовлен конечный продукт: различные виды топлива, консистентные смазки, масла, дорожностроительные материалы, кормовые белки, фармацевтические препараты, продукты парфюмерии, концентрированные удобрения, лаки, краски, моющие средства, разнообразные предметы бытового назначения и т.д. Исключение составляет бытовой газ, поступающий непосредственно в жилые помещения.

Поэтому с точки зрения охраны здоровья населения нормированию должно подлежать содержание радиоактивных веществ в конкретных видах готовой продукции, а не в исходном сырье. Однако для практических целей, в первую очередь для проектных организаций, необходимы нормативы допустимого содержания радиоактивных веществ непосредственно в нефти и газе.

Источниками производственного облучения работников организаций НГК могут быть промысловые воды, загрязненные ПРН территории нефтегазодобывающих и перерабатывающих предприятий, различные отложения с высоким содержанием ПРН на технологическом оборудовании и поверхностях рабочих помещений, производственная пыль с высоким содержанием ПРН в воздухе (очистка оборудования, резка труб и другого технологического оборудования и др.), различные производственные отходы. Источниками облучения могут быть также загрязненные транспортные средства и технологическое оборудование, которое направляется в ремонт, места хранения. При некоторых технологических процессах в воздух могут поступать изотопы радона Rn-222 и Rn-220, а также образующиеся из них короткоживущие дочерние продукты (например, при очистке буллитов и РВС, ремонте технологического оборудования). В некоторых случаях источником внешнего облучения могут оказаться используемые баллоны со сжиженным газом. При высоких концентрациях радона в газе источниками гамма-излучения становятся дочерние продукты радона Pb-214 и Bi-214.

Для радиационной безопасности населения и работников организаций НГК прежде всего необходимо обеспечить непревышение пределов индивидуальных эффективных доз облучения работников и критических групп населения природными источниками излучения. Поэтому еще на стадии проектирования объектов НГК нужно предусмотреть требования по обращению

5

с производственными отходами с повышенным содержанием ПРН, а также вопросы восстановления территории объектов после вывода их из эксплуатации (консервации). Важным также является ограничение поступления ПРН в среду обитания людей.

Уровни облучения работников и населения, а также загрязнения среды во многом определяются удельной активностью ПРН в отходах. Доза облучения зависит также от продолжительности работы с отходами и их физико-химического состояния, запыленности воздуха, длительности контакта населения с отходами.

По уровню радиационной безопасности населения и работников организаций НГК, по ограничению загрязнения среды и планированию видов и объема радиационного контроля производственные отходы условно делятся по эффективной удельной активности природных радионуклидов (А_эфф) на три категории (табл. 3).

Таблица 3. Категории производственных отходов предприятий НГК

Примечание: Мощность дозы гамма-излучения принято измерять на расстоянии 0,1 м от поверхности отходов. Расчетные значения Д по табл. 3 соответствуют верхним граничным значениям А_эфф для отходов разной категории. Производственные отходы с повышенным содержанием ПРН допускается выявлять по мощности дозы гамма-излучения на поверхности.

Установление категорий отходов должно осуществляться гамма-спектрометрическими методами.

Сбор, временное хранение, транспортировка и захоронение на свалках общепромышленных отходов по радиационному фактору отходов I категории осуществляются без ограничений.

6

При работе с производственными отходами II категории (сбор, временное хранение, транспортировка, переработка, захоронение) необходимо обеспечивать соблюдение дозовых пределов облучения работников организаций и населения (СП 2.6.1.758–99, НРБ–99). На обращение с производственными отходами II категории оформляется санитарно-эпидемиологическое заключение органов Госсанэпиднадзора о соответствии обращения санитарным правилам.

Обращение с производственными отходами III категории производится в соответствии с требованиями раздела 3.12 СП 2.6.1.799–99 (ОСПОРБ–99) по обращению с низкоактивными радиоактивными отходами.

1.2.Критерии обеспечения радиационной безопасности

ворганизациях нефтегазового комплекса

Основными задачами радиационного контроля на объектах НГК являются обеспечение радиационной безопасности работников организаций нефтегазовой отрасли, а также безопасности населения, проживающего в зоне воздействия организаций, и обеспечение радиационной безопасности условий сбора, временного хранения, использования, транспортировки и утилизации (захоронения) производственных отходов организаций нефтегазовой отрасли.

Дозы облучения работников при обращении с производственными отходами зависят от удельной активности ПРН, вида и количества отходов на рабочем месте, продолжительности работы с ними, запыленности воздуха в зоне дыхания и ряда других параметров.

Дозы облучения населения за счет деятельности предприятий НГК зависят от возможности и длительности контакта населения с отходами, удельной активности ПРН в производственных отходах, интенсивности поступления природных радионуклидов в среду обитания людей и т.п.

В основном суммарная эффективная доза производственного облучения работников организаций формируется за счет внешнего облучения от гамма-излучения ПРН, внутреннего облучения от ингаляционного поступления изотопов радона и их короткоживущих дочерних продуктов, внутреннего облучения от инга-

7

ляционного поступления ПРН с производственной пылью, внутреннего облучения при заглатывании изотопов ПРН с пищей и питьевой водой, а также при попадании их на кожу.

Индивидуальная годовая эффективная доза облучения работников организаций НГК не должна превышать 5 мЗв/год (п. 4.1

НРБ–99).

При воздействии каждого из радиационных факторов в отдельности при продолжительности работы 2000 часов в год и средней скорости дыхания работников 1,2 м3/ч достижение эффективной дозы в 5 мЗв/год равносильно: мощности эффективной дозы гамма-излучения на рабочем месте 2,5 мкЗв/ч, или эквивалентной равновесной объемной активности (ЭРОА) радона в воздухе зоны дыхания 310 Бк/м3, или удельной активности в производственной пыли U-238 в радиоактивном равновесии с членами своего ряда 40/f кБк/кг, где f — среднегодовая общая запыленность воздуха в зоне дыхания работников, мг/м3, или удельной активности в производственной пыли Th-232 в радиоактивном равновесии с членами своего ряда 27/f кБк/кг.

При одновременном воздействии на рабочих местах нескольких радиационных факторов должно выполняться следующее условие: сумма отношений величины воздействующих факторов к приведенным выше значениям не должна превышать 1.

Если работники получают дозу облучения более 1 мЗв/год, то они относятся к лицам, подвергающимся повышенному производственному облучению природными источниками излучения.

Если индивидуальные годовые эффективные дозы облучения всех работников организации не превышают 1 мЗв/год, то дальнейший радиационный контроль на предприятии не является обязательным.

Также дальнейший радиационный контроль становится не обязательным, если по результатам первичного обследования удельная активность ПРН не превысила 1,5 Бк/кг.

Однако при существенном изменении характеристик технологических процессов, которые могут привести к увеличению уровней облучения работников, следует провести их повторное обследование.

Для работников, дозы облучения которых находятся в пределах от 1 до 2 мЗв/год, устанавливается периодический радиационный контроль рабочих мест с наибольшими уровнями облучения.

8

Если индивидуальные годовые эффективные дозы облучения работников превышают 2 мЗв/год, но не превышают 5 мЗв/год, то для них устанавливается постоянный радиационный контроль и осуществляются мероприятия по снижению доз облучения. Порядок, объем и периодичность производственного радиационного контроля, а также план мероприятий по снижению уровней облучения работников устанавливаются в программе производственного контроля, которая должна быть согласована с главным врачом (его заместителем) территориального центра Госсанэпиднадзора и утверждена руководителем организации.

При установлении превышения производственного облучения работников природными источниками в 5 мЗв/год руководитель организации должен принять все необходимые меры по снижению облучения работников.

При невозможности оперативного снижения уровней облучения работников ниже установленного норматива допускается временно, по согласованию с органами Госсанэпиднадзора, приравнивать соответствующих работников организации по условиям труда к персоналу группы А, работающему с техногенными источниками ионизирующего излучения.

Если по результатам радиационного контроля установлено, что на предприятии имеются или образуются производственные отходы II категории или выше, то на предприятии разрабатывается порядок обращения с производственными отходами с повышенным содержанием природных радионуклидов. В документе устанавливаются условия и способы их сбора, хранения, использования, обезвреживания, транспортировки и захоронения, на которые оформляется санитарно-эпидемиологическое заключение органов Госсанэпиднадзора о соответствии их санитарным правилам.

Радиационная безопасность населения при обращении с производственными отходами предприятий НГК оценивается по значению годовой эффективной дозы облучения критической группы населения. Группа должна состоять не менее чем из 10 человек и быть однородна по одному или нескольким признакам — полу, возрасту, социальным или профессиональным условиям, месту проживания, рациону питания.

Оценка радиационной обстановки на предприятиях и объектах НГК производится по данным радиационного контроля, в том

9

числе производственного радиационного контроля, с учетом доз производственного облучения работников природными источниками излучения, а также категории производственных отходов и их объемов.

Основными документами, характеризующими состояние радиационной безопасности, являются радиационно-гигиенические паспорта организаций НГК. Ежегодное ведение таких паспортов позволяет получать объективную информацию о воздействии радиационного фактора на работников организаций и население. В паспорт вносятся также уровни загрязнения объектов среды обитания людей природными радионуклидами.

Ежегодное заполнение (ведение) радиационно-гигиенических паспортов организаций НГК по типовым формам, утвержденным в установленном порядке, является обязательным для организаций, на которых имеются или образуются в процессе их деятельности производственные отходы III категории.

2. РАДИОМЕТРИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ НА ПРЕДПРЯТИЯХ НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА

2.1. Общие положения

Радиометрический контроль необходим для обеспечения радиационной безопасности от внешнего гамма-излучения работников предприятий и населения посредством измерений активности ПРН.

Контролю подлежат твердые, сыпучие, вязкие и жидкие отходы на всех этапах обращения (сбор, складирование, хранение, переработка, использование, захоронение).

При радиометрическом контроле осуществляются отбор проб из разных видов отходов, приготовление из них счетных образцов и измерение контролируемых характеристик отходов. Для этого необходимо установить:

правила пробоотбора для разных видов отходов; правила приготовления счетных образцов из отобранных

проб для радиометрических измерений; измеряемые и контролируемые характеристики отходов, кон-

трольные уровни; способы измерения удельной активности радионуклидов

10