EN 15857:2010

Non-destructive testing - Acoustic emission - Testing of fibre-reinforced polymers - Specific methodology and general evaluation criteria

This European Standard describes the general principles of acoustic emission (AE) testing of materials, components and structures made of FRP with the aim of:
-   materials characterisation;
-   proof testing/manufacturing quality control;
-   retesting/in-service inspection;
-   health monitoring.
When AE testing is used to assess the integrity of FRP materials, components or structures or identify critical zones of high damage accumulation or damage growth under load this standard further describes the specific methodology (e.g. suitable instrumentation, typical sensor arrangements, location procedures, etc.).
It also describes available, generally applicable evaluation criteria for AE testing of FRP and outlines procedures for establishing such evaluation criteria in case they are lacking.
NOTE   The structural significance of the AE may not in all cases definitely be assessed based on AE evaluation criteria only but may require further inspection and assessment (e.g. with other non-destructive test methods or fracture mechanics calculations).
This standard also recommends formats for the presentation of AE test data that allow the application of qualitative and quantitative evaluation criteria, both on-line during testing and by post test analysis, and that simplify comparison of AE test results obtained from different test sites and organisations.

Zerstörungsfreie Prüfung - Schallemissionsprüfung - Prüfung von faserverstärkten Polymeren - Spezifische Vorgehensweise und allgemeine Bewertungskriterien

In dieser Europäischen Norm werden die allgemeinen Grundlagen für die Schallemissionsprüfung (AT) von Werkstoffen, Bauteilen und Konstruktionen aus faserverstärkten Polymeren (FVP) mit dem Ziel beschrieben, ⎯ eine Charakterisierung der Werkstoffe; ⎯ eine Abnahmeprüfung/Prüfung der Fertigungsqualität; ⎯ eine wiederkehrende Prüfung/Inspektion während des Betriebs; ⎯ eine Überwachung der Schadensfreiheit durchzuführen. Wenn die AT zur Bewertung der Integrität von Werkstoffen, Bauteilen oder Konstruktionen aus FVP oder zur Identifizierung kritischer Bereiche angewendet wird, in denen eine hohe Schadensakkumulation oder eine Ausbreitung der Schäden unter Last zu verzeichnen ist, legt diese Norm auch die spezifische Vorgehens-weise fest (z. B. die geeignete Instrumentierung, die übliche Anordnung der Sensoren, die Ortungsverfahren usw.). Diese Norm gibt ferner die verfügbaren und allgemein anwendbaren Bewertungskriterien für die AT von FVP an und, sie legt für den Fall, dass keine Bewertungskriterien verfügbar sind, Verfahren zum Festlegen geeigneter Kriterien fest. ANMERKUNG Die strukturelle Signifikanz der Schallemission kann nicht in allen Fällen zweifelsfrei — nur basierend auf den Schallemissionsbewertungskriterien — beurteilt werden, sondern es können weitere Inspektionen und Bewertungen erforderlich sein (z. B. andere zerstörungsfreie Prüfverfahren oder bruchmechanische Berechnungen). In dieser Norm werden auch Grafikformate zur Präsentation der bei der AT gewonnenen Daten empfohlen, die sowohl online während der Prüfung als auch nach Auswertung der Prüfung die Anwendung qualitativer und quantitativer Bewertungskriterien ermöglichen und dadurch einen Vergleich von Schallemissionsprüf-ergebnissen vereinfachen, die an unterschiedlichen Prüfstandorten und von unterschiedlichen Prüf-organisationen ermittelt wurden.

Essais non destructifs - Émission acoustique - Essai des polymères renforcés par des fibres - Méthodologie spécifique et critères d'évaluation généraux

La présente Norme européenne décrit les principes généraux du contrôle par émission acoustique (EA) des
matériaux, composants et structures en PRF dans le but de réaliser :
- la caractérisation des matériaux ;
- des essais de résistance/un contrôle qualité de la production ;
- des contre-essais/une inspection en service ;
- une surveillance de l’intégrité.
Lorsque le contrôle par émission acoustique sert à évaluer l’intégrité de matériaux, composants ou structures
PRF, ou à identifier les zones critiques présentant une forte accumulation de défauts ou une forte croissance
de défauts sous charge, la présente norme décrit en outre la méthodologie spécifique à adopter (par exemple,
les instruments adaptés, des dispositions de capteurs type, les modes opératoires de localisation, etc.).
Elle décrit également les critères d’évaluation généralement applicables qui sont disponibles pour le contrôle
par émission acoustique des PRF et mentionne les modes opératoires pour établir ces critères s’ils n’existent
pas.
NOTE Il est possible que l’importance structurelle de l’EA ne puisse pas être évaluée de manière définitive dans tous
les cas à l’aide de critères d’évaluation EA uniquement, mais qu’elle requière une inspection et une évaluation
supplémentaires (par exemple, par d’autres méthodes d’essais non destructifs ou par des calculs de mécanique de la
rupture).
La présente norme recommande également des formats pour la présentation des données du contrôle par
émission acoustique permettant l’application de critères d’évaluation qualitatifs et quantitatifs, à la fois en ligne
pendant l’essai et par une analyse après essai, et simplifiant la comparaison des résultats du contrôle par
émission acoustique obtenus sur des sites et par des organismes d’essai différents.

Neporušitveno preskušanje - Akustična emisija - Preskušanje z vlakni ojačenih polimerov - Metodologija in splošna ocenjevalna merila

Ta evropski standard opisuje splošna načela preskušanja materialov, komponent in konstrukcij, narejenih iz FRP, z akustično emisijo (AE) in za: - karakterizacijo materialov; - dokazno preskušanje/nadzor kakovosti proizvodnje; ponovno preskušanje/nadzor med obratovanjem; spremljanje zdravja. Kadar se uporabi preskušanje AE za ocenjevanje neoporečnosti materialov FRP, komponent ali konstrukcij ali prepoznavanje kritičnih območij, kjer se zbira velike škoda ali pa narašča pod bremenom, ta standard nadalje opisuje določeno metodologijo (npr. primerno merilno opremo, tipične razvrstitve senzorjev, lokacijskih postopkov itd.). Prav tako opisuje razpoložljiva, na splošno uporabna ocenjevalna merila za preskušanje FRP z AE in očrta postopke za vzpostavitev takih ocenjevalnih meril, če manjkajo. Ta standard prav tako priporoča formate za prestavitev podatkov preskusa z AE, ki omogočajo uporabo kvalitativnih in kvantitativnih ocenjevalnih meril, neposredno med preskušanjem in z analizo po preskušanju, in da se poenostavi primerjava rezultatov preskusa z AE, pridobljenih iz različnih krajev preskušanja in od različnih organizacij.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 12-Jan-2010
• Withdrawal Date: 30-Jul-2010
• ICS: 19.100 - Non-destructive testing
• Technical Committee: CEN/TC 138 - Non-destructive testing
• Drafting Committee: CEN/TC 138/WG 7 - Acoustic emission testing
• Current Stage: 9060 - Closure of 2 Year Review Enquiry - Review Enquiry
• Start Date: 04-Mar-2022
• Completion Date: 04-Mar-2022
• Ref Project: SIST EN 15857:2011 - Non-destructive testing - Acoustic emission - Testing of fibre-reinforced polymers - Specific methodology and general evaluation criteria

Standards Content (Sample)

2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.Zerstörungsfreie Prüfung - Schallemissionsprüfung - Prüfung von faserverstärkten Polymeren - Spezifische Methodologie und allgemeine BewertungskriterienEssais non destructifs - Émission acoustique - Essai des polymères renforcés par des fibres - Méthodologie spécifique et critères d'évaluation générauxNon-destructive testing - Acoustic emission - Testing of fibre-reinforced polymers - Specific methodology and general evaluation criteria19.100Neporušitveno preskušanjeNon-destructive testingICS:Ta slovenski standard je istoveten z:EN 15857:2010SIST EN 15857:2011en,fr,de01-februar-2011SIST EN 15857:2011SLOVENSKI
STANDARD
EUROPEAN STANDARD NORME EUROPÉENNE EUROPÄISCHE NORM
EN 15857
January 2010 ICS 19.100 English Version
Non-destructive testing - Acoustic emission - Testing of fibre-reinforced polymers - Specific methodology and general evaluation criteria
Essais non destructifs - Émission acoustique - Essai des polymères renforcés par des fibres - Méthodologie spécifique et critères d'évaluation généraux
Zerstörungsfreie Prüfung - Schallemissionsprüfung - Prüfung von faserverstärkten Polymeren - Spezifische Vorgehensweise und allgemeine Bewertungskriterien This European Standard was approved by CEN on 4 December 2009.
CEN members are bound to comply with the CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate the conditions for giving this European Standard the status of a national standard without any alteration. Up-to-date lists and bibliographical references concerning such national standards may be obtained on application to the CEN Management Centre or to any CEN member.
This European Standard exists in three official versions (English, French, German). A version in any other language made by translation under the responsibility of a CEN member into its own language and notified to the CEN Management Centre has the same status as the official versions.
CEN members are the national standards bodies of Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland and United Kingdom.
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
Management Centre:
Avenue Marnix 17,
B-1000 Brussels © 2010 CEN All rights of exploitation in any form and by any means reserved worldwide for CEN national Members. Ref. No. EN 15857:2010: ESIST EN 15857:2011

Recommended standard formats for presentation of AE data (examples) .22A.1AE testing of specimens .22A.1.1Example 1: AE data from static tensile testing of UD Carbon-fibre/Epoxy composite .22A.1.2Example 2: AE data from mode I DCB delamination test of UD Glass-fibre/Epoxy composite .27A.2AE testing of components and structures, example 3: AE data from pressure testing.34A.3Advanced analysis methods .41A.3.1General .41A.3.2Waveform/wave mode analysis .41A.3.3Frequency spectrum (FFT) analysis .41A.3.4Pattern recognition of AE sources .41A.3.5Modelling of AE sources .42Bibliography .43 SIST EN 15857:2011

It is already being used for load test monitoring (increasing test safety) and for proof-testing, periodic inspection and periodic or continuous, real-time monitoring (health monitoring) of pressure vessels, storage tanks and other safety-relevant FRP structures. AE testing shows potential where established non-destructive test methods (e.g. ultrasonic or water-jacket tests) are not applicable (e.g. "thick" carbon-fibre reinforced gas cylinders used for the storage and transport of compressed natural gas (CNG), gaseous hydrogen, etc.). The general principles outlined in EN 13554 apply (as stated) to all classes of materials but the document in fact emphasises applications to metal components (see Clause 6 "Applications of the acoustic emission method"). However, the properties of FRP relevant to AE testing are distinctly different from those of metals. FRP structures are inherently inhomogeneous and show a certain degree of anisotropic behaviour, depending on fibre orientation and stacking sequence of plies, respectively. Material composition and properties, and geometry affect wave propagation, e.g. mode, velocity, dispersion, and attenuation, and hence the AE signals recorded by the sensors. Composites with a distinct viscoelastic polymer matrix (e.g. thermoplastics) possess a comparatively high acoustic wave attenuation which is dependent on wave propagation parallel or perpendicular to direction of fibre orientation, plate-wave mode, frequency and temperature dependent relaxation behaviour. Therefore, successful AE testing of FRP materials, components and structures requires a specific methodology (e.g. storage of complete waveforms, specific sensors and sensor arrays, specific threshold settings, suitable loading patterns, improved data analysis, etc.), different from that applied to metals. Most evaluation criteria for AE tests on FRP components and structures to date are either empirical (derived from comparative tests on a limited number of specimens) or else classified (proprietary, unpublished data banks). The time and effort to establish qualified evaluation criteria for specific AE test applications may be too costly to make it worthwhile. Generally applicable evaluation criteria for a class of materials – FRP – will help to pave the way for the development of new applications. There are recent developments in AE testing, e.g. "modal AE" (wave and wave mode analysis in time and frequency domain) and "pattern recognition analysis".
In particular, feature extraction and pattern recognition techniques seem promising for achieving, among others, improved source location and damage mechanism discrimination in materials that show complex wave propagation behaviour and signals originating from multiple mechanisms acting simultaneously, such as FRP. SIST EN 15857:2011
...