(ISO 18081:2016, IDT)

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Texto completo

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NORMA

MERCOSUR

Ensayos no destructivos – Ensayo de emisión acústica

Detección de fugas mediante emisión acústica

(ISO 18081:2016, IDT)

Ensaios não destrutivos – Ensaio de emissão acústica

Detecção de vazamentos através de emissão acústica

(ISO 18081:2016, IDT)

ASOCIACIÓN

MERCOSUR DE

NORMALIZACIÓN

NM ISO 18081:2020

Primera edición / Primeira edição

2020-03-26

Número de referencia NM ISO 18081

(2)

Índice Prefacio Prefacio ISO

1 Objeto y campo de aplicación 2 Referencias normativas 3 Términos y definiciones 4 Cualificación del personal

5 Principios del método por emisión acústica 6 Aplicaciones

7 Instrumentación

8 Etapas del ensayo de detección de fugas 9 Procedimientos de localización

10 Presentación de los datos 11 Interpretación de los datos

12 Documentos de gestión de calidad 13 Documentación e informe del ensayo

Anexo A (normativo) Ejemplos de detección de fugas Bibliografía Sumário Prefácio Prefácio ISO 1 Escopo 2 Referências normativas 3 Termos e definições 4 Qualificação de pessoal

5 Princípio do método de emissão acústica 6 Aplicações

7 Sistema de medição

8 Etapas de ensaio para detecção de vazamento 9 Procedimentos de localização

10 Apresentação de dados 11 Interpretação de dados

12 Documentos de gerenciamento de qualidade 13 Documentação de ensaio e relatórios

Anexo A (normativo) Exemplos de detecção de vazamento

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Prefacio

La AMN - Asociación MERCOSUR de Normalización - tiene por objeto promover y adoptar las acciones para la armonización y la elaboración de las Normas en el ámbito del Mercado Común del Sur - MERCOSUR, y está integrada por los Organismos Nacionales de Normalización de los países miembros.

La AMN desarrolla su actividad de normalización por medio de los CSM - Comités Sectoriales MERCOSUR - creados para campos de acción claramente definidos.

Las Normas MERCOSUR son elaboradas en acuerdo con las reglas dadas en las Directivas AMN, Parte 2.

Los Proyectos de Norma MERCOSUR, elaborados en el ámbito de los CSM, circulan para votación nacional por intermedio de los Organismos Nacionales de Normalización de los países miembros.

La homologación como Norma MERCOSUR por parte de la AMN requiere la aprobación por consenso de sus miembros.

Esta Norma fue elaborada por el Comité Sectorial MERCOSUR CSM 24 - Ensayos No Destructivos. La versión en español del texto base del Proyecto de Norma MERCOSUR 24:01-ISO 18081 fue elaborado por Argentina y tuvo su origen en la norma UNE-EN-ISO 18081:2017 Non-destructive testing - Acoustic emission testing (AT) - Leak detection by means of acoustic emisión.

Se solicita atención a la posibilidad de que algunos elementos de este documento puedan ser objetos de derechos de patente. La AMN no es responsable por la identificación de cualquier o tales derechos de patente.

Prefácio

A AMN - Asociación MERCOSUR de Normalización - tem por objetivo promover e adotar as ações para a harmonização e a elaboração das normas no âmbito do Mercado Comum do Sul - MERCOSUL, e é integrada pelos Organismos Nacionais de Normalização dos países membros.

A AMN desenvolve sua atividade de normalização por meio dos CSM - Comitês Setoriais MERCOSUL - criados para campos de ação claramente definidos.

Normas MERCOSUL são elaboradas de acordo com as regras dadas nas Diretivas AMN, Parte 2.

Os Projetos de Norma MERCOSUL, elaborados no âmbito dos CSM, circulam para votação nacional por intermédio dos Organismos Nacionais de Normalização dos países membros.

A homologação como Norma MERCOSUL por parte da AMN requer a aprovação por consenso de seus membros.

Esta Norma foi elaborada pelo Comitê Setorial MERCOSUL CSM 24 - Ensaios Não Destrutivos. A versão em português do texto-base do Projeto de Norma MERCOSUL 24:01-ISO 18081 foi elaborada pelo Brasil e teve origem na norma ISO 18081:2016 Non-destructive testing - Acoustic emission testing (AT) - Leak detection by means of acoustic emisión.

Solicita-se atenção para a possibilidade de que alguns elementos deste documento possam ser objetos de direitos de patente. A AMN não é responsável pela identificação de qualquer ou tais direitos de patente.

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Prefacio ISO

ISO (Organización Internacional de Normalización) es una federación mundial de organismos nacionales de normalización (organismos miembros de ISO). El trabajo de elaboración de las Normas Internacionales se lleva a cabo normalmente a través de los comités técnicos de ISO. Cada organismo miembro interesado en una materia para la cual se haya establecido un comité técnico, tiene el derecho de estar representado en dicho comité. Las organizaciones internacionales, gubernamentales y no gubernamentales, vinculadas con ISO, también participan en el trabajo. ISO colabora estrechamente con la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) en todos los temas de normalización electrotécnica. En la Parte 1 de las Directivas ISO/IEC se describen los procedimientos utilizados para desarrollar este documento y aquellos previstos para su mantenimiento posterior. En particular debería tomarse nota de los diferentes criterios de aprobación necesarios para los distintos tipos de documentos ISO. Este documento ha sido redactado de acuerdo con las reglas editoriales de la Parte 2 de las Directivas ISO/IEC (véase

www.iso.org/directives).

Se llama la atención sobre la posibilidad de que algunos de los elementos de este documento puedan estar sujetos a derechos de patente. ISO no asume la responsabilidad por la identificación de alguno o todos los derechos de patente. Los detalles sobre cualquier derecho de patente identificado durante el desarrollo de este documento se indicarán en la Introducción y/o en la lista ISO de declaraciones de patente recibidas (véase www.iso.org/patents).

Cualquier nombre comercial utilizado en este documento es información que se proporciona para comodidad del usuario y no constituye una recomendación.

Para una explicación de la naturaleza voluntaria de las normas, el significado de los términos específicos de ISO y las expresiones relacionadas con la evaluación de la conformidad, así como la información acerca de la adhesión de ISO a los principios de la Organización Mundial del Comercio (OMC) respecto a los Obstáculos Técnicos al Comercio (OTC), véase

www.iso.org/iso/foreword.html.

Este documento ha sido elaborado por el Comité Técnico CEN/TC 138, Ensayos no destructivos, en colaboración con el Comité Técnico ISO/TC 135,

Ensayos no destructivos, Subcomité SC 9, Ensayos de emisión acústica.

Prefácio ISO

A ISO (Organização Internacional para Normalização) é uma federação mundial de organismos nacionais de normalização (órgãos membros da ISO). O trabalho de preparação de Normas Internacionais é normalmente realizado por meio de comitês técnicos da ISO. Cada órgão membro interessado em um assunto para o qual um comitê técnico foi estabelecido tem o direito de ser representado nesse comitê. Organizações internacionais, governamentais e não governamentais, em articulação com a ISO, também participam do trabalho. A ISO colabora estreitamente com a Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) em todos os assuntos de normalização eletrotécnica.

Os procedimentos usados para desenvolver este documento e aqueles destinados à sua manutenção posterior estão descritos nas Diretrizes da ISO/IEC, Parte 1. Em particular, devem ser observados os diferentes critérios de aprovação necessários para os diferentes tipos de documentos ISO. Este documento foi elaborado de acordo com as regras editoriais das Diretrizes da ISO/IEC, Parte 2 (consulte www.iso.org/directives).

Chama-se a atenção para a possibilidade de que alguns dos elementos deste documento possam ser objeto de direitos de patente. Os detalhes de quaisquer direitos de patente identificados durante o desenvolvimento do documento estarão na Introdução e/ou na lista ISO de declarações de patentes recebidas (ver www.iso.org/patents).

Qualquer nome comercial usado neste documento é informação fornecida para a conveniência dos usuários e não constitui um endosso.

Para obter uma explicação sobre a natureza voluntária das normas, o significado dos termos e expressões específicos da ISO relacionados à avaliação da conformidade, bem como informações sobre a adesão da ISO aos princípios da Organização Mundial do Comércio (OMC) nas Barreiras Técnicas ao Comércio (TBT), veja o seguinte site: www.iso.org/iso/foreword.html.

Este documento foi preparado pelo Comitê Técnico CEN/TC 138, Ensaios não destrutivos, em colaboração com ISO/TC 135, Ensaios não destrutivos, Subcomitê SC 9, Ensaios de emissão acústica.

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Ensayos no destructivos - Ensayo de emisión acústica

Detección de fugas mediante emisión acústica

(ISO 18081:2016, IDT)

Ensaios não destrutivos - Ensaio de emissão acústica

Detecção de vazamentos através de emissão acústica

(ISO 18081:2016, IDT)

1 Objeto y campo de aplicación

Esta Norma MERCOSUR establece los principios generales necesarios para la detección de fugas mediante ensayos de emisión acústica (EA), y está orientada a la aplicación del método en las estructuras y los componentes, en los que se produce un caudal de fuga como resultado de las diferencias de presión y genera EA.

En esta Norma se describen los fenómenos de la generación de EA y la influencia de la naturaleza de los fluidos, de la forma del orificio, de la propagación de las ondas y del medio ambiente. Se tratan los diferentes métodos de aplicación, los instrumentos y la presentación de los resultados de EA. Asimismo, esta Norma contiene las directrices para la preparación de los documentos de aplicación que describen los requisitos específicos para la aplicación del método de EA.

Se facilitan diferentes ejemplos de aplicación. Salvo que se especifique otra indicación en los documentos de referencia, se aplican los requisitos mínimos de esta Norma.

2 Referencias normativas

Los documentos indicados a continuación son indispensables para la aplicación de este documento. Para las referencias fechadas, se aplican solamente las ediciones citadas. Para las referencias sin fecha, se aplican las ediciones más recientes del documento normativo citado (incluyendo cualquier modificación).

NM ISO 9712:2014, Ensayos no destructivos - Calificación y certificación del personal para END (ISO 9712:2012, IDT)

NM ISO/IEC 17025, Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y calibración (ISO/IEC 17025:2017, IDT)

EN 1330-1, Non-destructive testing - Terminology - Part 1: General terms

EN 1330-2, Non-destructive testing - Terminology -

Part 2: Terms common to the non-destructive

testing methods

1 Escopo

Esta Norma MERCOSUL especifica os princípios gerais necessários para a detecção de vazamento através do ensaio de emissão acústica (EA). É direcionado à aplicação da metodologia sobre estruturas e componentes, onde um vazamento flui como resultado de diferenças de pressão e gera emissão acústica (EA).

Descreve fenômenos da geração de EA e a influência da natureza dos fluídos, forma do espaço (da trinca), propagação de onda e ambiente. São discutidos os diferentes métodos de aplicação, instrumentação e apresentação dos resultados de EA. Também estão incluídas as orientações para a elaboração de documentos a serem utilizados, que descrevem requisitos específicos para a aplicação do método de EA.

Diferentes exemplos de aplicação são fornecidos. Salvo especificação em contrário nos documentos de referência, os requisitos mínimos desta Norma são aplicáveis.

2 Referências normativas

Os documentos relacionados a seguir são indispensáveis à aplicação deste documento. Para referências datadas, aplicam-se somente as edições citadas. Para referências não datadas, aplicam-se as edições mais recentes do referido documento (incluindo emendas).

NM ISO 9712:2014 - Ensaios não destrutivos - Qualificação e certificação de pessoal em END (ISO 9712:2012, IDT)

NM ISO/IEC 17025, Requisitos gerais para a competência de laboratórios de ensaio e calibração (ISO/IEC 17025:2017, IDT)

EN 1330-1, Non-destructive testing - Terminology - Part 1: General terms

EN 1330-2, Non-destructive testing - Terminology -

Part 2: Terms common to the non-destructive

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EN 1330-9, Non-destructive testing - Terminology - Part 9: Terms used in acoustic emission testing EN 13477-1, Non-destructive testing - Acoustic emission - Equipment characterisation - Part 1: Equipment description

EN 13477-2, Non-destructive testing - Acoustic emission - Equipment characterisation - Part 2: Verification of operating characteristics

EN 13554, Non-destructive testing - Acoustic emission testing - General principles

EN 60529, Degrees of protection provided by enclosures (IP Code)

3 Términos y definiciones

Para los fines de este documento, se aplican los términos y definiciones incluidos en las normas EN 1330-1, EN 1330-2 y EN 1330-9 además de los siguientes.

NOTA Las definiciones de "fuga", "tasade fuga" y "estanco" son las definidas en la EN 1330-8.

NOTA MERCOSUR - En MERCOSUR existe la NM 302, Ensayos no destructivos - Ensayo de emisión acústica (EA) - Terminología.

4 Cualificación del personal

Se asume que el ensayo por EA es realizado por personal cualificado y competente. A fin de aprobar dicha cualificación, se recomienda certificar al personal conforme a la NM ISO 9712.

5 Principios del método de emisión acústica

5.1 El fenómeno de EA Ver la Figura 1.

EN 1330-9, Non-destructive testing - Terminology - Part 9: Terms used in acoustic emission testing EN 13477-1, Non-destructive testing - Acoustic emission - Equipment characterisation - Part 1: Equipment description

EN 13477-2, Non-destructive testing - Acoustic emission - Equipment characterisation - Part 2: Verification of operating characteristics

EN 13554, Non-destructive testing - Acoustic emission testing - General principles

EN 60529, Degrees of protection provided by enclosures (IP Code)

3 Termos e definições

Para os fins deste documento, os termos e definições fornecidos nas normas EN 1330-1, EN 1330-2 e EN 1330-9 e os seguintes se aplicam.

NOTA As definições de “vazamento”, “taxa de vazamento”, “ausência de vazamento” são as definidas na EN 1330-8.

NOTA MERCOSUL - No MERCOSUL existe a norma NM 302 Ensaios não destrutivos - Ensaio de emissão acústica (EA) - Terminologia.

4 Qualificação de pessoal

Assume-se que o ensaio de emissão acústica é realizado por pessoal qualificado e capaz. Para provar esta qualificação, é recomendável certificar o pessoal de acordo com a NM ISO 9712.

5 Princípio do método de emissão acústica 5.1 O fenômeno de EA

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Leyenda / Legendas 1 fluido / fluído 2 sensor de EA NOTA MERCOSUR - P1 presión mayor P2 presión menor U flujo

d diámetro del orificio de fuga l espesor de la pared

NOTA MERCOSUL -

P1 pressão maior

P2 pressão menor

U fluxo

d diâmetro do orifício de vazamento l espessura da parede

Figura 1 – Esquema del principio de EA y su detección /

Princípio esquemático da emissão acústica e sua detecção

En caso de fuga en un rango de frecuencia, la EA continua aparece como un aumento aparente del ruido de fondo, en función de la presión.

Em casos de vazamento, em uma faixa de frequência, a EA contínua se apresenta como um acréscimo no ruído de fundo, dependendo da pressão.

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Tabla 1 - / Tabela 1 –

Influencia de los diferentes parámetros en la actividad de la EA /

Influência dos diferentes parâmetros na atividade de EA

Parámetro / Parâmetro Mayor actividad / Maior atividade Menor actividad / Menor atividade

5.2

Medio de ensayo / Meio de ensaio

gas / gás

líquido / líquido dos fases / duas fases

Viscosidad / Viscosidade baja /baixa alta / alta

Tipo de flujo / Tipo de fluxo turbulento / turbulento laminar / laminar Velocidad del fluido /

Velocidade do fluído alta / alta baja / baixa

5.3

Diferencia de presión /

Diferença de pressão alta / alta baja / baixa

Tipo de fuga /

Forma do vazamento grieta / trinca orificio / furo

5.4

Longitud del recorrido de fuga /

Comprimento do caminho de vazamento larga / longo corta / curto Superficie del recorrido de fuga /

Superfície do caminho de vazamento rugosa / rugosa lisa / lisa

5.2 Influencia de los diferentes medios y de las diferentes fases

La capacidad de detección de la fuga depende del tipo de fluido y de sus propiedades físicas. Estos elementos contribuirán al comportamiento dinámico del flujo de fuga (laminar, turbulento) (ver la Tabla 1).

En contraste con el flujo turbulento, el flujo laminar no produce, por lo general, señales de EA detectables.

Las señales acústicas de una fuga son generadas por:

- flujo turbulento del gas o del líquido que se escapa;

- fricción del fluido en el recorrido de fuga;

- cavitaciones, durante el flujo bifásico (gas que emana de un líquido) a través de un orificio de fuga;

- variación de presión generada cuando un flujo de fuga se inicia o se para;

- flujo contra corriente de partículas contra la superficie del equipo monitorizado;

- chorro gaseoso o líquido (sujeto a verificación de la fuente);

5.2 Influência de diferentes meios e diferentes fases

A detectabilidade do vazamento depende do tipo de fluído e suas propriedades físicas. Estes contribuem para o comportamento dinâmico do fluxo de vazamento (laminar, turbulento) (ver Tabela 1).

Em contraste com o fluxo turbulento, o fluxo laminar, em geral, não produz sinais de EA detectáveis.

Os sinais acústicos em conjunto com um vazamento são gerados pelo seguinte:

- fluxo turbulento do gás ou líquido que escapa;

- fricção fluída no caminho de vazamento;

- cavitações, durante o fluxo de duas fases (gás que emana da solução) através de um orifício de vazamento;

- o aumento de pressão gerado quando um fluxo de vazamento começa ou para;

- fluxo de partículas contra a superfície do equipamento que está sendo monitorado;

- jato gasoso ou líquido (sujeito à verificação da fonte);

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- pulsación de burbujas; - explosión de burbujas;

- choque de burbujas sobre las paredes;

- vaporización instantánea del líquido (“flashing”). El espectro de frecuencia de la cavitación puede comprender desde varios kHz a varios MHz. La cavitación resulta en una emisión discreta cuya energía es al menos de un orden de magnitud mayor que la provocada por la turbulencia.

El contenido relativo de gas o aire tiene influencia fuerte sobre la etapa inicial de la cavitación. Las ondas acústicas generadas por fugas pueden propagarse por las paredes del sistema así como a través de cualquier fluido situado en el interior. Las ondas acústicas proceden de vibraciones a frecuencias ultrasónicas de las moléculas del fluido. Dichas vibraciones se producen por turbulencias y tienen lugar en la transición entre un flujo laminar y uno turbulento dentro del recorrido de la fuga y a medida que dichas moléculas escapan a través de un orificio.

Las ondas acústicas producidas por los factores arriba mencionados se usan para la detección y localización de fugas.

5.3 Influencia de las diferencias de presión La diferencia de presión es el principal factor que afecta la tasa de fuga. No obstante, la presencia de recorridos de fuga puede depender de un valor umbral de la temperatura o de la presión del fluido. Se han observado fugas que dependen de la presión o que dependan de la temperatura, aunque en un número extremadamente limitado. La existencia de fugas que dependan de la presión o que dependan de la temperatura denota una condición en la que no ocurren fugas hasta que se alcanza la temperatura o presión umbral. Llegado a este punto, la fuga aparece repentinamente y puede ser detectable. Si la variación de la presión o la temperatura se invierte, la fuga sigue el curso prescrito hasta el punto crítico en el que la fuga cae a cero. La temperatura y la presión no se suelen aplicar en el trascurso de un ensayo de fuga para localizar este tipo de fugas. Estas se utilizan principalmente para forzar a que las discontinuidades existentes se abran, con el fin de iniciar o incrementar la tasa de fuga hasta el punto de detección.

- bolhas pulsantes; - explosão de bolhas;

- choque de bolhas nas paredes;

- vaporização instantanea do líquido (“flashing”). O espectro de frequência da cavitação possui alcance de vários kHz a vários MHz.

A cavitação resulta em uma emissão discreta cuja energia é pelo menos uma ordem de grandeza maior que a causada pela turbulência.

A quantidade relativa de gás ou ar influencia fortemente o estágio inicial da cavitação.

As ondas acústicas geradas por vazamentos podem se propagar pelas paredes do sistema, bem como através de qualquer fluído no interior.

As ondas acústicas são geradas por vibração nas frequências ultrassônicas das moléculas do fluído. As vibrações são produzidas pela turbulência e ocorrem na transição entre um fluxo laminar e turbulento dentro do caminho de vazamento e, à medida que essas moléculas escapam por um orifício.

As ondas acústicas produzidas pelos fatores acima mencionados são utilizadas para detecção e localização de vazamentos.

5.3 Influência das diferenças de pressão

A diferença de pressão é o principal fator que afeta a taxa de vazamento. No entanto, a presença de caminhos de vazamento pode depender de um valor limiar da temperatura ou pressão do fluído. Foram observados vazamentos dependentes da pressão e vazamentos dependentes da temperatura, mas em número extremamente limitado. Os vazamentos dependentes da pressão ou dependentes da temperatura denotam uma condição em que não existe vazamento até atingir o valor limiar da pressão ou temperatura. Neste ponto, o vazamento aparece de repente e pode ser detectável. Quando variação de pressão ou temperatura é invertida, o vazamento segue o curso prescrito para o ponto crítico no qual o vazamento cai à zero. A temperatura e a pressão não são normalmente aplicadas durante o ensaio de vazamento com o objetivo de localizar tais vazamentos. Em vez disso, elas são utilizadas para forçar as descontinuidades existentes a abrir, de modo a iniciar ou aumentar a taxa de vazamento para o ponto de detecção.

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NOTA MERCOSUR - En esta Norma, se entiende el término “tasa de fuga” como cantidad de inventario que se pierde en función del tiempo. Un ejemplo de este efecto son las fugas reversibles en juntas por debajo de la temperatura de servicio y/o la presión de servicio.

Por lo general, las ondas de EA emitidas por una fuga tienen un espectro de frecuencia característico dependiendo de la diferencia de presión y la forma del recorrido de la fuga. Por lo tanto, la capacidad de detección de la fuga depende de la respuesta en frecuencia del sensor y se debe tener en cuenta cuando se seleccione la instrumentación.

5.4 Influencia de la geometría en el recorrido de fuga

La intensidad de la EA de un recorrido natural de fuga complejo (por ejemplo, corrosión por picaduras, grietas por corrosión por fatiga o corrosión bajo tensión) es generalmente mayor que la producida por una fuga procedente de una fuente artificial normalizada, tal como un agujero taladrado, utilizada para la verificación. Los parámetros principales que definen la complejidad son la sección transversal, la longitud y la rugosidad superficial del recorrido de la fuga.

5.5 Influencia de la propagación de las ondas Las señales de EA constituyen la respuesta de un sensor a las ondas sonoras generadas en medios sólidos. Estas ondas son similares a las ondas sonoras propagadas en el aire y otros fluidos, pero son más complejas ya que los medios sólidos son también capaces de resistir las fuerzas de corte. Las ondas que encuentran un cambio en el medio en el que se están propagando pueden cambiar de dirección o reflejarse. Además de la reflexión, la interfaz provoca que la onda se refracte en el segundo medio. El modo de la onda también puede haber variado en el proceso de reflexión o refracción o ambos.

Una onda incidente en una interfaz entre dos medios se reflejará o se refractará de forma que las direcciones de las ondas incidentes, reflejadas y refractadas estarán todas situadas en el mismo plano. Este plano está definido por la línea a lo largo de la cual la onda incidente se propaga y la normal a la interfaz.

Los factores indicados a continuación son importantes para la tecnología de EA:

a) la propagación de onda tiene la influencia más significativa sobre la forma de la señal detectada;

NOTA MERCOSUL - Nesta Norma, o termo “taxa de vazamento” é entendido como a quantidade de inventário que se perde em função do tempo. Um exemplo desse efeito são os vazamentos reversíveis em selos abaixo da temperatura de serviço e/ou pressão de serviço.

As ondas de EA normalmente emitidas por um vazamento têm um espectro de frequência característico dependendo da diferença de pressão e da forma do caminho de vazamento. Portanto, a detectabilidade do vazamento depende da resposta em frequência do sensor e isso deve ser levado em consideração ao selecionar o sistema de medição. 5.4 Influência da geometria do caminho de vazamento

A intensidade de EA de um caminho de vazamento complexo natural (por exemplo, corrosão por “pinhole”, fadiga ou trincas por corrosão sob tensão) é geralmente maior do que a produzida por vazamento de uma fonte artificial padrão, como um furo feito para verificação. Os principais parâmetros que definem a complexidade são a seção transversal, o comprimento e a rugosidade da superfície do caminho de vazamento.

5.5 Influência da propagação da onda

Os sinais de emissão acústica são a resposta de um sensor às ondas sonoras geradas em meio sólido. Essas ondas são semelhantes às ondas sonoras propagadas no ar e outros fluídos, mas são mais complexas porque o meio sólido também é capaz de resistir à força de cisalhamento.

As ondas que enfrentam uma mudança no meio em que se propagam podem mudar as direções ou refletir. Em adições à reflexão, a interface faz com que a onda se desvie da linha de propagação original ou se refrate no segundo meio. Também o modo da onda pode ser alterado no processo de reflexão e/ou refração.

Uma onda incidente na interface entre dois meios reflete ou refrata de tal forma que as direções das ondas incidentes, refletidas e refratadas se situam no mesmo plano. Este plano é definido pela linha ao longo da qual a onda incidente está se propagando e a normal à interface.

Os fatores abaixo são importantes para a tecnologia de EA:

a) a propagação da onda tem influência significativa na forma do sinal detectado;

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b) la velocidad de la onda es clave para el cálculo de la localización de la fuente;

c) la atenuación del sonido determina la separación máxima de los sensores aceptable para una detección efectiva.

La propagación de onda influye en la forma de la onda recibida de la siguiente forma:

- las reflexiones, refracciones y conversiones de modo en el camino entre la fuente y el sensor resul-tan en un gran número de recorridos de propagación diferentes de longitudes diferentes; - los múltiples recorridos de propagación en el camino entre la fuente y el sensor, aún en ausencia de contornos de reflexión, pueden ser causados por la propia estructura. Por ejemplo, recorridos en espiral en un cilindro;

- la separación de los diferentes componentes de onda (modos diferentes, frecuencias diferentes) que se desplazan a velocidades diferentes;

- la atenuación del sonido (dispersión volumétrica, absorción, así como atenuación debida al primer y tercer efecto anteriormente enumerados).

La atenuación del sonido está influenciada por los líquidos dentro de una estructura o tubo, que asisten en la propagación de las ondas acústicas, mientras que los líquidos (situados en el interior y en el exterior) tienden a reducir la señal detectable de la propagación de las ondas acústicas. Este efecto dependerá de la relación de las impedancias acústicas de los diferentes materiales. La onda de EA en el interior se utilizará, generalmente, para la detección de fuentes de EA a largas distancias debido a la baja atenuación de las ondas en la mayoría de los líquidos.

6 Aplicaciones

El ensayo por EA ofrece muchas posibilidades para detectar fugas en equipos presurizados, en los sectores de industria e investigación. El ensayo por EA se utiliza en las siguientes áreas:

a) recipientes a presión;

b) tubos y sistemas de tuberías; c) tanques de almacenamiento; d) cuerpos de caldera;

e) tubos de caldera; f) autoclaves;

g) intercambiadores de calor;

b) a velocidade da onda é a chave para a localização da fonte;

c) a atenuação do som define o espaçamento máximo aceitável entre sensores para a detecção efetiva.

A propagação de ondas influencia a forma de onda recebida das seguintes formas:

- reflexões, refrações e conversões de modo entre a fonte e o sensor resultam em vários caminhos de propagação diferentes de comprimentos diferentes;

- múltiplos caminhos de propagaçãoentre a fonte e o sensor, mesmo na ausência de refletores,pois podem ser causados pela própria estrutura. Por exemplo, caminhos em espiral em um cilindro;

- separação de diferentes componentes de onda (diferentes modos, diferentes frequências) que propagam-se em diferentes velocidades;

- atenuação do som (dispersão volumétrica, absorção, bem como a atenuação devido ao primeiro e terceiro efeitos listados acima).

A atenuação do som é influenciada por líquidos dentro de uma estrutura ou tubulação, pelos quais ocorre a propagação de ondas acústicas, enquanto os líquidos (internos e externos) tendem a reduzir o sinal detectável da propagação das ondas acústicas. Este efeito dependerá da relação entre as impedâncias acústicas dos diferentes materiais. A onda de EA interna é utilizada normalmente para a detecção de fontes de EA em longas distâncias devido a baixa atenuação sonora de onda para a maioria dos líquidos.

6 Aplicações

O ensaio de EA oferece muitas possibilidades para detectar vazamentos de equipamentos pressurizados na indústria e campos de pesquisa. O ensaio de EA é utilizado nas seguintes áreas: a) vasos de pressão;

b) sistemas de tubos e tubulações; c) tanques de armazenamento; d) tubulões de caldeira;

e) tubos de caldeira; f) autoclaves;

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h) contenedores; i) válvulas; j) válvulas de seguridad; k) bombas; l) sistemas de vacío. 7 Sistema de medición 7.1 Requisitos generales

Los componentes de instrumentación (software y hardware) deben estar en conformidad con los requisitos de las normas EN 13477-1 y EN 13477-2.

7.2 Sensores

7.2.1 Rangos de frecuencia típicos (anchos de banda)

El rango de frecuencias óptimo para la detección de fuga depende en gran medida de la aplicación, del tipo de fluido, de la diferencia de presión a nivel de la fuga, de la velocidad de fuga y de la distancia entre el sensor y la fuente, entre otros. Por ejemplo, el rango de frecuencias óptimo para la detección de fugas en el fondo de tanques atmosféricos está comprendido aproximadamente entre 20 kHz y 80 kHz, ya que la distancia entre el sensor y la fuente puede ser larga y, a estas frecuencias, la atenuación es baja. El espectro de frecuencias preferente para la detección de fugas en tuberías de alta presión puede llegar hasta 400 kHz para una relación señal-ruido óptima en presencia de fuentes indeseables. La detección de fugas en tuberías de baja presión (por ejemplo, para suministro de agua) se suele efectuar a 5 kHz, como máximo.

Normalmente, un sensor está en contacto directo con el objeto de ensayo. En este caso, se debe utilizar un acoplante entre el sensor y el objeto de ensayo para una transmisión óptima y estable de las ondas. La durabilidad, estabilidad y composición química del acoplante deben adaptarse a la duración de la monitorización, al rango de temperatura y a la resistencia a la corrosión del objeto de ensayo.

7.2.2 Método de fijación

La duración de la monitorización tiene influencia sobre el método de fijación. Para una instalación temporal sobre un objeto ferromagnético sometido a ensayo, un soporte magnético puede ser un dispositivo adecuado de montaje. Para instalaciones permanentes, los sensores pueden fijarse mediante abrazaderas metálicas o pegados

h) contenções; i) válvulas; j) válvulas de segurança; k) bombas; l) sistemas de vácuo. 7 Sistema de medição 7.1 Requisitos gerais

Os componentes do sistema de medição (hard e software) devem estar em conformidade com os requisitos da EN 13477-1 e EN 13477-2.

7.2 Sensores

7.2.1 Faixas de frequência típicas (larguras de banda)

A faixa de frequência ideal para a detecção de vazamento depende muito da aplicação, do tipo de fluído, da diferença de pressão no vazamento, da taxa de vazamento e da distância do sensor para a fonte e muito mais. Por exemplo, a faixa de frequência ideal para a detecção de vazamento do piso de tanque de tanques atmosféricos é de cerca de 20 kHz a 80 kHz, porque a distância da fonte para o sensor pode ser grande e, a essas frequências, a atenuação é baixa. A faixa de frequência preferencial para a detecção de vazamento de tubulação de alta pressão pode aumentar até 400 kHz para uma relação sinal/ruído ideal na presença de fontes indesejavéis. A detecção de vazamento em tubulações de baixa pressão (por exemplo, fornecimento de água) geralmente é realizada a uma frequência igual ou inferior a 5 kHz.

Normalmente, um sensor está em contato direto com o objeto a ser ensaiado. Então, um acoplante deve ser utilizado entre o sensor e o objeto a ser ensaiado, para uma transferência de onda ideal e estável. A durabilidade, a consistência e a composição química do acoplante devem atender a duração do monitoramento, a faixa de temperatura e a resistência à corrosão do objeto a ser ensaiado.

7.2.2 Método de montagem

O método de montagem é influenciado pela duração do monitoramento. Para uma instalação temporária em um objeto ferromagnético a ser ensaiado, um suporte magnético pode ser um dispositivo de montagem adequado. Para instalações permanentes, os sensores podem ser fixados por grampos metálicos ou atados ao objeto

(13)

al objeto sometido a ensayo mediante un medio adhesivo de acoplamiento apropiado.

7.2.3 Rango de temperaturas, guía de ondas El rango de temperaturas de operación del sensor de EA debe corresponder con las condiciones de la temperatura de la superficie del objeto de ensayo, de lo contrario, se deben utilizar guías de ondas entre el sensor y el objeto de ensayo.

7.2.4 Seguridad intrínseca

Si el sensor tiene que instalarse en una atmósfera potencialmente explosiva, debe ser intrínsecamente seguro y, por lo general, se recomienda que esté en conformidad con la directiva ATEX, en función del peligro clasificado en la ubicación en la que se tiene que utilizar. Ver las normas EN 60079-0, EN 60079-11 y EN 60079-14, para instalaciones a prueba de explosiones. NOTA MERCOSUR - Para mayor información sobre la directiva ATEX, consultar las directivas 94/9/CE (ATEX-100) y 99/92/CE (ATEX-137) de la Unión Europea.

7.2.5 Sensores sumergidos

Si el sensor debe ser sumergido en un líquido, el código IP del sensor (definido en la norma EN 60529) debe ser IP68, como mínimo. El sensor y otros accesorios sumergidos deben ser estancos a la presión máxima posible del líquido.

7.2.6 Dispositivos electrónicos incorporados (amplificador, convertidor RMS, convertidor ASL, filtro pasa banda)

Existen sensores pasivos y sensores con un preamplificador incorporado de un ancho de banda adecuado. Los sensores con dispositivos electrónicos incorporados son menos sensibles a las perturbaciones electromagnéticas, debido a la eliminación del cable de conexión del sensor al preamplificador. Estos sensores suelen ser algo mayores en tamaño y peso y suelen tener un rango de temperaturas más limitado.

Los sensores también pueden incluir un convertidor de señal a RMS, un convertidor de señal a ASL y/o un comparador de límites con salida de datos digital.

7.3 Sistemas de medición de EA portátiles y no portátiles

Un equipo para la detección de fugas por EA diseñado para ser portátil suele incluir uno o pocos canales. Por lo general, la selección de un dispositivo portátil se basa en varios factores, como por ejemplo el costo, la duración del ensayo, el

a ser ensaiado através de um acoplamento aderente adequado.

7.2.3 Faixa de temperatura, guia de onda

A faixa de temperatura de operação do sensor de EA deve atender às condições de temperatura da superfície do objeto a ser ensaiado, caso contrário, os guias de onda devem ser utilizados entre o sensor e o objeto a ser ensaiado.

7.2.4 Segurança intrínseca

Se o sensor é destinado a ser instalado em uma atmosfera explosiva, o sensor deve possuir tipo de proteção intrínseca e geralmente, recomenda-se que seja em conformidade com a diretiva ATEX, dependendo do perigo classificado no local da instalação. Ver as normas EN 60079-0, EN 60079-11 e EN 60079-14 para instalações à prova de explosão.

NOTA MERCOSUL - Para mais informações sobre a diretiva ATEX, consulte as diretivas 94/9/CE (ATEX-100) e 99/92/CE (ATEX-137) da União Européia.

7.2.5 Sensores imersos

Se o sensor for imerso em um líquido, o código IP do sensor (definido na EN 60529) deve ser especificado para pelo menos IP68. O sensor e outros acessórios imersos devem ser vedados para a máxima pressão possível do líquido.

7.2.6 Dispositivos eletrônicos integrados (amplificador, conversor RMS, conversor ASL, filtro passa banda)

Sensores passivos e sensores com um pré-amplificador integrado de largura de banda adequada estão disponíveis. Os sensores com eletrônicos integrados são menos suscetíveis a distúrbios eletromagnéticos, devido à eliminação de um cabo de conexão do sensor para o pré-amplificador. Esses sensores geralmente são um pouco maiores em tamanho e peso e têm uma faixa de temperatura limitada.

Os sensores também podem incluir um conversor de sinal para RMS, um conversor de sinal para ASL e/ou um comparador de limite com saída digital.

7.3 Sistemas de medição de EA portáteis e não portáteis

Um sistema de medição de detecção de vazamento por emissão acústica projetado para utilização portátil contém geralmente um ou poucos canais. A escolha de um sistema de medição portátil geralmente é baseada em vários fatores, como

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riesgo y la disponibilidad de una alimentación externa.

Los dispositivos portátiles se utilizan para la detección de fugas en válvulas.

7.4 Sistemas de medición de EA monocanal y multicanal

7.4.1 Sistemas monocanal

Los sistemas monocanal se suelen utilizar para un modo de búsqueda punto a punto, desplazando el sensor sobre las zonas de interés de la estructura.

7.4.2 Sistemas multicanal

Los sistemas multicanal se suelen utilizar para grandes estructuras en las que las posiciones del sensor están fijas y se puede aplicar uno de los procedimientos de localización indicados en 9.3.

Para la detección de fugas en un sistema de tuberías en centrales nucleares, también se suelen utilizar equipos con configuraciones multicanal, instalados de forma permanente para la monitorización remota continua del estado estructural.

7.5 Tipos de medida (RMS, ASL vs. hit o EA continua vs. señal discreta de EA)

Los equipos simples miden en continuo en función del tiempo el ASL (media aritmética del logaritmo de la señal de EA rectificada durante un periodo de tiempo especificado) y/o RMS (la raíz cuadrada de la media del cuadrado de la señal de EA durante un periodo de tiempo especificado) y/o las amplitudes máximas en un periodo de tiempo especificado, y muestran los resultados.

Algunos equipos pueden mostrar la evolución, numérica o gráficamente, de las funciones a lo largo del tiempo para cada canal y compararlas con niveles de alarma fijos o dinámicos, de modo que cuando se alcancen las condiciones de alarma, la misma se active automáticamente.

Equipos más sofisticados pueden también adquirir y almacenar datos sobre la forma de onda para la determinación de diferencias de tiempo mediante el método de medición de ∆t o el método de corre-lación cruzada.

custo, duração do ensaio, perigo e disponibilidade de energia externa.

Sistemas de medição portáteis são utilizados para detecção de vazamento de válvulas.

7.4 Sistemas de medição de EA de um canal e multicanal

7.4.1 Sistemas de medição de um canal

Os sistemas de medição de um canal geralmente são utilizados para um modo de busca ponto a ponto, sendo o sensor movido para áreas de interesse sobre a estrutura.

7.4.2 Sistemas de medição de multicanal Os sistemas de medição de multicanal são utilizados principalmente para grandes estruturas, onde as posições dos sensores são fixas e um dos procedimentos de localização em 9.3 pode ser aplicado.

Além disso, sistemas de medição instalados permanentemente para monitoramento contínuo remoto da condição estrutural, para detecção de vazamentos na rede de tubulação de usinas nucleares, são frequentemente utilizados em configurações de múltiplos canais.

7.5 Características de medição (RMS, ASL versus sinal ou EA contínuo versus EA explodida)

Sistemas de medição simples medem continuamente como função ao longo do tempo o ASL (a média aritmética do logaritmo do sinal de EA retificado durante um período de tempo especificado) e/ou RMS (a raiz quadrada do valor quadrático médio do sinal de EA durante um período especificado de tempo) e/ou picos de amplitudes dentro de um período de tempo especificado e exibem os resultados.

Em alguns dos sistemas de medição, as funções resultantes ao longo do tempo podem ser mostradas para cada canal numericamente ou graficamente e comparadas com níveis de alarme estáticos ou calculados, de modo que as condições de alarme podem disparar automaticamente um alarme.

Sistemas de medição mais sofisticados também podem adquirir e armazenar dados de formas de onda para determinação de diferenças de tempo por meio de medição do ∆t ou método de correlação cruzada.

(15)

7.6 Verificación con ayuda de fuentes artificiales de ruido de fuga

Se recomienda la utilización de una fuente artificial de ruido de fuga para verificar el sistema.

Se puede utilizar un montaje que utilice un chorro de aire o un bloque o un tubo de prueba con un agujero que permita pasar un flujo controlado de gas o líquido, a fin de determinar la dependencia de la amplitud de la estimulación con relación a la estimulación del flujo de gas o líquido y la amplitud medida a una cierta distancia del emisor.

Para la verificación periódica del sistema, se puede utilizar una fuente artificial de ruido de fuga de buena reproducibilidad, como un sensor pasivo estimulado por onda eléctrica, un ruido blanco o una señal sinusoidal de una cierta frecuencia procedente de un generador de función.

8 Etapas del ensayo de detección de fugas 8.1 Colocación del sensor

Para estructuras no enterradas, los sensores de EA montados en la superficie con posiciones fijas se acoplan en contacto directo al objeto de ensayo o mediante guías de ondas acústicas. El método de montaje y los materiales de acoplamiento utilizables dependen principalmente de la temperatura y de la duración de la medición (ver 7.1).

La calidad del acoplamiento del sensor puede mejorarse con dispositivos especiales (zapatas) adaptados en conformidad con el diámetro o curvatura de la estructura ensayada.

Con dispositivos de inspección de tuberías enterradas (pig), los sensores de EA se montan en dicho dispositivo y las mediciones se suelen efectuar en el transcurso de su uso (ver A.2). La posición correspondiente del pig puede medirse en base a un codificador y/o marcadores acústicos, situados en el exterior de la tubería.

Los sensores deben estar situados de forma que se garantice la localización de las fugas, en base a un procedimiento de localización adecuado (ver el Capítulo 9), y que se consiga la precisión requerida para la localización. Sus posiciones en la estructura deben tener en cuenta soldaduras, cambios de forma que afecten las características del flujo, efectos de enmascarado por toberas o injertos, fijaciones auxiliares, etc.

Para preparar la verificación periódica del sistema, se deben definir localizaciones apropiadas sobre el objeto a ensayar para una estimulación artificial y

7.6 Verificação utilizando fontes de ruído artificial de vazamento

Recomenda-se o uso de uma fonte artificial de ruído de vazamento para a verificação do sistema de medição.

Uma configuração utilizando um jato de ar ou um bloco de ensaio/tubo com um furo perfurado que passa um fluxo controlado de gás ou líquido pode ser utilizado para determinar a dependência da amplitude de estimulação versus fluxo estimulado de gás ou líquido e amplitude medida a uma certa distância do emissor.

Uma fonte de ruído de vazamento artificial bem reproduzível, como um sensor passivo estimulado por onda elétrica, como ruído branco ou um sinal senoidal de determinada frequência de um gerador de função, pode ser utilizada para verificação periódica do sistema de medição.

8 Etapas de ensaio para detecção de vazamento

8.1 Montagem do sensor

Para estruturas acima do solo, os sensores de EA montados em superfície com posições fixas são conectados em contato direto ao objeto de ensaio ou através de guias de ondas acústicas. O método de montagem e materiais de acoplamento utilizáveis dependem principalmente da temperatura e duração da medição (ver 7.1).

A qualidade do acoplamento do sensor pode ser reforçada por dispositivos especiais (sapatas) que se adequam ao diâmetro/ curvatura da estrutura ensaiada.

Com os dispositivos de detecção de vazamentos para tubulações enterradas (pig), os sensores EA são montados no pig e as medidas geralmente são feitas durante a trajetória dele (ver A.2). A posição correspondente do pig pode ser medida com base em um codificador e/ou marcadores acústicos posicionados na parte externa do tubo.

Os sensores devem ser posicionados de modo a garantir a localização do vazamento com base no procedimento de localização apropriado (ver Seção 9) e alcançar a precisão de localização necessária. Suas posições na estrutura devem levar em consideração soldas, mudanças de forma que afetam características de fluxo, efeitos de sombreamento de bocais e acessórios auxiliares, etc.

Para preparar a verificação periódica do sistema, locais apropriados para estimulação artificial devem ser definidos no objeto de ensaio e a resposta de

(16)

se debe determinar y verificar periódicamente la respuesta de ciertos sensores a diferentes distancias de la estimulación.

Antes del ensayo, se deben efectuar mediciones de propagación de onda y atenuación, mediante una fuente Hsu-Nielsen o fuentes artificiales de ruido de fuga (ver 7.5) sobre la estructura, a fin de deter-minar la velocidad de onda efectiva y de calcular la distancia máxima permitida del sensor necesaria para la detección de fugas con una sensibilidad predefinida. Muchos factores influyen en el espaciado máximo del sensor para la detección y localización de fugas, por ejemplo el recubrimiento de la superficie por revestimiento, plaqueado o aislamiento térmico; nivel de ruido de fondo; presión del sistema; tipo de fluido; tipo de fuga; entre otros.

8.2 Características medidas

En su forma más simple la detección de fugas comprende la medición de los valores RMS/ASL en cada posición del sensor definida en función del tiempo para estimar la ubicación aproximada de la fuente. Además, la presión se mide en función del tiempo y la ocurrencia de un cambio en los valores RMS/ASL puede estar correlacionada con un cambio de presión. Como verificación, se recomienda medir los valores RMS/ASL en función del aumento o disminución de la presión.

Para situaciones más complejas, se pueden medir otras características para mejorar el diagnóstico, por ejemplo:

- factor de cresta; - tiempo de llegada; - forma de onda;

- espectro de frecuencia;

- otros parámetros externos (por ejemplo, temperatura).

8.3 Ruido de fondo

El ruido de fondo suele ser una combinación de ruido medioambiental y ruido relacionado con el proceso.

8.3.1 Ruido medioambiental

A veces es inevitable que el ruido medioambiental, incluso el ruido transmitido por vía aérea, sea captado junto al sonido de interés. Puede ser ruido debido a condiciones climáticas, tráfico rodado, trenes, aviones, pájaros, etc.

certos sensores em várias distâncias para a estimulação deve ser determinada e periodicamente verificada.

Antes do ensaio as medidas de propagação e atenuação das ondas, devem ser realizadas na estrutura, utilizando uma fonte Hsu-Nielsen ou fontes de ruído de vazamento artificial (ver 7.5), para determinar a velocidade efetiva da onda e para calcular a distância máxima permitida entre sensores necessária para detecção de vazamento com sensibilidade predefinida. O espaçamento máximo entre sensores para detecção e localização de vazamentos é influenciado por muitos fatores, como cobertura de superfície por revestimento, revestimento ou isolamento, nível de ruído de fundo, pressão do objeto de ensaio, tipo de fluído, tipo de vazamento, etc.

8.2 Recursos de medição

Na sua forma mais simples, a detecção de vazamento compreende a medição do RMS/ASL em cada posição de sensor definida como uma função de tempo para estimar a localização aproximada da fonte. Além disso, a pressão é medida em função do tempo e a ocorrência de uma alteração no RMS/ASL, pode ser correlacionada com uma mudança de pressão. Recomenda-se que o RMS/ASL seja medido como uma função de pressão crescente ou decrescente para fins de verificação.

Para situações mais complexas, no intuito de melhorar o diagnóstico, outras características podem ser medidas, como as seguintes:

- fator de crista; - tempo de chegada; - forma de onda;

- espectro de frequência;

- parâmetros externos relacionados (por exemplo, temperatura).

8.3 Ruído de fundo

O ruído de fundo geralmente é uma combinação de ruído ambiental e do processo.

8.3.1 Ruído ambiental

Às vezes, é inevitável que o ruído ambiental, mesmo o ruído no ar, seja captado além do conjuntamente com o ruído do vazamento. Este pode ser ruído devido às condições climáticas, tráfego rodoviário, trilhos, aviões, pássaros, etc.

(17)

En este caso, puede ser útil añadir un sensor guarda para monitorizar el ruido transmitido por vía aérea (o vía líquida en medioambiente submarino) para identificar y descartar el ruido medioambiental. 8.3.2Ruido relacionado con el proceso

El ruido relacionado con el proceso está producido por las condiciones de servicio de la estructura ensayada. Su influencia puede reducirse mediante: - la selección del periodo de ensayo apropiado; - el aislamiento de las fuentes de ruido, y;

- el uso de métodos de análisis más sofisticados, filtrados, reconocimiento de patrones.

8.4 Adquisición de datos

La adquisición de datos en su forma más simple incluye mediciones puntuales de una variable (por ejemplo RMS, ASL o amplitud de la cresta de la señal) en un modo de búsqueda para detectar y localizar una fuga. Siempre que el equipo lo permita, se debe almacenar los resultados de todas las mediciones así como los parámetros de ensayo. Cuando se utilice un equipo más avanzado, se deben adquirir los parámetros de señal necesarios y se deben registrar de forma continua o periódica.

Se debe seleccionar la duración de la adquisición teniendo en cuenta los valores y la fluctuación de las mediciones del ruido de fondo.

9 Procedimientos de localización 9.1 Consideraciones generales

Las señales de EA de ondas causadas por fugas de fluido suelen ser de naturaleza continua, superpuestas por transitorios que reflejan la naturaleza de la dinámica del fluido, el recorrido de las fugas, la respuesta estructural y la trayectoria de la propagación de ondas en la estructura de contención.

Se han desarrollado diversas estrategias para la localización de fugas.

En general, ninguna de las estrategias proporciona una localización muy precisa, pero en aplicaciones industriales, incluso una localización aproximada, puede ser muy interesante desde el punto de vista económico.

Nesses casos, pode ser útil adicionar um sensor guarda para monitorar o ruído aéreo (ou ruído de água no ambiente submarino) para identificar e ignorar o ruído ambiental.

8.3.2 Ruído do processo

O ruído do processo será criado a partir das condições de serviço da estrutura ensaiada. Sua influência pode ser reduzida

- escolhendo um período de ensaio apropriado; - isolando as fontes de ruído, e;

- usando métodos de análise mais sofisticados, filtragem, reconhecimento de padrões.

8.4 Aquisição de dados

A aquisição de dados em sua forma mais simples envolve medições pontuais de uma variável (por exemplo, RMS, ASL ou amplitude de pico) em um modo de busca para detectar e localizar um vazamento. Sempre que o equipamento o permita, os resultados de todas as medições, bem como os parâmetros de ensaio, devem ser armazenados. Quando o equipamento mais avançado é utilizado, os parâmetros de sinal necessários devem ser adquiridos e gravados de forma contínua ou periódica.

A duração da aquisição deve ser escolhida tendo em conta os valores e a variação das medições de ruído de fundo.

9. Procedimentos de localização 9.1 Considerações gerais

Os sinais de EA de ondas causadas por um vazamento de fluído geralmente são superpostos continuamente por transientes que refletem a natureza da dinâmica de fluídos, caminho de vazamento, resposta estrutural e caminho de propagação de onda na estrutura de contenção.

Várias estratégias para localização de vazamento foram desenvolvidas.

Em geral, nenhuma das estratégias fornece uma localização altamente precisa, mas, para aplicações industriais, mesmo uma localização aproximada pode ser muito econômica.

(18)

9.2 Localización con un único sensor, basada en la atenuación de las ondas de EA

Esta estrategia utiliza la atenuación de ondas de EA en la estructura de contención. Cerca de la fuente los niveles de la señal serán más altos que más lejos de la fuente. La posición de la fuga se asigna a la posición de la medición con el RMS o ASL más altos.

A menudo se utiliza un dispositivo portátil con un único sensor para realizar mediciones en diferentes posiciones sobre una estructura. En este caso, las mediciones se deben realizar durante un periodo de tiempo más extenso o de forma repetida por posición a fin de identificar las fluctuaciones posibles de la señal de EA que pudiesen afectar la localización.

Una variante del método mencionado es el método de “mapeo de campo acústico” donde se efectúan mediciones punto por punto siguiendo un patrón de cuadrícula y se registra como un mapeo del nivel de amplitud ISO.

Otra aplicación de esta metodología es el método de diferencia de amplitud con un acceso de dos puntos. Se puede realizar el cálculo utilizando la diferencia de amplitud en los puntos de acceso A y B. Si la diferencia es cero, la fuente debe estar a media distancia entre A y B. Para una estructura lineal con puntos de acceso A y B, la localización de la fuente Xs puede calcularse utilizando la

Fórmula (1):

9.2 Localização do sensor único com base na atenuação da onda EA

Esta estratégia usa a atenuação das ondas EA na estrutura de contenção. Perto da fonte, os níveis de sinal serão maiores do que mais longe da fonte. A posição do vazamento é atribuída à posição de medição com o RMS ou ASL mais alto.

Muitas vezes, um único dispositivo de sensor de mão é usado para fazer as medidas em diferentes posições em uma estrutura. Neste caso, as medidas devem ser tomadas durante um período de tempo mais longo ou repetidamente por posição, a fim de identificar possíveis flutuações no sinal EA que possam afetar a localização.

Uma variante do acima é o método de "mapeamento de campo acústico" onde as medições ponto a ponto são feitas seguindo um padrão de grade e relatadas como mapeamento de nível de amplitude ISO.

Uma aplicação adicional desta metodologia é o método de diferença de amplitude com um acesso de dois pontos. O cálculo pode ser realizado usando a diferença de amplitude nos pontos de acesso A e B. Se a diferença for zero, a fonte deve estar na metade da distância entre A e B. Em uma estrutura linear com pontos de acesso A e B, a localização da fonte Xs Pode ser calculado usando

a Fórmula (1):

X

S

,

X

A

X

B

,

U

A

U

B

0 5

0 5

(1) donde Xs es la localización X de la fuente;

XA es la localización X del punto de acceso A;

XB es la localización X del punto de acceso B;

UA es la amplitud de la señal en el punto de

acceso A en dBEA;

UB es la amplitud de la señal en el punto de

acceso B en dBEA;

α es la constante de atenuación en dB/m.

α debe ser conocida o determinada por una medición en un tercer punto de acceso a una distancia conocida de A y B.

onde

Xs é a localização X da fonte;

XA é a localização X do ponto de acesso A;

XB é a localização X do ponto de acesso B;

UA é a amplitude do sinal no ponto de acesso A

no dBEA;

UB é a amplitude do sinal no ponto de acesso B

no dBEA;

α é a constante de atenuação em dB/m;

α deve ser conhecido ou determinado por uma medição em um terceiro ponto de acesso a uma distância conhecida de A e B.

(19)

9.3 Localización con varios sensores basado en valores ∆t (lineal, en el plano)

9.3.1 Método basado en la determinación del tiempo de llegada (al nivel del umbral y/o al nivel del valor máximo de la señal)

En esta estrategia, se conoce la curva de atenuación y se utilizan varios sensores en un esquema de localización para localizar la fuente a partir de los valores ∆t.

Debido a que las señales son de naturaleza más o menos continua, este método está basado en la presencia de transitorios superpuestos sobre las señales. Los tiempos de llegada se miden mediante un nivel de umbral y/o un nivel de detección del valor máximo de la señal.

El resultado del método de nivel de umbral puede mejorarse ajustando el umbral por canal en base a la distribución de la amplitud o la atenuación de onda conocida.

Un ejemplo del uso de esta estrategia es la localización en el plano en un tanque de almacenamiento a nivel del suelo (ver A.4).

9.3.2 Método de correlación cruzada

La correlación se refiere comúnmente a una amplia gama de relaciones estadísticas que implican dependencia. La correlación cruzada es una medida de la similitud de dos formas de onda en función de un retardo de tiempo aplicado a una de ellas. A pesar de que se suele utilizar para buscar un patrón de duración menor dentro de una señal de larga duración, puede utilizarse en otras mediciones lineales. También tiene aplicaciones en reconocimiento de patrones.

En el campo de la EA, la correlación cruzada se ha utilizado para hallar el patrón tiempo-frecuencia de una señal discreta en un registro de una forma de onda continua. El atraso puede determinarse entre dos canales y ser utilizado para el cálculo de la localización. La correlación cruzada está definida por:

9.3 Localização de múltiplos sensores com base em valores de t (linear, plana)

9.3.1 Nível de limiar e método de temporização de nível de pico

Nesta estratégia, a curva de atenuação é conhecida e vários sensores em um esquema de localização são usados para localizar a fonte de valores de ∆t.

Como os sinais são de natureza mais ou menos contínua, esse método depende da presença de transientes sobrepostos nos sinais. Os tempos de chegada são medidos usando o nível de limiar e/ou a amplitude máxima do sinal de estouro.

O resultado do método de nível de limiar pode ser melhorado ajustando o limite por canal com base na distribuição de amplitude ou na atenuação de onda conhecida.

Um exemplo do uso desta estratégia é a localização plana em um piso de tanque de armazenamento acima do solo (ver A.4).

9.3.2 Método de correlação cruzada

A correlação geralmente se refere a uma ampla classe de relações estatísticas envolvendo dependência. A correlação cruzada é uma medida de similaridade de duas formas de onda como uma função de um intervalo de tempo aplicado a uma delas. Embora, seja comumente utilizado para procurar um padrão de duração mais curta dentro de um sinal de longa duração, ele pode ser usado para outras medidas lineares. Ele também possui aplicações no reconhecimento de padrões.

No campo de EA, a correlação cruzada tem sido usada para encontrar o padrão tempo-frequência de uma explosão em uma gravação de forma de onda contínua. O intervalo de tempo pode ser determinado entre dois canais e usado para o cálculo da localização. A correlação cruzada é definida como:

f

*

g

  

t

f

*

  

g t

d

 

(2) donde

f * representa el conjugado complejo de f.

De forma similar, para funciones discretas, la correlación cruzada se define por:

onde

f * denota o conjugado complexo de f.

Da mesma forma, para funções discretas, a correlação cruzada é definida como:

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