ESQUEMA 1
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Ensayos no destructivos
Inspección por emisión acústica Vocabulario
Non-destructive testing - Acoustic emission inspection - Vocabulary
Este esquema está sometido a discu- sión pública. Las observaciones de- ben remitirse fundadas y por escri- to, al Instituto IRAM, Perú 552 / 556 -
(C1068AAB) Buenos Aires antes del 2001-08-13
DOCUMENTO EN ESTUDIO
DE NORMA IRAM 779
Abril de 2001
Prefacio
El Instituto Argentino de Normalización (IRAM) es una asociación civil sin fines de lucro cuyas finalidades específicas, en su carácter de Organismo Argentino de Normalización, son establecer normas técnicas, sin limitaciones en los ámbitos que abarquen, además de propender al conocimiento y la aplicación de la normalización como base de la calidad, promoviendo las actividades de certificación de productos y de sistemas de la calidad en las empresas para brindar seguridad al consumidor.
IRAM es el representante de la Argentina en la International Organization for Standardization (ISO), en la Comisión Panamericana de Normas Técnicas (COPANT) y en la Asociación MERCOSUR de Normalización (AMN).
Esta norma IRAM es el fruto del consenso técnico entre los diversos sectores involucrados, los que a través de sus representantes han intervenido en los Organismos de Estudio de Normas correspondientes.
Índice
0 INTRODUCCIÓN ...4
1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN ...4
2 SIGNIFICADO Y USO...4
3 TÉRMINOS Y DEFINICIONES...4
Anexo A (Informativo) - Términos en castellano correspondientes con los de la norma ISO...10
Anexo B (Informativo) - Bibliografía...12
Anexo C (Informativo) - Integrantes del organismo de estudio ...13 Página
Ensayos no destructivos
Inspección por emisión acústica Vocabulario
0 INTRODUCCIÓN
Esta norma es una compilación de términos para aportar una comprensión o interpretación precisa de la Inspección por Emisión Acústica (EA). Estos términos sirven para asegurar los fundamentos de la tecnología de la emisión acústica.
1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta norma define la terminología usada en la inspección de EA y proporciona una base común para las normas y el uso general.
2 SIGNIFICADO Y USO
Los términos establecidos en esta norma están destinados a ser usados uniformemente y consistentemente en todas las normas de aplicación y en el uso general. Su propósito es el de promover una clara comprensión e interpretación de las normas en las cuales sean usados.
3 TÉRMINOS Y DEFINICIONES
Los términos y definiciones dados a continuación, están ordenados alfabéticamente.
3.1 acoplante. Un material usado como interface entre la estructura y el sensor para mejorar la transmisión de la energía acústica a través de la interface durante el monitoreo de la EA.
3.2 acústica-ultrasónica (AU). Método de examen no destructivo que emplea ondas de tensión mecánica inducidas para detectar y evaluar estados
de defecto difusos, condiciones de daño y variaciones de propiedades mecánicas de una estructura bajo ensayo. El método AU combina aspectos de la EA y análisis de señales con técnicas de caracterización de materiales con ultrasonido.
3.3 amplitud de la señal de EA (ver fig. 1): El pico de tensión de la mayor excursión conseguida por la forma de onda de la señal de un evento de emisión.
3.4 área examinada. La porción de una estructura que es monitoreada con EA.
Nota: Entiéndase por área a una parte de la estructura.
3.5 arreglo. Conjunto de dos o más sensores de EA dispuestos según la estructura a analizar con el propósito de detectar y localizar las fuentes.
3.6 atenuación. El decrecimiento por unidad de distancia en la amplitud de la señal de EA, en dB por unidad de longitud.
3.7 canal de EA. Un conjunto formado por un sensor, preamplificador o transformador adaptador de impedancias, amplificador de filtros secundarios u otra instrumentación necesaria, cables de conexión y sensor o procesador.
3.8 capacidad de procesamiento. El número de hits (ver 3.31) que puede ser procesado a la velocidad de proceso antes que el sistema deba interrumpir la recolección de datos para vaciar los buffers o de otra manera prepararse para aceptar datos adicionales.
3.9 comienzo de la señal de EA. Instante en el que la señal supera por primera vez el umbral (ver 3.54 y fig. 1).
3.10 conteo de EA (N). El número de veces que la señal de EA excede un umbral (ver 3.55) prefijado durante una parte seleccionada de un ensayo.
3.11 conteo de eventos (Ne). El número obtenido por conteo de cada evento de EA discernido por vez.
3.12 dBEA. El valor logarítmico de la medida de la amplitud de la señal de EA referida a 1 µV
Amplitud del pico de la señal (dBEA) =
= 20 log (A1/A0) donde:
Ao = 1 µV a la salida del sensor (antes de la amplificación) y
A1 = tensión del pico de la señal de emisión acústica medida
Escala de referencia de Emisión Acústica
Valor de dBEA Tensión a la salida del sensor
0 1µV
20 10µV
40 100µV
60 1mV
80 10mV
100 100mV
3.13 distribución acumulada de la amplitud de EA F(V). El número de eventos cuya señal de EA excede una amplitud arbitraria en función de la amplitud V.
3.14 distribución acumulada de los cruces de umbral de EA Ft(V). El número de veces que la señal de EA excede un umbral arbitrario como función de la tensión del umbral V.
3.15 distribución logarítmica de la amplitud de EA g(V). El número de eventos con señales de amplitud de EA entre V y αV (donde α es un multiplicador constante) en función de la amplitud.
Esta es una variante de la distribución diferencial de la amplitud, apropiada para ser representada en un gráfico logarítmico.
3.16 distribución diferencial de la amplitud de EA f(V). El número de eventos con señales de amplitud de EA comprendida entre V y V+∆V como función de la amplitud V. f(V) es el valor absoluto de la derivada de la distribución acumulada de amplitudes F(V).
3.17 distribución diferencial de los cruces de umbral de EA ft(V). El número de veces que la forma de onda de la señal de EA tiene un pico entre los umbrales V y V+∆V como función del umbral V.
ft(V) es el valor absoluto de la derivada de la distribución acumulada Ft(V) de los cruces de umbral.
3.18 duración de la señal de EA (ver fig. 1).
Tiempo transcurrido entre el comienzo de la señal de EA y el final de la señal de EA.
3.19 efecto felicidad (felicity). La presencia de EA detectable para un nivel de sensibilidad predeterminado, ante un nivel de tensión mecánica por debajo de aquellos aplicados previamente.
Nota: Término generalmente utilizado en materiales compuestos.
2.30 efecto Kaiser. La ausencia de EA detectable para un nivel de sensibilidad fijado, hasta que los niveles de tensión mecánica previamente aplicados son excedidos.
3.21 emisión acústica (EA). La clase de fenómeno por el cual las ondas elásticas transitorias se generan por la liberación rápida de energía desde fuentes localizadas dentro de un material, o las ondas transitorias así producidas. La EA es el término recomendado para uso general. Otros términos que se utilizan en la literatura de EA incluyen (1) emisión de ondas de tensión mecánica, (2) actividad microsísmica, y (3) emisión o EA con otros calificativos.
3.22 emisión continua. Una descripción cualitativa del nivel sostenido de la señal producida por una ocurrencia rápida de eventos de emisión acústica.
Nota: El uso del término emisión continua se emplea solo para describir la apariencia cualitativa de las señales de emisión. La figura 2 muestra los trazos de señales de emisión continua.
3.23 energía del evento de EA. La energía elástica total liberada por un evento de EA.
3.24 estallido (burst) de emisión. Una descripción cualitativa de la señal discreta relativa a un evento individual de emisión que ocurre dentro del material.
Nota: El uso del término estallido (burst) de emisión se emplea sólo para describir la apariencia cualitativa de las
señales. La figura 3 muestra los trazos de las señales de estallidos de emisión sobre el fondo continuo de emisión.
3.25 estimulación. La aplicación de un estimulo tal como una fuerza, presión, calor, etc. al objeto bajo ensayo para causar la activación de las fuentes de EA.
3.26 evento de EA. Un cambio local en el material que produce un aumento de la EA.
3.27 exactitud de la localización. Una comparación de la posición real de una fuente de EA (o fuente simulada de EA) respecto a la localización computada (ver 3.34).
3.28 final de la señal de EA. La terminación reconocida de la señal de EA, definida como el último cruce del umbral (ver 3.54 y fig. 1) por aquella señal.
3.29 generador de señales de EA. Dispositivo que puede inducir repetidamente EA.
3.30 guía de ondas de EA. Un dispositivo que acopla la energía elástica de una estructura u otro objeto a ser ensayado a un sensor montado remotamente durante el monitoreo de EA. Un ejemplo de una guía de ondas de EA puede ser una barra que está acoplada en un extremo a una estructura monitoreada y a un sensor en el otro extremo.
3.31 hit. Detección y medición de una señal de EA en un canal.
3.32 intervalo de tiempo de llegada (∆∆∆∆tij). El intervalo de tiempo entre la llegada detectada de una onda de emisión acústica a los sensores i-esimo y j- esimo de un conjunto de sensores.
3.33 localizaciones agrupadas. Un método de localización basado en una cantidad especificada de actividad de EA localizada en una longitud o área específica, por ejemplo: 5 eventos en 300 mm lineales o en 300 mm2.
3.34 localización computada. Un método de localización de fuentes basado en el algoritmo de análisis de la diferencia en los tiempos de llegada entre sensores.
Nota: Se usan varias aproximaciones a la localización computada, incluyendo la localización lineal, plana, tridimensional (3D) y adaptativa.
3.34.1 localización 3D. Localización de fuentes tridimensionales que requieren cinco o más canales.
3.34.2 localización adaptativa. Localización de fuentes por uso iterativo de éstas simuladas, en combinación con localización computada.
3.34.3 localización lineal. Localización unidimensional de fuentes que requiere dos o más canales.
3.34.4 localización plana. Localización bidimensional de fuentes que requiere tres o más canales.
3.35 localización por señal continua de EA. Un método de localización basado en señales continuas de EA, en oposición a los métodos de localización por hit o diferencias en los tiempos de llegada.
Nota: Este tipo de localización es usado comúnmente en la ubicación de pérdidas (de fluidos) debido a la presencia de emisión continua. Algunos tipos comunes de métodos de localización por señales continuas incluyen métodos de análisis de atenuación y correlación de señales.
3.35.1 localización de fuentes basada en la atenuación de la señal. Un método de localización de fuentes que utiliza el fenómeno de la atenuación respecto de la distancia de las señales de EA. Por el monitoreo de las magnitudes de señales de EA continua en varios puntos a lo largo del objeto, la fuente puede ser localizada basándose en la magnitud más alta o por interpolación o extrapolación de lecturas múltiples.
3.35.2 localización de fuentes basada en la correlación. Un método de localización de fuentes que compara el cambio de niveles de las señales de EA (generalmente las formas de onda basadas en el análisis de amplitudes) en dos o más puntos que rodean la fuente y determina el desplazamiento del tiempo de estas señales. Estos datos de desplazamiento en el tiempo pueden ser usados con las técnicas de localización convencionales de hit, para la ubicación de fuentes.
3.36 localización de fuentes. Cualquiera de los varios métodos de evaluación de los datos de EA para determinar la posición de las fuentes en la
estructura desde la cual es originada. Son usadas varias aproximaciones para la localización de las fuentes, incluyendo localización zonal, y continua.
3.37 localización zonal. Cualquiera de los varios métodos para determinar la región general de una fuente de EA (por ejemplo, conteo de EA totales, energía, hits, etc.).
Nota: Se usan varias aproximaciones para la localización zonal, incluyendo la localización zonal por canal independiente, por primer hit y por secuencia de llegada.
3.37.1 localización zonal por canal independiente. Método de localización zonal que compara la actividad total de cada canal.
3.37.2 localización zonal por primer hit. Método de localización zonal que compara sólo la actividad desde el canal del primer hit entre un grupo de canales.
3.37.3 localización zonal por secuencia de llegada. Método de localización zonal que compara el orden de llegada de las señales a los sensores.
3.38 nivel de señal promedio. Señal logarítmica de EA promediada en el tiempo y rectificada, medida en la escala de amplitud logarítmica de EA en unidades dBEA (donde 0 dBEA esta referida a 1 microvolt a la entrada del preamplificador).
3.39 nivel de sobrecarga de la señal: Nivel arriba del cual la operación cesa de ser satisfactoria como resultado de la distorsión de la señal, sobrecalentamiento o daño.
3.40 patrón de EA. Un conjunto de características de atributos reproducibles de las señales de EA, asociados con un objeto de ensayo específico, observado con un sistema de instrumentación particular bajo condiciones de ensayo específicas.
3.41 presión de diseño del objeto bajo ensayo.
Presión usada en el diseño para determinar el espesor mínimo requerido y las propiedades mecánicas mínimas.
3.42 presión de trabajo del objeto bajo ensayo.
Presión a la que normalmente está sometido el objeto bajo ensayo.
3.43 presión máxima de trabajo del objeto bajo ensayo. Presión máxima eventual alcanzada por el objeto (metálico) bajo ensayo, durante los 6 meses previos al ensayo.
3.44 punto de sobrecarga de la señal. La máxima amplitud de la señal de entrada, a la cual la relación entrada-salida permanece en un rango operativo lineal prescrito.
3.45 rango dinámico. La diferencia, en decibeles, entre el nivel de sobrecarga y el nivel de señal mínimo (fijado generalmente por uno o más de los niveles de ruido, distorsión de bajo nivel, interferencia o nivel de resolución) en un sistema o sensor.
3.46 región examinada. La porción ensayada usando EA.
3.47 relación de felicidad. La relación de la tensión mecánica a la cual ocurre el efecto felicidad con respecto a la máxima tensión mecánica aplicada previamente.
Nota: El nivel de sensibilidad fijado será generalmente el mismo que era usado por las cargas o ensayos previos.
3.48 señal de EA. Una señal eléctrica obtenida por la detección de uno o más eventos de EA.
3.49 sensor de EA. Un dispositivo de detección, generalmente piezoeléctrico, que transforma el movimiento de las partículas producido por una onda elástica en una señal eléctrica.
3.50 tiempo de recuperación de sobrecarga. Un intervalo de operación no lineal de un instrumento causado por una señal con una amplitud en exceso del rango de operación lineal del instrumento.
3.51 tiempo de subida de la señal de EA. El tiempo entre el comienzo de la señal de EA (ver 3.9) y la máxima amplitud de esa señal (ver fig. 1).
3.52 tiempo muerto. Cualquier intervalo de tiempo durante la adquisición de datos, durante el cual el instrumento o sistema es incapaz de aceptar nuevos datos.
3.53 transductor de EA. El elemento activo en un sensor de EA, (generalmente piezoeléctrico).
3.54 umbral de evaluación. Un valor de umbral prefijado usado para el análisis de los datos a examinar. Los datos pueden ser registrados con un sistema de umbral menor que el umbral de examinación. Para propósitos de análisis, debe tomarse en consideración la dependencia de los datos medidos con el sistema de umbral de examinación (ver fig. 1).
3.55 umbral de tensión. Un nivel de tensión de un comparador electrónico tal que las señales con amplitudes mayores que este nivel serán reconocidas. El umbral de tensión puede ser ajustable, fijo o automáticamente flotante.
3.56 umbral del sistema de examinación. El umbral del instrumento electrónico (ver umbral de evaluación) con el cual los datos serán detectados.
3.57 umbral flotante. Cualquier umbral con una amplitud establecida por una medición de tiempo promedio de la señal de entrada.
3.58 velocidad de conteo de EA. Cantidad de señales de EA (N) en la unidad de tiempo (ver 3.10).
3.59 velocidad de conteo de eventos (N!e).
Cantidad de eventos (Ne) en la unidad de tiempo (ver 3.11).
3.60 velocidad de procesamiento. La velocidad alcanzada (hits/s), como función de los parámetros establecidos y el número de canales activos, a los cuales las señales de EA se pueden procesar continuamente.
3.61 velocidad efectiva. La velocidad de propagación de las ondas elásticas, en el material, calculada en base a los tiempos de llegada y distancias de propagación determinadas por generación artificial de EA. Es la empleada para la localización computada.
Nota: Por generación artificial de EA se entienden diferentes técnicas que permiten simular repetitivamente fuentes de EA. Se utilizan para la calibración de equipos, medición de velocidad, atenuación, etc.
Anexo A
(Informativo)
En la siguiente tabla se indican los términos en castellano establecidos en la presente norma que se corresponden con los de la norma ISO.
Castellano Símbolo Apartado Inglés
acoplante - 3.1 couplant
acústica-ultrasónica - 3.2 acousto-ultrasonics (AU)
amplitud de la señal de EA - 3.3 signal amplitude, acoustic emission
área examinada - 3.4 examination area
arreglo - 3.5 array
atenuación - 3.6 attenuation
canal de EA - 3.7 channel, acoustic emission
capacidad de procesamiento - 3.8 processing capacity
comienzo de la señal de EA - 3.9 AE signal start
conteo de EA N 3.10 count, acoustic emission (emission
count)
conteo de evento Ne 3.11 count, event
dBEA - 3.12 dBAE
distribución acumulada de la
amplitud de EA F (V) 3.13 distribution, amplitude, cumulative (acoustic emission)
distribución acumulada de los cruces
de umbral de EA Ft (V) 3.14 distribution, threshold crossing, cumulative (acoustic emission) distribución logarítmica de la
amplitud de EA g(V) 3.15 distribution, logarithmic (acoustic emission) amplitude distribución diferencial de la
amplitud de EA f(V) 3.16 distribution, differential (acoustic emission) amplitude distribución diferencial de los cruces
de umbral de EA ft (V) 3.17 distribution, differential (acoustic emission) threshold crossing
duración de la señal de EA - 3.18 AE signal duration
efecto felicidad - 3.19 felicity effect
efecto Kaiser - 3.20 Kaiser effect
emisión acústica - 3.21 acoustic emission (AE)
emisión continua - 3.22 emission, continuous
energía del evento de EA - 3.23 energy, acoustic emission event
estallido de emisión - 3.24 emission, burst
Estimulación - 3.25 stimulation
evento de EA - 3.26 event, acoustic emission (emission
event)
exactitud de la localización - 3.27 location accuracy
final de la señal de EA - 3.28 AE signal end
generador de señales de EA - 3.29 AE signal generator
guía de ondas de EA - 3.30 waveguide, acoustic emission
Hit - 3.31 hit
intervalo de tiempo de llegada ∆tij 3.32 interval, arrival time
Localizaciones agrupadas - 3.33 location, cluster
localización computada - 3.34 location, computed
Castellano Símbolo Apartado Inglés
Localización 3D - 3.34.1 3-D location
localización adaptativa - 3.34.2 adaptive location
Localización lineal - 3.34.3 linear location
Localización plana - 3.34.4 planar location
localización por señal continua de
EA - 3.35 location, continuous AE signal
localización de fuentes basada en la
atenuación de la señal - 3.35.1 signal attenuation-based source location
localización de fuentes basada en la
correlación - 3.35.2 correlation-based source location
localización de fuentes - 3.36 location, source
localización zonal - 3.37 location, zone
localización zonal por canal
independiente - 3.37.1 independent channel zone location
localización zonal por primer hit - 3.37.2 first-hit zone location localización zonal por secuencia de
llegada - 3.37.3 arrival sequence zone location
nivel de señal promedio - 3.38 average signal level
nivel de sobrecarga de la señal - 3.39 signal overload level presión de diseño del objeto bajo
ensayo - 3.41 pressure, design
punto de sobrecarga de la señal - 3.44 signal overload point
rango dinámico - 3.45 dynamic range
región examinada - 3.46 examination region
relación de felicidad - 3.47 felicity ratio
señal de EA - 3.48 signal acoustic emission (emission
signal)
sensor de EA - 3.49 sensor, acoustic emission
tiempo de recuperación de
sobrecarga - 3.50 overload recovery time
tiempo de subida de la señal de EA - 3.51 AE signal rise time
tiempo muerto - 3.52 dead time
transductor de EA - 3.53 transducer, acoustic emission
umbral de evaluación - 3.54 evaluation threshold
umbral de tensión - 3.55 voltage threshold
umbral del sistema de examinación - 3.56 system examination threshold
umbral flotante - 3.57 floating threshold
velocidad de conteo de EA - 3.58 count rate, acoustic emission (emission rate or count rate) velocidad de conteo de eventos N!e 3.59 rate, event count
velocidad de procesamiento - 3.60 processing speed
velocidad efectiva - 3.61 effective velocity
Anexo B
(Informativo) Bibliografía
En el estudio de este documento se ha tenido en cuenta el antecedente siguiente:
ISO - INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION
ISO/FDIS 12716:2001 - Non-destructive testing - Acoustic emission inspection - Vocabulary.
Información suministrada por los miembros de la Comisión y propia del IRAM.
Anexo C
(Informativo)
El estudio de esta norma estuvo a cargo de los organismos respectivos, integrados de la forma siguiente:
Comisión de Emisión Acústica
Integrante Representa a:
Ing. Luis ARDISANA CERECIL S.R.L.
Ing. Jorge BATISTA CONTEGAS
Ing. Víctor FARIÑA DNV
Sr. Javier GONZÁLEZ SILVEYRA PHYSICAL ACOUSTICS ARGENTINA
Dra. Isabel LÓPEZ PUMAREGA CNEA
Sr. Jorge LUGGRON PEACHE S.R.L.
Sr. Raúl MAÑAS TISEC
Ing. Miguel Ángel MAUBRO ENARGAS
Ing. Luciano MESCOVIO IGA S.A.
Sr. Marcelo MUZLERA MIEMBRO PERSONAL
Sr. Ricardo NAPOLITANO CAMUZZI GAS PAMPEANA
Ing. José NASHMIAS YPF REPSOL
Ing. Tulio PALACIOS CNEA
Sr. Diego PERFERI BUREAU VERITAS
Sr. Juan Manuel QUINTEROS MIEMBRO PERSONAL
Dra. María Aurora REBOLLO UBA - FAC. ING.
Dr. José RUZZANTE CNEA
Ing. Miguel Ángel SABIO MONTERO UNIV. NAC. SAN JUAN
Sr. Víctor TOPIA ECOTEC CONSULTORES S.A.
Sr. Heriberto WEIBERLEN APRENDA
Ing. Adolfo BERGANZA IRAM
El estudio de este documento se realizó en las reuniones del 2000/08/01 (Acta 2-2000), 2000/09/05 (Acta 3-2000), 2000/10/05 (Acta 4-2000), 2000/11/10 (Acta 5-2000), 2001/03/08 (Acta 1-2001) y 2001/04/19 (Acta 2-2001), en la cual se aprobó como Esquema 1, disponiéndose su envío a Discusión Pública por el término de 30 días.
*****************************
APROBADO SU ENVÍO A DISCUSIÓN PÚBLICA POR LA COMISIÓN DE EMISIÓN ACÚSTICA EN SU SESIÓN DEL 19 DE ABRIL DE 2001 (Acta 2-2001).
FIRMADO Ing. Adolfo Berganza Coordinador de la Comisión
FIRMADO Dr. José Ruzzante Secretario de la Comisión FIRMADO
Ing. Oliva Hernández Vº Bº Equipo A
GS.
