ISO 16148:2016
(Main)Gas cylinders — Refillable seamless steel gas cylinders and tubes — Acoustic emission examination (AT) and follow-up ultrasonic examination (UT) for periodic inspection and testing
Gas cylinders — Refillable seamless steel gas cylinders and tubes — Acoustic emission examination (AT) and follow-up ultrasonic examination (UT) for periodic inspection and testing
ISO 16148:2016 gives procedures for the use of acoustic emission examination (AT) and ultrasonic examination (UT) follow-up during the periodic inspection and testing of seamless steel cylinders and tubes with a water capacity of up to 3 000 l used for compressed and liquefied gases. This examination provides acoustic emission (AE) indications and locations that are evaluated by a secondary examination using UT for a possible flaw in the cylinder or tube. Methods other than UT for the secondary examination are not covered by this International Standard. ISO 16148:2016 does not cover composite cylinders. CAUTION ? Some of the tests specified in this International Standard involve the use of processes which could lead to a hazardous situation.
Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz rechargeables en acier sans soudure et tubes — Essais d'émission acoustique et examen ultrasonique complémentaire pour l'inspection périodique et l'essai
ISO 16148:2016 décrit des modes opératoires de l'essai d'émission acoustique (EA) suivi du contrôle par ultrasons (UT) lors du contrôle et des essais périodiques des bouteilles et tubes en acier sans soudure, d'une capacité en eau allant jusqu'à 3 000 l, utilisés pour les gaz comprimés et liquéfiés. Cet examen par émission acoustique (EA) fournit des indications et des localisations qui sont évaluées par un deuxième examen utilisant les ultrasons (UT) pour déterminer un éventuel défaut dans la bouteille ou le tube. Pour ce deuxième examen, les méthodes autres que le contrôle UT ne sont pas couvertes par l'ISO 16148:2015. ISO 16148:2016 ne couvre pas les bouteilles composites.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16148
Second edition
2016-04-15
Gas cylinders — Refillable seamless
steel gas cylinders and tubes —
Acoustic emission examination (AT)
and follow-up ultrasonic examination
(UT) for periodic inspection and testing
Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz rechargeables en acier sans
soudure et tubes — Essais d’émission acoustique et examen
ultrasonique complémentaire pour l’inspection périodique et l’essai
Reference number
©
ISO 2016
© ISO 2016, Published in Switzerland
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www.iso.org
ii © ISO 2016 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Operational principles . 3
5 Personnel qualification . 3
6 Special considerations to ensure valid tests . 4
6.1 General . 4
6.2 Acoustic emission examination methods . 4
6.3 Pressurization . 4
6.4 Safety precautions . 5
7 Acoustic emission examination equipment . 5
8 Acoustic emission examination calibration and equipment verification .7
8.1 Calibration . 7
8.2 Equipment verification . 7
9 Overall procedure. 7
10 Real-time evaluation criteria. 8
11 AT test report . 9
12 Follow-up ultrasonic examination .10
Annex A (normative) Ultrasonic examination (UT) follow-up to acoustic emission
examination (AT) .11
Annex B (normative) AT equipment specifications .17
Annex C (normative) Example instrument settings, examination methods and rejection
criteria for MAE.19
Annex D (informative) Alternative method for source location .22
Annex E (informative) Distance amplitude correction procedures .24
Bibliography .27
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical
Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 58, Gas cylinders, Subcommittee SC 4,
Operational requirements for gas cylinders.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 16148:2006), which has been technically
revised. The changes include
a) expansion of the scope to include tubes of water capacity up to 3 000 l used for compressed and
liquefied gases, and
b) addition of procedures for ultrasonic examination (UT) follow-up during periodic inspection, as
described in the new Annex A.
iv © ISO 2016 – All rights reserved
Introduction
In recent years, new non-destructive examination (NDE) techniques have been successfully introduced
as an alternative to the conventional testing procedures of gas cylinders, tubes and other cylinders at
the time of periodic inspection and testing.
One of the alternative NDE methods for certain applications is acoustic emission examination (AT),
which has proved to be an acceptable test method applied during periodic inspection and testing in
some countries.
The test method requires pressurization to a level greater than the normal filling pressure.
The pressurization medium can be either gas or liquid.
Acoustic emission (AE) measurements are used to detect and locate emission sources. Other NDE
methods are needed to evaluate the significance of AE detected sources. One of the alternative NDE
methods used as a follow-up to AT is ultrasonic examination (UT), which has proved to be an acceptable
testing method applied during periodic inspection and testing. The purpose of this International
Standard is to provide a procedure for locating, detecting and evaluating the relevance of AE indications
such as those from longitudinally oriented crack-like discontinuities. The shear wave (angle beam) UT
method is intended to be used immediately following AT to evaluate the significance of AE indications.
This International Standard describes two methods of AT, defined as Method A and Method B, and a
method of follow-up UT.
With the agreement of the testing and certifying body approved by the competent authority of the
country of approval, the hydraulic pressure test of cylinders and tubes can be replaced by an equivalent
AT/UT Method A or B.
This International Standard is intended to be used under a variety of national regulatory regimes, but has
[1]
been written so that it is suitable for the application of Reference. Attention is drawn to requirements
in the specified relevant national regulations of the country (countries) where the cylinders are
intended to be used that might override the requirements given in this International Standard. Where
there is any conflict between this International Standard and any applicable regulation, the regulation
always takes precedence.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 16148:2016(E)
Gas cylinders — Refillable seamless steel gas cylinders and
tubes — Acoustic emission examination (AT) and follow-
up ultrasonic examination (UT) for periodic inspection
and testing
1 Scope
This International Standard gives procedures for the use of acoustic emission examination (AT) and
ultrasonic examination (UT) follow-up during the periodic inspection and testing of seamless steel
cylinders and tubes with a water capacity of up to 3 000 l used for compressed and liquefied gases.
This examination provides acoustic emission (AE) indications and locations that are evaluated by a
secondary examination using UT for a possible flaw in the cylinder or tube. Methods other than UT for
the secondary examination are not covered by this International Standard.
This International Standard does not cover composite cylinders.
CAUTION — Some of the tests specified in this International Standard involve the use of
processes which could lead to a hazardous situation.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for is application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 5577, Non-destructive testing — Ultrasonic inspection — Vocabulary
ISO 6406, Gas cylinders — Seamless steel gas cylinders — Periodic inspection and testing
ISO 9712, Non-destructive testing — Qualification and certification of NDT personnel
ISO 12716, Non-destructive testing — Acoustic emission inspection — Vocabulary
ISO/IEC 17025, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories
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 characteristic
ASTM E1419, Standard Practice for Examination of Seamless, Gas-Filled, Pressure Vessels using Acoustic
Emission
ASNT SNT-TC-1A, Recommended Practice for Personnel Qualification and Certification in
Nondestructive Testing
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 5577, ISO 12716 and the
following apply.
3.1
critical flaw
imperfection or damage that is large enough to exhibit unstable crack growth under certain service
conditions
3.2
working pressure
settled pressure of a compressed gas at a uniform reference temperature of 15 °C in a full gas cylinder
Note 1 to entry: In North America service pressure is often used to indicate a similar condition, usually at 21,1 °C
(70 °F).
Note 2 to entry: In East Asia, service pressure is often used to indicate a similar condition, usually at 35 °C.
[SOURCE: ISO 10286:2015, definition 736]
3.3
normal filling pressure
level to which a cylinder or tube is pressurized during filling
Note 1 to entry: This is usually greater than the marked working pressure due to the heat of compression.
3.4
acoustic emission test pressure
AT pressure
maximum pressure at which acoustic emission testing is performed
3.5
acoustic emission pressure test range
range of pressure during which acoustic emission is monitored
3.6
Method A
acoustic emission testing performed using pneumatic pressurization to at least 110 % of the normal
filling pressure
Note 1 to entry: Normally performed on an assembly of cylinders (e.g. bundle) or tubes (e.g. tube trailer).
3.7
Method B
acoustic emission testing performed during the hydrostatic proof pressurization to the re-test pressure
on each cylinder or tube
3.8
secondary AE sources
emissions not generated by actual crack propagation and plastic deformation
Note 1 to entry: Contact between the surfaces of a discontinuity as the cylinder expands, fracture or rubbing of
mill scale within a discontinuity as the cylinder expands are examples of secondary AE sources.
3.9
calibration ring
section cut from similar cylinder material used for the calibration of the follow-up UT
3.10
distance amplitude correction curve
DAC curve
curve generated during the standardization process that accounts for the loss of amplitude of the
returning signal as a result of signal travel distance
2 © ISO 2016 – All rights reserved
3.11
shear wave ultrasonic search unit
block of material that conforms to the curvature of the surface of the test object and orients the
ultrasonic transducer at an angle which transmits and receives shear waves
3.12
ultrasonic couplant
fluid medium that forms a thin, bubble-free layer between the search unit and the test object
3.13
skip distance
in angle beam (shear wave) examination, distance along the test surface from the sound entry point to
the point at which the sound returns to the same surface
Note 1 to entry: It can be considered the top surface distance of a complete wave path of sound in the test material.
3.14
modal acoustic emission
MAE
branch of AE (acoustic emission) focused on the detection and analysis of the actual sound waves
produced at fracture sites from crack growths or surface rubbing
4 Operational principles
When cylinders or tubes containing discontinuities are pressurized, sound waves (AE) can be produced
by several different sources (e.g. secondary sources or actual propagation of cracks). These sources can
produce AE indications at pressures less than, equal to or greater than working pressure. The sound
waves travel throughout the structure.
Piezoelectric sensors mounted on a cylinder or tube surface respond to sound waves. They are
connected to a signal processor, which records the signal parameters associated with the passage of
the waves under the sensor. Sound waves travel at assumed constant speeds. With at least two sensors,
one mounted at each end of a cylinder or tube, the approximate location of event sources is derived
from the measured arrival time of sound waves at the sensors.
If measured emissions exceed the specified levels over a linear distance on the cylinder, then
such locations shall undergo a secondary inspection (e.g. by UT) in order to verify the presence of
discontinuities and to measure their dimensions. From this secondary inspection, if the depth of the
discontinuity exceeds the specified limit (that is, a limit based on a number of factors, i.e. cylinder
material, wall thickness, fatigue crack growth rate estimates, fracture critical size calculations and any
practical experience), then the cylinder shall be removed from service.
If, after the examination, a recalibration of the AT equipment proves negative, the relevant cylinder
shall be re-examined by a non-destructive examination (NDE) method other than AT Method A.
5 Personnel qualification
The AT and UT equipment shall be operated, and its operation supervised, by competent personnel who
meet the requirements of ISO 9712 or an equivalent standard (e.g., ASNT SNT TC 1A) as authorized by
the Level III operator. The operator shall meet the requirements for Level I and shall be supervised by a
Level II person. The testing organization shall retain a Level III operator (company employee or a third
party) to oversee the entire AT and UT programme.
6 Special considerations to ensure valid tests
6.1 General
In order to prevent invalid AT when using Method A and to overcome the Kaiser effect, the AT pressure
shall exceed that pressure previously exerted on the cylinder or tube during service, i.e. normal filling
pressure for compressed gases, and the developed pressure at the maximum service temperature (e.g.
65 °C) for liquefied gases.
NOTE 1 The Kaiser effect is characterized by the absence of AE until the previous maximum applied load level
has been exceeded.
If the pressure of the cylinder or tube exceeds 110 % of its normal filling pressure, e.g. exposure to high
ambient temperatures, it shall be recorded [see NOTE to Clause 11 d)].
After pressurization to more than the AT pressure, Method A shall not be performed within a time
period of less than one year or before a sufficient number of pressurization cycles have occurred, since
such practice can decrease the sensitivity of the examination.
NOTE 2 The number of pressurization cycles is related to the design parameters, particularly the material
composition, of the cylinder or tube undergoing periodic inspection and testing. This number of pressurization
cycles at the working pressure of the cylinder or tube is typically between 75 and 100.
If a pressure greater than the normal filling pressure has been applied and a time period equal to or
greater than one year or a sufficient number of pressurization cycles has not elapsed, then the AT shall
be 10 % above this excessive pressure, but shall not exceed the design test pressure (TP) of the cylinder
or tube. If at any stage a receptacle for liquefied gases has been overfilled, this shall be reported to the
re-tester by the cylinder or tube owner or operator. If the AT would result in a pressure greater than
TP, then Method A shall not be applied. Only Method B or a hydrostatic proof pressure test shall be
performed.
WARNING — Take appropriate measures to ensure safe operation and to contain any energy
that could be released during pressure testing. It should be noted that pneumatic pressure tests
require more precautions than hydrostatic proof pressure tests since, regardless of the size
of the container, any error in carrying out this test is highly likely to lead to a rupture under
gas pressure. Therefore, these tests should be carried out only after ensuring that the safety
measures satisfy the safety requirements.
6.2 Acoustic emission examination methods
One of the two AT methods (A or B) may be used during periodic inspection and testing of seamless
steel cylinders in accordance with this International Standard. In both methods, UT follow-up of the AE
indications shall be in accordance with the applicable test method described in Annex A.
Once a method (A or B) has been selected, its result shall be final.
6.3 Pressurization
General practice in the gas industry is to use low pressurization rates. This practice promotes safety
and reduces equipment investment. AT should be performed with pressurization rates low enough to
allow cylinder deformation to be in equilibrium with the applied load. Pressurization should proceed at
rates that do not produce noise from the pressurizing medium. For Method A, typical current practice is
1)
to use pressurization rates that approximate 35 bar/h (3,5 MPa/h) for tubes.
NOTE For smaller cylinders a higher pressurization rate can be suitable provided it is demonstrated that
all detrimental defects can be detected and the pressurization rate is slow enough to allow the pressurization
to be stopped before bursting of the cylinder. Pressure holds are not necessary; however, they can be useful for
reasons other than measurement of AE.
2 5 2
1) 1 bar = 0,1 MPa = 0,1 N/mm = 10 N/m .
4 © ISO 2016 – All rights reserved
Secondary AE sources can produce emissions throughout pressurization. Crack growth normally
produces emissions at pressures higher than the normal filling pressure.
When pressure within a vessel is low and gas is the pressurizing medium, flow velocities are relatively
high. Flowing gas (turbulence) can produce measurable emissions. Considering this, acquisition of AE
data shall commence at some pressure greater than the starting pressure (for example, one-half of the
AT pressure).
Secondary sources in serious flaws can produce more AE than flaw growth. When cylinders are
pressurized, flaws can produce emissions at pressures less than normal filling pressure. An AT
pressure that is at least 10 % greater than normal filling pressure allows measurement of emissions
from secondary sources in flaws and from flaw growth.
Excess background noise can distort AE data or render them useless. Users shall be aware of the
following common sources of background noise:
— high gas fill rate (measurable flow noise);
— mechanical contact with the vessel by objects;
— electromagnetic interference and radio frequency interference from nearby broadcasting facilities
and from other sources;
— leaks at pipe or hose connections;
— airborne sand particles, insects, rain drops or snow, etc.
An AT shall not be used if background noise cannot be eliminated or sufficiently controlled.
6.4 Safety precautions
When performing the AT (especially pneumatically), safety precautions shall be taken to protect
personnel carrying out the examination because of the considerable damage potential from the stored
energy that can be released. Additionally, since AT equipment is not explosion-proof, precautions shall
be taken when the pressurization medium is a flammable gas due to the possibility of a leakage of
flammable gas.
It is essential that good, instantaneous communication exist during manual test operation between the
AT operator and the pressurization operator so pressurization can be paused or the pressure reduced
if necessary. During automated test operations, this shall be ensured by the automated test equipment.
7 Acoustic emission examination equipment
Typical features of the equipment required for both Method A and B of AT are provided in Figure 1. Full
specifications are described in Annex B.
Modal acoustic emission (MAE) can be used for the periodic inspection and testing of refillable seamless
steel gas cylinders and tubes in both Method A and Method B. The corresponding specifications for
MAE are provided in Annex C.
An optional approach for source location when Method A or B is used is specified in Annex D.
Key
1 pressure transducer
2 acoustic emission sensors with integral preamplifier (two for each tube)
3 tube with sensors mounted on sidewall
4 tube with sensors mounted on end flanges
5 printer
6 video monitor
7 computer
8 acoustic emission signal processor
Figure 1 — Essential features of acoustic emission examination equipment
The area of the cylinder where sensors are placed shall be clean and free from dirt and contamination.
A couplant shall be used to connect sensors acoustically to the cylinder or tube surface. Only adhesives
that have acceptable acoustic properties shall be used (see B.3). Sensors shall be held in contact with
the cylinder wall to ensure adequate acoustic coupling, e.g. with magnets, adhesive tape or other
mechanical means.
A preamplifier may be enclosed in the sensor housing or in a separate enclosure. If a separate
preamplifier is used, cable characteristics are critical (see B.4 and EN 13477-1).
Power/signal cable length — i.e. cable between the preamplifier and signal processor — shall not
exceed 150 m (see B.5 and EN 13477-1).
Signal processors are computerized instruments with independent channels that filter, measure and
convert analogue information into digital form for display and permanent storage. A signal processor
shall have speed and capacity to process data independently from all sensors simultaneously. In
addition, it shall not stop processing and shall unambiguously identify to the operator, should the
situation arise where continuous noise such as from valve leakage, flow noise or high emission rate
6 © ISO 2016 – All rights reserved
has rendered the signal permanently above the system threshold. The signal processor shall provide
capability to filter data for replay.
A video monitor should display processed test data in various formats. The display format may be
selected by the equipment operator.
A data storage device such as a compact disc may be used to provide data for replay or for archives.
Hard-copy capability shall be available from a graphics/line printer or equivalent device.
8 Acoustic emission examination calibration and equipment verification
8.1 Calibration
The pressure sensors shall be calibrated annually in a laboratory that meets the requirements of
ISO/IEC 17025. The sensor calibration shall include checking the proper functioning of the loading
apparatus. The Level III operator may authorize the calibration of sensors in accordance with the
practice defined in an appropriate standard, e.g., paragraph 9.1 of ASTM E2191/E2191M:2016. The
competency of personnel is defined in Clause 5.
NOTE This does not prohibit calibration of the pressure sensors off-site from the laboratory, e.g., at the
machine location.
The performance of the complete AT system shall be checked according to EN 13477-2 or an equivalent
standard (i.e. ASTM E1419) and also shall be adjusted so it conforms to the equipment manufacturer’s
specifications.
8.2 Equipment verification
Before and after the examination, the performance of the AT equipment shall be verified. Before and
after the examination, the response of each sensor with the adjoining measurement chain and source
location accuracy shall be verified by measuring the response according to an artificial, induced AE
signal. The preferred technique for conducting this verification check is the Hsu-Nielsen source (see
ISO 12716 or ASTM E1419). The diameter of the pencil lead, the distance to the sensors and the expected
peak amplitude response are interrelated; they shall be specified in the written test instructions.
The verification shall be performed at a distance where the obtained peak amplitude is within the
dynamic range of the measurement chain. The maximum variation allowed shall be ± 3 dB between all
channels. Any deviation outside the allowed range shall be corrected.
The use of an electronic pulser to check that there is no subsequent change in sensitivity, by comparison
with that obtained prior to the examination, is an acceptable alternative to the Hsu-Nielsen source check.
If the pulser is used, an approved procedure shall be provided that clarifies its use and calibration. For
the testing of similar cylinders, the electronic pulser may also be used for the first sensitivity check
based on prior performed examinations.
9 Overall procedure
All accessible external surfaces of the cylinders shall be visually examined. Record observations in a
test report. (See ISO 6406 or equivalent for the rejection criteria.) The procedure is as follows.
NOTE Accessible implies that the trailer need not be dismantled at time of testing when applying Method A.
a) Mechanically isolate the cylinder to prevent any contact with the surface of other cylinders,
hardware, etc. When cylinders cannot be completely isolated, indicate in the test report external
sources that could have produced emissions.
b) Connect the fill hose and the pressure transducer. Eliminate any leaks at connections.
c) Place the sensor on a smooth surface, but not necessarily on bare metal. As a precaution, the coaxial
cable should be supported so its weight will not cause the sensor to become separated from the
cylinder or tube (see Figure 1).
d) Adjust signal processor settings.
e) Check the system performance by breaking a pencil lead (Hsu-Nielsen source) or by using an
electronic pulser on the cylinder or tube at a distance not less than 10 cm from the sensor. Verify
that peak amplitude exceeds 70 dB when 0,3 mm pencil lead is used. Adjust signal processor
AE
threshold above background peak noise. The dynamic range described by the difference between
mean peak amplitude (response to Hsu-Nielsen source) and the threshold setting is dependent
on the method (A or B). For Method A, it is recommended to have a threshold of 40 dB below the
minimum value of the maximum peak amplitude of the lead break at 10 cm; for Method B, the
recommended threshold is 30 dB below the peak amplitude of the lead break at 10 cm.
f) Verify that the AT system displays a correct location for the mechanical device that is used to
produce sound waves. For this purpose, lead breaks shall be performed on the cylinder or tube wall
within the axial distance of the two sensors. The difference between the axial location displayed
by the AT system and the real location on the cylinder or tube related to the sensor positions shall
be determined for each lead break. The accuracy shall be within ± 5 % of the sensor spacing. The
inaccuracy between actual and located positions shall not exceed ± 5 % of the sensor distance
during calibration. If this accuracy cannot be attained, more sensors should be added to reduce the
sensor spacing, which can reduce the overall inaccuracy.
g) Begin pressurizing the cylinder. Interrupt pressurization if there is an exponential increase in AE
activity, from any channel, as a function of pressure. The pressurization rate shall be low enough to
ensure that flow noise is not recorded.
h) Monitor the examination by observing displays that show plots of AE data being generated versus
axial location. If the AE indications meet the criteria of Clause 10, stop pressurization and conduct
an investigation.
In the case of automated control of the system, critical signals are stored in the system under the
supervision of an authority (e.g. notified body). When during the test procedures these signals
are reached or exceeded, the system is set to immediately interrupt the test run and reduce the
pressure from the system. At the same time, an optical (lamp) and acoustic signal will alert the
personnel responsible for the testing.
Depending on the subsequent examination of the vessel by other NDE means, e.g. UT, the vessel will
be rejected or can remain in service.
i) Store all data on mass storage media. Stop pressurizing when pressure reaches the AT pressure.
Pressure shall be monitored with an accuracy of ± 2 % of AT pressure.
10 Real-time evaluation criteria
10.1 The criteria that will result in a stop of the pressurization sequence for rejection inspections or
a pause for further analysis of AE data shall be clearly defined. Supporting data for the choice of test
stop criteria shall be available from an appropriate database, standard or experience. The testing
procedure can be applied in various jurisdictions where the rejection criteria can vary but are specified
by regulations.
10.2 The criteria that will result in a rejection of the tested cylinder or tube or in a stop of the
pressurization sequence for further inspections are influenced by factors such as
— type of cylinder or tube,
— material and heat treatment,
8 © ISO 2016 – All rights reserved
— first or subsequent pressurization.
10.3 Rejection criteria shall be defined clearly before the examination based on an appropriate database,
existing standards or experience. Cylinders that have rejectable AE indications shall be examined by UT
as described in Annex A.
The real-time evaluation criteria shall be based on at least one of the following observations:
— increase in AE activity and/or energy as a function of the pressure at any channel;
— number N of located burst signals with a distance-corrected peak amplitude above a “high” specific
value A ;
— number N of located burst signals with a distance-corrected peak amplitude above a “low” specific
value A within an interval of size X % of the maximum distance between sensors.
NOTE The value of X depends on the accuracy of the AT equipment used, number of sensors and the size of
the cylinder or tube (e.g. diameter size).
10.4 Furthermore, for Method A, the pneumatic pressurization shall be stopped immediately if
— the AE energy increases in incremental steps from a defined value of energy, which means it doubles
in two consecutive pressure intervals of 5 % of the maximum test pressure, or
— one of the specific predefined values for either N or N is exceeded.
1 2
NOTE Annex E gives two examples of procedures for measuring the wave attenuation in order to calculate
the distance-corrected peak amplitude (see EN 14584).
10.5 For Method A, the cylinder or tube shall be rejected when
— five or more acoustic emission events occur on the cylindrical portion of the cylinder or tube within
a 200 mm axial segment, or
— five or more acoustic emission events are detected at both transducers on any cylinder or tube end
outboard of the transducers.
For Method B, the cylinder or tube shall be rejected when
— the rate of emission exceeds two events per 7 bar regardless of signal amplitude at any one point on
the cylinder or tube, and
— the flaw is deemed active according to ASTM E569 (or equivalent) or activity is confirmed using the
Kaiser effect.
Alternative rejection criteria may be established with approval by the competent authority.
11 AT test report
Prepare a report from each AT containing the following information:
a) name(s) of owner(s) of cylinders;
b) serial number(s) and manufacturer(s);
c) examination date and where examination was performed;
d) previous examination date and previous test pressure;
NOTE If the operator is aware of situations where the cylinder or tube was subjected to pressure that
exceeded normal filling pressure, these situations should be described in the report.
e) normal filling pressure (to be supplied by the cylinder or tube owner) and marked working
pressure;
f) pressurization medium;
g) pressurization rate;
h) pressure at which data acquisition commenced;
i) AT pressure;
j) location of AT sensors;
k) locations of AE sources that exceed acceptance criteria, including distance from the end of the
cylinder or tube that bears the serial number (usually this is stamped on the cylinder or tube);
l) any acceptable variation from the AT procedure;
m) name, qualification and signature of examination operator;
n) stacking chart that shows relative locations of cylinders and associated channel number, if
appropriate;
o) external visual examination results;
p) AT results including
— events versus location plot for each cylinder,
— distance-corrected amplitudes versus location plot for each cylinder,
— cumulative events versus pressure (or time) plot for each channel of each cylinder, and
— cumulative energy versus pressure plot for each channel of each cylinder or energy distribution
histograms for each channel;
q) examination procedure and revision number;
r) type of AT equipment (instrument, sensors, etc.);
s) description of the pressure equipment;
t) sketch with dimensions showing sensor and simulated source locations;
u) results of system verifications including documentation on achieved location accuracy.
12 Follow-up ultrasonic examination
Upon completion of AT using either Method A or Method B, each AE source location exceeding the
acceptance criteria shall be examined as described in Annex A.
NOTE If the acceptance criteria are exceeded, the cylinder in question can be condemned without UT.
10 © ISO 2016 – All rights reserved
Annex A
(normative)
Ultrasonic examination (UT) follow-up to acoustic emission
examination (AT)
A.1 UT follow-up
A.1.1 Summary of methodology
UT is used to follow up AT to determine the severity of AE indications. When cylinders containing flaws
are pressurized, sound waves can be produced by several different sources (e.g. secondary sources or
actual propagation of cracks). These sources can produce acoustic signal indications that are recorded
during AT.
The purpose of this follow-up UT is to confirm the location of the AE event, detect and estimate the
relevance of the indications which have been detected by the AT. The follow-up UT is based on ultrasonic
pulse-echo contact angle-beam, shear wave technique with the beam directed circumferentially, and is
used to locate surface breaking discontinuities in the cylindrical wall. The amplitude of the reflected
signal from a discontinuity is compared to that of a known reference notch. Scanning is performed in
both clockwise and counter clockwise directions to detect and confirm the position of the discontinuity
identified in the AT report.
This International Standard may be used for a cylinder or tube that is situated in such a way as to
limit access to the sidewall wall. Typical examples include tube trailers, ISO modules and gaseous tube
trailers and tanks on rail vehicles. Since the cylinders or tubes are stacked horizontally or vertically
in a frame, with limited space between them, the circumferential location of a discontinuity can be a
distance away from the probe (several skip distances). This practice has been shown to be effective for
cylinders between 229 mm and 610 mm in diameter and wall thicknesses between 5 mm and 26 mm
with discontinuities that are oriented longitudinally in the cylinder sidewall. To be reliably detected by
the procedure in this practice, a significant part of the reflecting surface of the discontinuity shall be
transverse to the beam direction.
A.1.2 Equipment
Typical features of the equipment required for follow-up UT are as follows.
a) The ultrasonic pulse-echo instrument shall be capable of examining at centre frequencies from
2 MHz to 5 MHz. The instrument, probes and related equipment shall be cable of displaying the
peak amplitude of the indication from the reference notches in the calibration ring, as described in
A.1.4, and locating its circumferential position over the full sweep range required for coverage of
the cylinder to be examined.
b) Each probe used for this technique shall have the appropriate frequency and refracted angle for the
material and geometry of the gas cylinder that is being examined. The frequency and angle of the
probe is selected during standardization and is related to diameter, wall thickness and the type of
steel used for the cylinder and corresponding calibration rings.
c) The angle and frequency of the probe to be used shall be determined by utilizing different probes
on a reference ring that represents the cylinder to be examined. A probe that can satisfactorily
detect and display the indication from the notches in the reference ring at the maximum distance to
be used during the examination shall be selected for setting up the distance amplitude correction
(DAC) curve.
d) Select probes for evaluation from those having frequencies between 2 MHz and 5 MHz with
refracted angles of 45° to 75° in steel, and in available commercial sizes. Those producing the
required sensitivity and DAC response on the appropriate reference ring are acceptable.
e) The probe shall be comprised of a transducer mounted on a plastic wedge that is designed to
have continuous acoustic coupling between the search unit and the cylinder wall. This is usually
accomplished with a wedge that is machined to match the cylinder diameter.
f) The couplant for this practice shall be a liquid that is used between the ultrasonic probe and
cylinder wall to remove the air and transmit ultrasonic waves. Water is the preferred couplant;
however, a different couplant such as oil or glycerin may be used. The couplant shall be the same for
both calibration and actual examination. Care shall be taken to ensure that the couplant does not
freeze when the examination is conducted at low temperatures. The couplant shall be replenished
continuously during UT.
A.1.3 Calibration ring with reference notches
To perform UT follow-up in accordance with this International Standard, a calibration ring that includes
internal and external notches shall be prepared and used to meet the following requirements.
a) The calibration ring shall be fabricated from the same type of cylinder that is being examined.
That is, it shall be a section of a convenient length not less than 100 mm cut from a seamless steel
cylinder with the same nominal diameter, wall thickness, external surface finish and material with
similar acoustic properties as the cylinder under test.
b) Reference notches are placed into both internal and external surfaces of the calibration ring (see
Figure A.1). The preferred notch fabrication method is by the electric discharge machining (EDM)
process. Notch depth shall be measured using the reciprocity method and stamped on the edge of
the ring. The minimum length for all reference notches is 25 mm.
c) One calibration ring may include both internal and external notches (see Figure A.1). However,
where practical, separate rings should be used.
A.1.4 Calibration procedure
To perform UT follow-up in accordance with this International Standard, the UT system shall be
calibr
...
PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 16148
ISO/TC 58/SC 4 Secrétariat: ANSI
Début de vote Vote clos le
2013-05-09 2013-10-09
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION • МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ • ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz rechargeables en acier sans
soudure et tubes — Contrôle par émission acoustique et suivi
par contrôle par ultrasons pour contrôles et essais périodiques
Gas cylinders — Refillable seamless steel gas cylinders and tubes — Acoustic emission examination (AT) and
follow-up ultrasonic examination (UT) for periodic inspection and testing
[Révision de la première édition (ISO 16148:2008)]
ICS 23.020.30
TRAITEMENT PARALLÈLE ISO/CEN
Le présent projet a été élaboré dans le cadre de l'Organisation internationale de normalisation (ISO)
et soumis selon le mode de collaboration sous la direction de l'ISO, tel que défini dans l'Accord de
Vienne.
Le projet est par conséquent soumis en parallèle aux comités membres de l'ISO et aux comités
membres du CEN pour enquête de cinq mois.
En cas d'acceptation de ce projet, un projet final, établi sur la base des observations reçues, sera
soumis en parallèle à un vote d'approbation de deux mois au sein de l'ISO et à un vote formel au sein
du CEN.
Pour accélérer la distribution, le présent document est distribué tel qu'il est parvenu du
secrétariat du comité. Le travail de rédaction et de composition de texte sera effectué au
Secrétariat central de l'ISO au stade de publication.
To expedite distribution, this document is circulated as received from the committee
secretariat. ISO Central Secretariat work of editing and text composition will be undertaken at
publication stage.
CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE PEUT
ÊTRE CITÉ COMME NORME INTERNATIONALE AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.
OUTRE LE FAIT D'ÊTRE EXAMINÉS POUR ÉTABLIR S'ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET
COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSIBILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA
RÉGLEMENTATION NATIONALE.
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSERVATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE.
© Organisation Internationale de Normalisation, 2013
ISO/DIS 16148
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur l’internet ou sur un
Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à l’adresse ci-après ou au
comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2013 – Tous droits réservés
ISO/DIS 16148
Sommaire Page
Avant-propos . iv
Introduction . v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Principes de fonctionnement . 3
5 Qualification du personnel . 4
6 Considérations particulières afin de garantir la validité des essais . 4
7 Appareillage d’essai d’émission acoustique . 6
8 Étalonnage et vérification de l’équipement d’essai d’émission acoustique . 8
9 Mode opératoire global . 8
10 Critères d’évaluation en temps réel . 10
11 Rapport d’essai d’émission acoustique . 11
12 Contrôle ultrasons complémentaire . 12
Annexe A (normative) Contrôle ultrasons (UT) suite à l’essai d’émission acoustique (AT) . 13
Annexe B (normative) Spécification de l’appareillage . 19
Annexe C (informative) Exemple de réglages de l’appareillage, de méthodes d’essai et de critères
de rejet pour l’émission acoustique modale (EAM) . 21
Annexe D (informative) Autre méthode de localisation des sources . 24
Annexe E (informative) Méthodes de correction de l’amplitude en fonction de la distance . 27
Bibliographie . 30
ISO/DIS 16148
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 16148 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 58, Bouteilles à gaz, sous-comité SC 4,
Contraintes de service des bouteilles à gaz.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 16148:2006), qui fait l’objet des
principales révisions techniques suivantes :
a) modification du domaine d’application pour inclure les tubes d’une capacité en eau allant jusqu’à 3 000 l,
utilisés pour les gaz comprimés et liquéfiés ;
b) ajout des modes opératoires pour le contrôle ultrasons (UT) complémentaire effectué lors de l’inspection
périodique, comme décrit dans la nouvelle Annexe A (normative).
iv © ISO 2013 – Tous droits réservés
ISO/DIS 16148
Introduction
Ces dernières années, de nouvelles techniques d’essais non destructifs (END) ont été introduites avec
succès comme alternative aux méthodes classiques d’épreuve des bouteilles à gaz, tubes et autres récipients
dans le cadre de l’inspection et des essais périodiques.
L’une des méthodes END alternatives pour certaines applications est l’essai d’émission acoustique (AT) qui,
lorsqu’il a été mis en application lors de l’inspection et des essais périodiques dans quelques pays, s’est
révélé une méthode d’essai acceptable.
Cette méthode d’essai nécessite une mise sous pression jusqu’à un niveau supérieur à celui de la pression
de remplissage normale.
Le fluide de mise sous pression peut être du gaz ou du liquide.
Les mesures d’émission acoustique (EA) sont utilisées pour détecter et localiser les sources d’émission.
D’autres méthodes END sont nécessaires pour évaluer la signification des sources EA détectées. L’une des
méthodes END alternatives utilisée en complément de l’essai d’émission acoustique est le contrôle
ultrasons (UT) qui, lorsqu’il a été mis en application lors de l’inspection et des essais périodiques, s’est révélé
une méthode d’essai acceptable. L’objectif de la présente Norme internationale est de fournir une méthode
permettant de localiser, de détecter et d’évaluer l’importance des indications EA, telles que celles provenant
de discontinuités similaires à des fissures dans le sens longitudinal. La méthode de contrôle ultrasons avec
ondes de cisaillement (palpeur d’angle) est destinée à être utilisée immédiatement après l’essai d’émission
acoustique (AT) pour évaluer la signification des indications EA.
La présente Norme internationale comprend deux méthodes d’essai d’émission acoustique et deux méthodes
de contrôle ultrasons complémentaire qui, pour être différenciées, sont désignées « méthode A » et
« méthode B » (voir l’Article 3).
En accord avec l’organisme d’essai et de certification agréé par l’autorité compétente du pays d’agrément,
l’essai de pression hydraulique des bouteilles et des tubes peut être remplacé par une méthode d’essai
acoustique/de contrôle ultrasons A ou B équivalente.
La présente Norme internationale traite des exigences générales relatives à l’inspection et aux essais
périodiques des récipients sous pression des Recommandations des Nations Unies relatives au transport des
marchandises dangereuses : Règlement type.
En cas de conflit entre la présente Norme internationale et une réglementation applicable, la réglementation
prévaut toujours.
PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 16148
Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz rechargeables en acier sans
soudure et tubes — Essais d’émission acoustique, suivis par
contrôles ultrasons pour inspection et essais périodiques
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale décrit des méthodes d’utilisation de l’essai d’émission acoustique (AT), suivi
par contrôle ultrasons (UT) lors de l’inspection et des essais périodiques des bouteilles et tubes en acier sans
soudure, d’une capacité en eau allant jusqu’à 3 000 l, utilisés pour les gaz comprimés et liquéfiés. L’essai
fournit des indications EA et des localisations qui sont évaluées par un deuxième contrôle utilisant la
technique ultrasons pour déterminer un éventuel défaut dans la bouteille ou le tube. Il est possible d’utiliser
d’autres méthodes que la technique ultrasons pour le deuxième contrôle, mais celles-ci ne sont pas traitées
dans la présente Norme internationale.
La présente Norme internationale ne couvre pas les bouteilles composites.
2 Références normatives
Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à
l’application du présent document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence (y compris les éventuels amendements)
s'applique.
ISO 6406, Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz en acier sans soudure — Contrôles et essais périodiques
ISO 9712, Essais non destructifs — Qualification et certification du personnel END
ISO/IEC 17025, Exigences générales concernant la compétence des laboratoires d'étalonnages et d'essais
EN 1330-9, Essais non-destructifs — Terminologie — Partie 9 : Termes utilisés en contrôle par émission
acoustique
EN 13477-1, Essais non destructifs — Émission acoustique — Caractérisation de l'équipement —
Partie 1 : Description de l'équipement
EN 13477-2, Essais non destructifs — Émission acoustique — Caractérisation de l'équipement —
Partie 2 : Vérifications des caractéristiques de fonctionnement
ASTM E1419, Standard Practice for Examination of Seamless, Gas-Filled, Pressure Vessels using Acoustic
Emission
ASNT SNT-TC-1A, Recommended Practice for Personnel Qualification and Certification in Nondestructive
Testing
ISO/DIS 16148
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’EN 1330-9 ainsi que les
suivants s’appliquent.
3.1
défaut critique
imperfection ou détérioration suffisamment importante pour entraîner la propagation des fissures dans
certaines conditions de service
3.2
pression de travail
pression stabilisée d’un gaz comprimé à une température uniforme de 15 °C pour une bouteille pleine de gaz
NOTE 1 à l’article : En Amérique du Nord, la pression de service est souvent utilisée pour indiquer une condition similaire,
normalement à 21,1 °C (70 °F).
NOTE 2 à l’article : Dans les pays de l’Est asiatique, la pression de service est souvent utilisée pour indiquer une
condition similaire, normalement à 35 °C.
[ISO 10286:2007, définition A.2.8]
3.3
pression de remplissage normale
niveau auquel une bouteille ou un tube est mis(e) sous pression lors du remplissage
NOTE 1 à l’article : En raison de la chaleur provoquée par la compression, cette pression est généralement supérieure à
la pression de travail gravée.
3.4
pression d’essai d’émission acoustique
pression d’essai EA
pression maximale à laquelle l’essai d’émission acoustique est réalisé
3.5
pression maximale autorisée
pression maximale qu’un récipient peut supporter
NOTE 1 à l’article : Pour les gaz liquéfiés, il s’agit de la pression développée à la température de service maximale (par
exemple 65 °C).
3.6
plage de pressions d’essai d’émission acoustique
plage de pressions dans laquelle l’émission acoustique est enregistrée
3.7
méthode A
essai d’émission acoustique normalement réalisé sur un ensemble de bouteilles (par exemple cadre de
bouteilles) ou de tubes (par exemple remorque porte-tubes), par mise sous pression pneumatique jusqu’à au
moins 110 % de la pression de remplissage normale
3.8
méthode B
essai d’émission acoustique réalisé sur chaque bouteille ou tube pendant une mise sous pression d’épreuve
hydrostatique jusqu’à la pression de réépreuve
ISO/DIS 16148
3.9
sources EA secondaires
émissions autres que la propagation des fissures et la déformation plastique réelles
NOTE 1 à l’article : Le contact entre les surfaces de défaut à mesure que la bouteille se dilate, une fracture ou le
frottement de calamine dans un défaut à mesure que la bouteille se dilate sont des exemples de sources EA secondaires.
3.10
anneau d’étalonnage
section découpée dans un matériau de bouteille similaire et utilisée pour l’étalonnage du contrôle ultrasons
complémentaire
3.11
courbe de correction amplitude/distance (DAC)
courbe obtenue au cours du processus de calibration, qui rend compte de la perte d’amplitude du signal de
retour en fonction de la distance de parcours du signal
3.12
traducteur ultrasonore d’ondes de cisaillement
bloc de matériau qui suit la courbure de la surface de l’objet soumis à essai et oriente le transducteur à
ultrasons selon un angle qui transmet et reçoit les ondes de cisaillement
3.13
couplant ultrasonique
milieu fluide qui forme une couche mince et exempte de bulles entre le traducteur et l’objet soumis à essai
3.14
pas
dans le cadre du contrôle avec palpeur d’angle (ondes de cisaillement), distance le long de la surface d’essai
entre le point d’entrée du son et le point au niveau duquel le son retourne vers la même surface
NOTE 1 à l’article : Elle peut être considérée comme la distance par rapport à la surface supérieure, parcourue lors du
trajet complet d’une onde acoustique dans le matériau d’essai.
4 Principes de fonctionnement
Lorsque les bouteilles ou les tubes présentant des défauts sont mis(es) sous pression, des ondes acoustiques
(émission acoustique [EA]) peuvent être produites par plusieurs sources différentes (par exemple des sources
secondaires ou la propagation réelle des fissures). Ces sources peuvent produire des indications EA à des
pressions inférieures, égales ou supérieures à la pression de travail. Les ondes acoustiques se propagent à
travers toute la structure.
Des capteurs piézo-électriques montés à la surface de la bouteille ou du tube répondent aux ondes
acoustiques. Ils sont reliés à un système de traitement des signaux, qui enregistre les paramètres du signal
associés au passage des ondes captées. Les ondes acoustiques se propagent à vitesse moyenne. À l’aide
d’au moins deux capteurs, montés à chaque extrémité de la bouteille ou du tube, la localisation approximative
des sources d’événement est obtenue à partir du temps d’arrivée des ondes acoustiques mesuré au niveau
des capteurs.
Si les émissions mesurées dépassent les niveaux spécifiés sur une distance linéaire sur la bouteille, ces
localisations doivent alors être soumises à un deuxième contrôle (par exemple un contrôle ultrasons) afin de
vérifier la présence de défauts et d’en mesurer les dimensions. À partir de ce deuxième contrôle, si la
profondeur du défaut est supérieure à la limite spécifiée (c’est-à-dire une limite basée sur un certain nombre
de facteurs, à savoir le matériau de la bouteille, l’épaisseur de la paroi, les estimations de la vitesse de
propagation des fissures par fatigue, les calculs des dimensions du défaut critique dû à la rupture et toute
expérience pratique), la bouteille doit alors être retirée du service.
ISO/DIS 16148
Si, à l’issue de l’essai, un réétalonnage de l’essai d’émission acoustique s’avère négatif, la bouteille
concernée doit être soumise à un nouvel essai selon une méthode END autre que la méthode A d’essai
d’émission acoustique.
5 Qualification du personnel
Seul un personnel qualifié et expérimenté conformément aux normes appropriées telles qu’homologuées par
l’autorité compétente (par exemple ISO 9712, ASNT SNT-TC-1A) doit exploiter et surveiller le fonctionnement
des équipements d’essai d’émission acoustique et de contrôle ultrasons. L’opérateur d’essai doit être certifié
Niveau 1 et doit être supervisé par un opérateur de Niveau 2. L’organisme d’essai doit avoir à sa disposition
un opérateur de Niveau 3 (employé de la société ou tierce partie) pour surveiller l’ensemble du programme
d’essai d’émission acoustique.
6 Considérations particulières afin de garantir la validité des essais
6.1 Généralités
Pour éviter que les essais EA soient invalidés lors de l’application de la méthode A et pour pallier l’effet
Kaiser, la pression d’essai EA doit être supérieure à la pression précédemment exercée sur la bouteille ou le
tube au cours du service, c’est-à-dire à la pression de remplissage normale pour les gaz comprimés et la
pression développée à la température de service maximale (par exemple 65 °C) pour les gaz liquéfiés.
NOTE 1 L’effet Kaiser est caractérisé par l’absence d’émission acoustique détectable jusqu’au dépassement de la
charge maximale précédemment appliquée.
Si la pression de la bouteille ou du tube dépasse 110 % de sa pression de remplissage normale en raison, par
exemple, de son exposition à des températures ambiantes élevées, ce fait doit être enregistré (voir NOTE
de 11 d)).
Après une mise sous pression supérieure à la pression d’essai EA, la méthode A ne doit pas être appliquée
pendant une période de temps inférieure à un an ou avant qu’un nombre suffisant de cycles de mise sous
pression n’ait eu lieu, parce qu’une telle pratique est susceptible de diminuer la sensibilité de l’essai.
NOTE 2 Le nombre de cycles de mise sous pression est lié aux paramètres de conception de la bouteille ou du tube
soumis(e) à une inspection et à des essais périodiques, et en particulier à la composition du matériau. Le nombre de
cycles de mise sous pression à la pression de travail de la bouteille ou du tube est généralement compris entre 75 et 100.
Si une pression supérieure à la pression de remplissage normale a été appliquée et s’il ne s’est pas écoulé
une période de temps égale ou supérieure à un an ou s’il n’y a pas eu un nombre suffisant de cycles de mise
sous pression, l’essai EA doit alors être effectué à 10 % de plus que cette pression excessive, mais ne doit
pas dépasser la pression d’épreuve (TP) de la bouteille ou du tube. Si à n’importe quel moment un récipient
pour gaz liquéfiés est trop rempli, le propriétaire de la bouteille ou du tube ou l’opérateur doit signaler ce fait à
la personne qui réalise la réépreuve. Si l’essai EA aboutit à une pression supérieure à la TP, la méthode A ne
doit pas être utilisée. Seule la méthode B ou un essai de pression d’épreuve hydrostatique doit être
appliqué(e).
AVERTISSEMENT — Prendre des mesures appropriées pour assurer un fonctionnement en toute
sécurité et confiner toute énergie qui pourrait être libérée pendant l’épreuve hydraulique. Il convient
de noter que les essais de pression pneumatique nécessitent de prendre des précautions plus strictes
que les essais de pression d’épreuve hydrostatique car, quelle que soit la taille du récipient, toute
erreur commise lors de la réalisation de ces essais risque fortement d’entraîner une rupture sous
pression du gaz. Par conséquent, il convient d’effectuer ces essais uniquement après s’être assuré
que les mesures de sécurité satisfont aux exigences de sécurité.
ISO/DIS 16148
6.2 Méthodes d’essai d’émission acoustique
L’une des deux méthodes d’essai EA (A ou B) peut être utilisée lors de l’inspection et des essais périodiques
des bouteilles en acier sans soudure, conformément à la présente Norme internationale. Pour ces
deux méthodes, le contrôle ultrasons complémentaire des indications EA doit être conforme à la méthode
d’essai applicable décrite dans l’Annexe A.
Une fois que le choix de la méthode (A ou B) a été effectué, il doit être définitif.
6.3 Mise sous pression
Dans l’industrie du gaz, il est de pratique courante d’utiliser des vitesses de mise sous pression basses. Cette
pratique favorise la sécurité et réduit les investissements dans les équipements. Il convient d’effectuer les
essais EA avec des vitesses de mise sous pression suffisamment basses pour permettre d’équilibrer la
déformation de la bouteille avec la charge appliquée. Il convient de procéder à la mise sous pression à des
vitesses permettant au fluide de mise sous pression de ne pas faire de bruit. Pour la méthode A, il est
actuellement de pratique courante d’utiliser des vitesses de mise sous pression qui avoisinent les 35 bar/h
(3,5 MPa/h) pour les tubes.
NOTE Une vitesse de mise sous pression plus élevée peut convenir pour les bouteilles de petites dimensions, à
condition d’apporter la preuve que tous les défauts dangereux peuvent être détectés et que la vitesse de mise sous
pression est suffisamment faible pour permettre d’arrêter la mise sous pression avant l’éclatement de la bouteille. Il n’est
pas nécessaire de prévoir des paliers de pression ; toutefois, ils peuvent être utiles pour des raisons autres que le
mesurage de l’EA.
Les sources EA secondaires peuvent produire des émissions tout au long de la mise sous pression.
L’évolution du défaut produit normalement des émissions à des pressions supérieures à la pression de
remplissage normale.
Lorsque, dans un récipient, la pression est basse et que le gaz est le fluide de mise sous pression, le débit est
relativement élevé. L’écoulement de gaz (turbulence) peut produire des émissions mesurables. Pour en tenir
compte, on doit commencer à acquérir des données EA à une pression supérieure à la pression de départ
(par exemple à la moitié de la pression d’essai EA).
NOTE Conformément à l’Article 3, la pression d’essai EA est la pression maximale à laquelle l’essai EA est réalisé.
Les sources secondaires dans les défauts importants peuvent produire plus d’EA que l’évolution du défaut.
Lorsque les bouteilles sont mises sous pression, les défauts sont susceptibles de produire des émissions à
des pressions inférieures à la pression de remplissage normale. Une pression d’essai EA qui est au moins
10 % supérieure à la pression de remplissage normale permet d’effectuer des mesurages d’émissions
provenant de sources secondaires dans les défauts et de l’évolution du défaut.
Un bruit de fond excessif peut fausser les données EA ou les rendre inutilisables. Les utilisateurs doivent
connaître les sources courantes de bruit de fond suivantes :
⎯ une vitesse élevée de remplissage du gaz (bruit d’écoulement mesurable) ;
⎯ un contact mécanique entre le récipient et des objets ;
⎯ une interférence électromagnétique et une interférence de radiofréquence provenant d’installations de
radiodiffusion voisines ou d’autres sources ;
⎯ des fuites au niveau du tube ou des raccords flexibles ;
⎯ des particules de sable en suspension dans l’air, des insectes, des gouttes de pluie ou des flocons de
neige, etc.
ISO/DIS 16148
L’essai EA ne doit pas être utilisé si le bruit de fond ne peut pas être éliminé ou suffisamment contrôlé.
6.4 Précautions de sécurité
Lors de la réalisation de l’essai EA (notamment pneumatique), des précautions de sécurité doivent être prises
afin de protéger le personnel qui réalise l’essai, en raison des dommages potentiels considérables que peut
causer la libération de l’énergie stockée. En outre, dans la mesure où l’équipement d’essai EA n’est pas
antidéflagrant, des précautions doivent être prises lorsque le fluide de mise sous pression est un gaz
inflammable, en raison du risque de fuite du gaz inflammable.
Il est essentiel que l’opérateur de l’essai EA et l’opérateur de la mise sous pression communiquent de
manière satisfaisante et instantanée lors de l’essai manuel, afin que la mise sous pression puisse être
suspendue ou la pression réduite, si nécessaire. Lors de l’essai automatique, ceci doit être assuré par
l’équipement d’essai automatique.
7 Appareillage d’essai d’émission acoustique
Les caractéristiques essentielles de l’appareillage requis pour les méthodes d’essai EA A et B sont indiquées
à la Figure 1. Les spécifications complètes sont données dans l’Annexe B. Des méthodes optionnelles de
localisation des sources sont décrites dans les Annexes C et D.
ISO/DIS 16148
Légende
1 capteur de pression
2 capteurs EA à préamplificateur intégral (deux pour chaque tube)
3 tube avec capteurs montés sur la paroi latérale
4 tube avec capteurs montés sur les brides d’extrémité
5 imprimante
6 écran
7 calculateur
8 système de traitement des signaux EA
a alimentation
Figure 1 — Caractéristiques essentielles de l’appareillage d’essai EA
La zone de la bouteille sur laquelle les capteurs sont placés doit être propre et exempte de salissures et de
contamination.
Un couplant doit être utilisé afin d’assurer la liaison acoustique entre les capteurs et la surface de la bouteille
ou du tube. Seuls des adhésifs possédant des propriétés acoustiques acceptables doivent être utilisés
(voir B.3). Le contact doit être maintenu entre les capteurs et la paroi de la bouteille afin de garantir un
couplage acoustique approprié, par exemple à l’aide d’aimants, de ruban adhésif ou d’autres moyens
mécaniques.
Un préamplificateur peut être intégré au boîtier du capteur ou dans une enceinte séparée. Si un
préamplificateur distinct est utilisé, les caractéristiques du câble sont critiques (voir B.4 et EN 13477-1).
La longueur du câble d’alimentation/audio (c’est-à-dire le câble entre le préamplificateur et le système de
traitement des signaux) ne doit pas dépasser 150 m (voir B.5 et EN 13477-1).
ISO/DIS 16148
Les systèmes de traitement des signaux sont des appareils informatiques munis de canaux indépendants qui
filtrent, mesurent et convertissent l’information analogique en information numérique afin d’en permettre
l’affichage et le stockage permanent. Un système de traitement des signaux doit être suffisamment rapide et
pouvoir traiter simultanément les données provenant indépendamment de tous les capteurs. En outre, il ne
doit pas interrompre le traitement et doit indiquer à l’opérateur de manière univoque toute situation au cours
de laquelle un bruit continu, tel que celui provenant d’une vanne qui fuit, d’un écoulement ou correspondant à
un taux d’émission élevé, a maintenu le signal en permanence au-dessus du seuil du système. Le système de
traitement des signaux doit pouvoir filtrer les données pour permettre de les lire de nouveau.
Il convient qu’un écran affiche les données traitées de l’essai dans différents formats. Le format d’affichage
peut être choisi par l’opérateur de l’équipement.
Un dispositif de stockage des données, comme un disque compact, peut être utilisé pour fournir les données
afin de les lire de nouveau ou de les archiver.
Une imprimante graphique/par ligne ou un dispositif équivalent doit permettre d’éditer une copie papier.
8 Étalonnage et vérification de l’équipement d’essai d’émission acoustique
8.1 Étalonnage
Les capteurs de pression doivent être étalonnés annuellement par du personnel certifié par des laboratoires
d’étalonnage, eux-mêmes certifiés conformément à l’ISO 17025 ou selon des exigences équivalentes, et le
fonctionnement correct de l’appareil de chargement doit être vérifié, par exemple annuellement, selon son
utilisation.
Les performances du système d’essai EA complet doivent être vérifiées conformément à l’EN 13477-2 ou à
une norme équivalente (par exemple ASTM E1419) et doivent également être réglées de manière à se
conformer aux spécifications du fabricant de l’équipement.
8.2 Vérification de l’équipement
Avant et après l’essai, les performances de l’appareillage d’essai EA doivent être vérifiées. Avant et après
l’essai, la réponse de chaque capteur avec la chaîne de mesurage attenante et l’exactitude de localisation des
sources doivent être vérifiées en mesurant la réponse en fonction d’un signal EA induit, artificiel. La technique
recommandée pour effectuer cette vérification est la source Hsu-Nielsen (voir l’EN 1330-9 ou l’ASTM E1419).
Le diamètre de la mine, la distance par rapport aux capteurs et la réponse maximale en amplitude escomptée
sont interdépendants ; ils doivent être spécifiés dans les instructions d’essai écrites.
La vérification doit être réalisée à une distance où l’amplitude maximale obtenue se situe dans la gamme
dynamique de la chaîne de mesurage. La variation maximale autorisée doit être de ± 3 dB entre tous les
canaux. Tout écart situé en dehors de la gamme autorisée doit être corrigé.
À la place de la vérification par la source Hsu-Nielsen, il est possible d’utiliser un pulseur électronique afin de
vérifier qu’il n’y a pas de changement ultérieur de la sensibilité par rapport à celle obtenue avant l’essai. Si un
pulseur est employé, un mode opératoire approuvé doit être fourni afin de clarifier son utilisation et son
étalonnage. Pour l’essai de bouteilles similaires, le pulseur électronique peut également être utilisé pour la
première vérification de la sensibilité sur la base d’essais antérieurs.
9 Mode opératoire global
Toutes les surfaces externes accessibles de la bouteille doivent être soumises à un examen visuel. Noter les
observations dans un rapport d’essai. (Pour ce qui concerne les critères de rejet, voir l’ISO 6406 ou une
norme équivalente.) Le mode opératoire est le suivant.
NOTE Le terme « accessible » signifie qu’il n’est pas nécessaire de démonter la remorque pour réaliser l’essai en
appliquant la méthode A.
ISO/DIS 16148
a) Isoler mécaniquement la bouteille afin d’empêcher tout contact avec la surface d’autres bouteilles, du
matériel, etc. Lorsque les bouteilles ne peuvent pas être complètement isolées, indiquer dans le rapport
d’essai les sources externes qui pourraient avoir produit des émissions.
b) Relier le flexible de remplissage au capteur de pression. Éliminer toute fuite au niveau des
raccordements.
c) Placer le capteur sur une surface lisse mais pas nécessairement sur du métal nu. Par précaution, il
convient de soutenir le câble coaxial de sorte que son poids n’entraîne pas son détachement de la
bouteille ou du tube (voir Figure 1).
d) Ajuster les réglages du système de traitement des signaux.
e) Effectuer un contrôle des performances du système en brisant une mine (source Hsu-Nielsen) ou en
utilisant un pulseur électronique placé sur la bouteille ou le tube, à au moins 10 cm du capteur. Vérifier
que l’amplitude maximale dépasse 70 dB en cas d’utilisation d’une mine de 0,3 mm. Ajuster le seuil du
EA
système de traitement des signaux au-dessus du bruit de fond maximal. La gamme dynamique décrite
par la différence entre l’amplitude maximale moyenne (réponse à la source Hsu-Nielsen) et la valeur de
seuil dépend de la méthode utilisée (A ou B). Pour la méthode A, il est recommandé que le seuil soit de
40 dB inférieur à la valeur minimale de l’amplitude maximale correspondant à la rupture d’une mine
située à 10 cm ; pour la méthode B, le seuil recommandé est de 30 dB inférieur à l’amplitude maximale
correspondant à la rupture d’une mine située à 10 cm.
f) Vérifier que le système d’essai EA affiche la localisation correcte du dispositif mécanique utilisé pour
produire les ondes acoustiques. À cet effet, des ruptures de mine doivent être effectuées sur la paroi de
la bouteille ou du tube, dans les limites de la distance axiale qui sépare les deux capteurs. La différence
entre la localisation axiale affichée par le système d’essai EA et la localisation réelle sur la bouteille ou le
tube par rapport aux positions du capteur doit être déterminée pour chaque rupture de mine. L’exactitude
doit être de l’ordre de ± 5 % de l’espacement entre les capteurs. L’inexactitude (l’écart) entre les positions
réelle et localisée ne doit pas dépasser ± 5 % de la distance entre les capteurs pendant l’étalonnage. Si
cette exactitude ne peut être obtenue, il convient d’ajouter des capteurs supplémentaires afin de réduire
l’espacement entre les capteurs, ce qui peut réduire l’inexactitude globale.
g) Commencer à mettre la bouteille sous pression. Interrompre la mise sous pression en cas
d’augmentation exponentielle de l’activité EA en fonction de la pression, quel que soit le canal de
provenance. La vitesse de mise sous pression doit être suffisamment basse pour garantir qu’aucun bruit
d’écoulement n’est enregistré.
h) Surveiller l’essai en observant les affichages qui indiquent les courbes de données EA obtenues par
rapport à la localisation axiale. Si les indications EA remplissent les critères de l’Article 10, interrompre la
mise sous pression et réaliser une enquête.
En cas de contrôle automatique du système, les signaux critiques sont stockés dans le système sous la
supervision d’une autorité compétente (par exemple un organisme notifié). Lorsque, pendant la
réalisation de l’essai, ces signaux sont atteints ou dépassés, le système est réglé pour interrompre
immédiatement le déroulement de l’essai et libérer la pression du système. Simultanément, un signal
lumineux (voyant) et sonore avertit le personnel responsable de l’essai.
Les résultats du contrôle complémentaire du récipient par d’autres moyens d’END, par exemple par
contrôle ultrasons, permettront de décider de rejeter le récipient ou de le garder en service.
i) Stocker toutes les données sur un support de stockage de grande capacité. Cesser la mise sous
pression lorsque la pression atteint la pression d’essai EA. La pression doit être enregistrée avec une
exactitude de ± 2 % de la pression d’essai EA.
ISO/DIS 16148
10 Critères d’évaluation en temps réel
Les critères qui donneront lieu à un arrêt de la séquence de mise sous pression afin de réaliser des contrôles
de rejet, ou à une pause afin d’analyser plus en détail les données EA, doivent être clairement définis. Les
données justificatives menant au choix des critères d’arrêt de l’essai doivent provenir d’une base de données
appropriée, d’une norme ou de l’expérience. La méthode d’essai peut être utilisée dans différentes juridictions
dans lesquelles les critères de rejet peuvent varier, mais sont spécifiés par la réglementation.
Les critères qui donneront lieu au rejet de la bouteille ou du tube soumis(e) à l’essai ou à un arrêt de la
séquence de mise sous pression afin de réaliser d’autres contrôles sont conditionnés par des facteurs
tels que :
⎯ le type de bouteille ou de tube ;
⎯ le matériau et le traitement thermique ;
⎯ la première mise sous pression ou la suivante.
Les critères de rejet doivent être clairement définis avant de procéder à l’essai, en se fondant sur une base de
données appropriée, sur des normes existantes ou sur l’expérience. Les bouteilles dont les indications EA
sont en faveur de leur rejet doivent être soumises à un contrôle ultrasons, comme décrit dans l’Annexe A.
Les critères d’évaluation en temps réel doivent se fonder sur au moins l’une des observations suivantes :
⎯ une augmentation de l’activité EA et/ou de l’énergie en fonction de la pression au niveau de l’un
quelconque des canaux ;
⎯ un nombre N de salves localisées d’une amplitude maximale corrigée en fonction de la distance au-
dessus d’une valeur « haute » spécifique A ;
⎯ un nombre N de salves localisées d’une amplitude maximale corrigée en fonction de la distance au-
dessus d’une valeur « basse » spécifique A dans un intervalle de dimensions de « X » % de la distance
maximale entre les capteurs.
NOTE La valeur de X dépend de l’exactitude de l’équipement d’essai EA utilisé, du nombre de capteurs et des
dimensions de la bouteille ou du tube (par exemple du diamètre).
De plus, en cas d’utilisation de la méthode A, la mise sous pression pneumatique doit être immédiatement
interrompue si :
⎯ l’énergie EA augmente progressivement depuis une valeur définie d’énergie, ce qui signifie qu’elle double
en deux intervalles de pression consécutifs de 5 % de la pression d’épreuve maximale ; ou si
⎯ l’une des valeurs spécifiques prédéfinies pour N ou N est dépassée.
1 2
NOTE L’Annexe E donne deux exemples de méthodes de mesurage de l’atténuation d’onde permettant de calculer
l’amplitude maximale corrigée en fonction de la distance (voir l’EN 14584).
ISO/DIS 16148
11 Rapport d’essai d’émission acoustique
À partir de chaque essai EA, préparer un rapport comprenant les informations suivantes :
a) nom du (des) propriétaire(s) des bouteilles ;
b) numéro(s) de série et nom du (des) fabricant(s) ;
c) date et lieu de réalisation de l’essai ;
d) date de l’essai précédent ainsi que pression d’épreuve précédente ;
NOTE Si l’opérateur est au courant de situations dans le cadre desquelles la bouteille ou le tube a été soumis(e) à
des pressions supérieures à la pression de remplissage normale, il convient de décrire ces situations dans le rapport
d’essai.
e) pression de remplissage normale (fournie par le propriétaire de la bouteille ou du tube) et pression de
travail gravée ;
f) fluide de mise sous pression ;
g) vitesse de mise sous pression ;
h) pression à laquelle l’acquisition des données a commencé ;
i) pression d’essai EA ;
j) emplacement des capteurs d’essai EA ;
k) localisations des sources EA qui dépassent les critères d’acceptation, y compris la distance à partir de
l’extrémité de la bouteille ou du tube où est indiqué le numéro de série (il est généralement embouti sur la
bouteille ou le tube) ;
l) tout écart acceptable par rapport au mode opératoire de l’essai EA ;
m) nom, qualification et signature de l’opérateur d’essai ;
n) schéma d’empilement indiquant les emplacements relatifs des bouteilles et des numéros de canaux
associés, le cas échéant ;
o) résultats de l’examen visuel externe ;
p) résultats de l’essai EA, notamment :
⎯ une courbe des événements par rapport à la localisation pour chaque bouteille ;
⎯ les amplitudes corrigées en fonction de la distance par rapport à la localisation pour chaque
bouteille ;
⎯ une courbe des événements cumulés par rapport à la pression (ou au temps) pour chacun des
canaux de chaque bouteille ; et
⎯ une courbe de l’énergie cumulée par rapport à la pression pour chacun des canaux de chaque
bouteille, ou des histogrammes de la distribution d’énergie pour chaque canal ;
ISO/DIS 16148
q) mode opératoire d’essai et numéro de révision ;
r) type d’appareillage d’essai EA ;
s) description de l’équipement de mise sous pression ;
t) schéma avec dimensions montrant le capteur et les localisations des sources simulées ;
u) résultats des vérifications du système, y compris la documentation relative à l’exactitude de localisation
obtenue.
12 Contrôle ultrasons complémentaire
Une fois l’essai EA terminé avec application de la méthode A ou de la méthode B, chaque localisation de
source EA doit être contrôlée comme décrit dans l’Annexe A.
ISO/DIS 16148
Annexe A
(normative)
Contrôle ultrasons (UT) suite à l’essai d’émission acoustique (AT)
A.1 Contrôle ultrasons complémentaire
A.1.1 Résumé de la méthodologie
Le contrôle ultrasons (UT) est réalisé en complément de l’essai EA afin de déterminer l’importance des
indications EA. Lorsque les bouteilles présentant des défauts sont mises sous pression, des ondes
acoustiques peuvent être produites par plusieurs sources différentes (par exemple des sources secondaires
ou la propagation réelle des fissures). Ces sources peuvent produire des indications de signaux acoustiques
enregistrées pendant l’essai EA.
L’objectif du présent contrôle ultrasons complémentaire est de confirmer la localisation de l’événement EA, de
détecter et d’évaluer l’importance des indications obtenues avec l’essai EA. Le contrôle ultrasons
complémentaire est basé sur la technique d’échographie ultrasonore avec contact avec un palpeur d’angle
pour ondes de cisaillement, le palpeur étant déplacé sur la circonférence et utilisé pour localiser les
discontinuités qui interrompent la surface de la paroi de la bouteille. L’amplitude du signal réfléchi par une
discontinuité est comparée à celle d’une encoche de référence connue. Le balayage est effectué à la fois
dans le sens des aiguilles d’une montre et dans le sens contraire des aiguilles d’une montre, afin d’identifier et
de confirmer la position de la discontinuité indiquée dans le rapport d’essai EA.
La présente Norme internationale peut être utilisée pour une bouteille ou un tube installé de façon à
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 16148
Deuxième édition
2016-04-15
Bouteilles à gaz — Bouteilles à
gaz rechargeables en acier sans
soudure et tubes — Essais d’émission
acoustique et examen ultrasonique
complémentaire pour l’inspection
périodique et l’essai
Gas cylinders — Refillable seamless steel gas cylinders and tubes
— Acoustic emission examination (AT) and follow-up ultrasonic
examination (UT) for periodic inspection and testing
Numéro de référence
©
ISO 2016
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Fax +41 22 749 09 47
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www.iso.org
ii © ISO 2016 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principes de fonctionnement . 3
5 Qualification du personnel . 4
6 Considérations particulières afin de garantir la validité des essais .4
6.1 Généralités . 4
6.2 Méthodes d’essai d’émission acoustique . 4
6.3 Mise sous pression . 5
6.4 Précautions de sécurité . 5
7 Equipement d’essai d’émission acoustique . 6
8 Étalonnage et vérification de l’équipement d’essai d’émission acoustique .7
8.1 Étalonnage . 7
8.2 Vérification de l’équipement . 7
9 Mode opératoire global . 8
10 Critères d’évaluation en temps réel . 9
11 Rapport d’essai EA .10
12 Contrôle ultrasons complémentaire .11
Annexe A (normative) Contrôle par ultrasons (UT) complémentaire après essai d’émission
acoustique (EA) .12
Annexe B (normative) Spécifications des équipements de l’essai EA .17
Annexe C (normative) Exemples de réglages des instruments, de méthodes d’essai et de
critères de rejet pour l’émission acoustique modale (EAM) .19
Annexe D (informative) Autre méthode de localisation des sources .23
Annexe E (informative) Méthodes de correction de l’amplitude en fonction de la distance .26
Bibliographie .29
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à
l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes
de l’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 58, Bouteilles à gaz, sous-comité
SC 4, Exigences opérationnelles pour les bouteilles à gaz.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 16148:2006), qui a fait l’objet de
révisions techniques. Les modifications apportées sont les suivantes:
a) élargissement du domaine d’application pour’ inclure les tubes d’une capacité en eau allant jusqu’à
3 000 l utilisés pour les gaz comprimés et liquéfiés, et
b) ajout des modes opératoires pour le contrôle par ultrasons (UT) complémentaire effectué lors de
l’inspection périodique, comme décrit dans la nouvelle Annexe A.
iv © ISO 2016 – Tous droits réservés
Introduction
Ces dernières années, de nouvelles techniques d’essais non destructifs (END) ont été introduites avec
succès comme alternatives aux modes opératoires classiques d’épreuve des bouteilles à gaz, tubes et
autres récipients dans le cadre du contrôle et des essais périodiques.
Pour certaines applications, l’une de ces autres méthodes END est l’essai d’émission acoustique (EA)
qui, lorsqu’il a été mis en application lors de l’inspection et des essais périodiques dans quelques pays,
s’est révélé une méthode d’essai acceptable.
Cette méthode d’essai nécessite une mise sous pression jusqu’à un niveau supérieur à celui de la
pression de remplissage normale.
Le fluide de mise sous pression peut être du gaz ou du liquide.
Les mesures d’émission acoustique (EA) sont utilisées pour détecter et localiser les sources d’émission.
D’autres méthodes END sont nécessaires pour évaluer la signification des sources EA détectées. L’une
des méthodes END alternatives utilisée en complément de l’essai d’émission acoustique est le contrôle
ultrasons (UT) qui, lorsqu’il a été mis en application lors de l’inspection et des essais périodiques, s’est
révélé une méthode d’essai acceptable. L’objectif de la présente Norme internationale est de fournir un
mode opératoire permettant de localiser, de détecter et d’évaluer l’importance des indications EA, telles
que celles provenant de discontinuités similaires à des fissures dans le sens longitudinal. La méthode
de contrôle par ultrasons avec ondes de cisaillement (palpeur d’angle) est destinée à être utilisée
immédiatement après l’essai d’émission acoustique (EA) pour évaluer la signification des indications EA.
La présente Norme internationale décrit deux méthodes d’EA, respectivement appelée Méthode A et
Méthode B, ainsi qu’une méthode UT complémentaire.
En accord avec l’organisme d’essai et de certification agréé par l’autorité compétente du pays d’agrément,
l’essai de pression hydraulique des bouteilles et des tubes peut être remplacé par une méthode d’essai
acoustique/de contrôle ultrasons A ou B équivalente.
La présente Norme internationale est prévue pour une utilisation dans des régimes réglementaires
variés. Elle a toutefois été rédigée de manière à satisfaire à l’application de la Référence [1]. Il est rappelé
que, dans les pays où les bouteilles sont destinées à être utilisées, les exigences des règlements nationaux
spécifiques en vigueur peuvent avoir préséance sur celles de la présente Norme internationale. En cas
de conflit entre la présente Norme internationale et une réglementation applicable, la réglementation
prévaut toujours.
NORME INTERNATIONALE ISO 16148:2016(F)
Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz rechargeables en acier
sans soudure et tubes — Essais d’émission acoustique et
examen ultrasonique complémentaire pour l’inspection
périodique et l’essai
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale décrit des modes opératoires de l’essai d’émission acoustique (EA)
suivi du contrôle par ultrasons (UT) lors du contrôle et des essais périodiques des bouteilles et tubes
en acier sans soudure, d’une capacité en eau allant jusqu’à 3 000 l, utilisés pour les gaz comprimés et
liquéfiés. Cet examen par émission acoustique (EA) fournit des indications et des localisations qui sont
évaluées par un deuxième examen utilisant les ultrasons (UT) pour déterminer un éventuel défaut dans
la bouteille ou le tube. Pour ce deuxième examen, les méthodes autres que le contrôle UT ne sont pas
couvertes par la présente Norme internationale.
La présente Norme internationale ne couvre pas les bouteilles composites.
ATTENTION — Certains des essais spécifiés dans la présente norme impliquent le recours à des
modes opératoires pouvant entraîner des situations dangereuses.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de manière normative dans le présent
document et sont indispensables à son application. Pour les références datées, seule l’édition citée
s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y
compris les éventuels amendements).
ISO 5577, Essais non destructifs — Contrôle par ultrasons — Vocabulaire
ISO 6406, Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz en acier sans soudure — Contrôles et essais périodiques
ISO 9712, Essais non destructifs — Qualification et certification du personnel END
ISO 12716, Essais non destructifs — Contrôle par émission acoustique — Vocabulaire
ISO/IEC 17025, Exigences générales concernant la compétence des laboratoires d’étalonnages et d’essais
EN 13477-1, Essais non destructifs — Émission acoustique — Caractérisation de l’équipement —
Partie 1: Description de l’équipement
EN 13477-2, Essais non destructifs — Émission acoustique — Caractérisation de l’équipement —
Partie 2: Vérifications des caractéristiques de fonctionnement
ASTM E1419, Standard Practice for Examination of Seamless, Gas-Filled, Pressure Vessels using Acoustic
Emission
ASNT SNT-TC-1A, Recommended Practice for Personnel Qualification and Certification in Non
Destructive Testing
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 5577 et l’ISO 12716
ainsi que les suivants s’appliquent.
3.1
défaut critique
imperfection ou détérioration suffisamment importante pour entraîner la propagation des fissures
dans certaines conditions de service
3.2
pression de travail
pression stabilisée d’un gaz comprimé à une température uniforme de 15 °C pour une bouteille
pleine de gaz
Note 1 à l’article: En Amérique du Nord, la pression de service est souvent utilisée pour indiquer un état similaire,
normalement à 21,1 °C (70 F).
Note 2 à l’article: Dans les pays de l’Est asiatique, la pression de service est souvent utilisée pour indiquer un état
similaire, normalement à 35 °C.
[SOURCE: ISO 10286:2015, 736]
3.3
pression de remplissage normale
niveau auquel une bouteille ou un tube est mis(e) sous pression lors du remplissage
Note 1 à l’article: En raison de la chaleur provoquée par la compression, cette pression est généralement
supérieure à la pression de travail gravée.
3.4
pression d’essai d’émission acoustique
pression d’essai EA
pression maximale à laquelle l’essai d’émission acoustique est réalisé
3.5
plage de pressions d’essai d’émission acoustique
plage de pressions dans laquelle l’émission acoustique est enregistrée
3.6
méthode A
essai d’émission acoustique réalisé par mise sous pression pneumatique à une valeur minimale de
110 % de la pression de remplissage normale
Note 1 à l’article: Normalement réalisé sur un ensemble de bouteilles, par exemple sur un cadre, ou de tubes, par
exemple sur une remorque porte-tubes.
3.7
méthode B
essai d’émission acoustique réalisé sur chaque bouteille ou tube pendant une mise sous pression
d’épreuve hydrostatique jusqu’à la pression de réépreuve
3.8
sources EA secondaires
émissions non générées par la propagation des fissures et la déformation plastique réelles
Note 1 à l’article: Le contact entre les surfaces d’une discontinuité à mesure que la bouteille se dilate, une fracture
ou le frottement de calamine dans une discontinuité à mesure que la bouteille se dilate, sont des exemples de
sources EA secondaires.
3.9
anneau d’étalonnage
section découpée dans un matériau de bouteille similaire et utilisée pour l’étalonnage du contrôle
ultrasons complémentaire
2 © ISO 2016 – Tous droits réservés
3.10
courbe de correction amplitude/distance
courbe DAC
courbe obtenue au cours du processus de calibration, qui rend compte de la perte d’amplitude du signal
de retour en fonction de la distance de parcours du signal
3.11
traducteur ultrasonore d’ondes de cisaillement
bloc de matériau qui suit la courbure de la surface de l’objet soumis à essai et oriente le transducteur à
ultrasons selon un angle qui transmet et reçoit les ondes de cisaillement
3.12
couplant ultrasonique
milieu fluide qui forme une couche mince et exempte de bulles entre le traducteur et l’objet soumis à essai
3.13
pas
dans le cadre du contrôle avec palpeur d’angle (ondes de cisaillement), distance le long de la surface
d’essai entre le point d’entrée du son et le point au niveau duquel le son retourne vers la même surface
Note 1 à l’article: Elle peut être considérée comme la distance par rapport à la surface supérieure, parcourue lors
du trajet complet d’une onde acoustique dans le matériau d’essai.
3.14
émission acoustique modale
EAM
branche de l’émission acoustique (EA) qui porte sur la détection et l’analyse des ondes acoustiques
effectivement produites aux zones de fracture par les évolutions de fissure ou le frottement des surfaces
4 Principes de fonctionnement
Lorsque les bouteilles ou les tubes présentant des discontinuités sont mis sous pression, des ondes
acoustiques (EA) peuvent être produites par plusieurs sources différentes (par exemple, des sources
secondaires ou la propagation réelle des fissures). Ces sources peuvent produire des indications EA
à des pressions inférieures, égales ou supérieures à la pression de travail. Les ondes acoustiques se
propagent à travers toute la structure.
Des capteurs piézo-électriques montés à la surface de la bouteille ou du tube répondent aux ondes
acoustiques. Ils sont reliés à un système de traitement des signaux, qui enregistre les paramètres du
signal associés au passage des ondes captées. La vitesse de propagation des ondes acoustiques est
supposée constante. À l’aide d’au moins deux capteurs, montés à chaque extrémité de la bouteille ou du
tube, la localisation approximative des sources d’événement est obtenue à partir du temps d’arrivée des
ondes acoustiques mesuré au niveau des capteurs.
Si les émissions mesurées dépassent les niveaux spécifiés sur une distance linéaire sur la bouteille,
ces localisations doivent alors être soumises à un deuxième contrôle (par exemple, un contrôle par
ultrasons) afin de vérifier la présence de discontinuités et d’en mesurer les dimensions. À l’issue de ce
deuxième contrôle, si la profondeur de la discontinuité est supérieure à la limite spécifiée (c’est-à-dire
une limite basée sur un certain nombre de facteurs, à savoir le matériau de la bouteille, l’épaisseur de la
paroi, les estimations de la vitesse de propagation des fissures par fatigue, les calculs des dimensions
de la fissure critique et toute expérience pratique), la bouteille doit alors être retirée du service.
Si, à l’issue de l’examen, un réétalonnage de l’équipement d’émission acoustique s’avère négatif, la
bouteille concernée doit être soumise à un nouvel essai selon une méthode END autre que la méthode A
d’essai d’émission acoustique.
5 Qualification du personnel
Seuls des personnels compétents répondant aux exigences de l’ISO 9712 ou d’une norme équivalente
(par exemple ASNT SNT TC 1A) autorisés par l’opérateur de niveau III doivent utiliser et superviser les
équipements d’essais EA et UT. L’opérateur doit satisfaire aux exigences du Niveau I et être supervisé
par une personne de Niveau II. L’organisme d’essai doit avoir à sa disposition un opérateur de Niveau 3
(employé de la société ou tierce partie) pour surveiller l’ensemble du programme d’essais EA et UT.
6 Considérations particulières afin de garantir la validité des essais
6.1 Généralités
Pour éviter que les essais EA soient invalidés lors de l’application de la méthode A et pour pallier l’effet
Kaiser, la pression d’essai EA doit être supérieure à la pression précédemment exercée sur la bouteille
ou le tube au cours du service, c’est-à-dire à la pression de remplissage normale pour les gaz comprimés
et la pression développée à la température de service maximale (par exemple, 65 °C) pour les gaz
liquéfiés.
NOTE 1 L’effet Kaiser est caractérisé par l’absence d’émission acoustique détectable jusqu’au dépassement de
la charge maximale précédemment appliquée.
Si la pression de la bouteille ou du tube dépasse 110 % de sa pression de remplissage normale en raison,
par exemple, de son exposition à des températures ambiantes élevées, ce fait doit être enregistré [voir
la NOTE de l’Article 11 d)).
Après une mise sous pression supérieure à la pression d’essai EA, la méthode A ne doit pas être
appliquée pendant une période de temps inférieure à un an ou avant qu’un nombre suffisant de cycles
de mise sous pression n’ait eu lieu, parce qu’une telle pratique est susceptible de diminuer la sensibilité
de l’essai.
NOTE 2 Le nombre de cycles de mise sous pression est lié aux paramètres de conception de la bouteille ou
du tube soumis à une inspection et à des essais périodiques, et en particulier à la composition du matériau.
Le nombre de cycles de mise sous pression à la pression de travail de la bouteille ou du tube est généralement
compris entre 75 et 100.
Si une pression supérieure à la pression de remplissage normale a été appliquée et s’il ne s’est pas écoulé
une période de temps égale ou supérieure à un an ou s’il n’y a pas eu un nombre suffisant de cycles de
mise sous pression, l’essai EA doit alors être effectué à 10 % de plus que cette pression excessive, mais
ne doit pas dépasser la pression d’épreuve (TP) de la bouteille ou du tube. Si, à n’importe quel moment,
un récipient pour gaz liquéfiés est trop rempli, le propriétaire de la bouteille ou du tube ou l’opérateur
doit signaler ce fait à la personne qui réalise la réépreuve. Si l’essai EA aboutit à une pression supérieure
à la TP, la méthode A ne doit pas être utilisée. Seule la méthode B ou un essai de pression d’épreuve
hydrostatique doit être appliqué(e).
AVERTISSEMENT — Toutes les mesures appropriées doivent être prises pour assurer un
fonctionnement en toute sécurité et confiner toute énergie qui pourrait être libérée pendant
l’essai de pression. Il convient de noter que les essais de pression pneumatique nécessitent de
prendre des précautions plus strictes que les essais de pression d’épreuve hydrostatique car,
quelle que soit la taille du récipient, toute erreur commise lors de la réalisation de ces essais
risque fortement d’entraîner une rupture sous pression du gaz. Par conséquent, il convient
d’effectuer ces essais uniquement après s’être assuré que les mesures de sécurité satisfont aux
exigences de sécurité.
6.2 Méthodes d’essai d’émission acoustique
L’une des deux méthodes d’essai EA (A ou B) peut être utilisée lors de l’inspection et des essais
périodiques des bouteilles en acier sans soudure, conformément à la présente Norme internationale.
Pour ces deux méthodes, le contrôle par ultrasons complémentaire des indications EA doit être
conforme à la méthode d’essai applicable décrite dans l’Annexe A.
4 © ISO 2016 – Tous droits réservés
Une fois que le choix de la méthode (A ou B) a été effectué, il doit être définitif.
6.3 Mise sous pression
Dans l’industrie du gaz, il est de pratique courante d’utiliser des vitesses de mise sous pression basses.
Cette pratique favorise la sécurité et réduit les investissements dans les équipements. Il convient
d’effectuer les essais EA avec des vitesses de mise sous pression suffisamment basses pour permettre
d’équilibrer la déformation de la bouteille avec la charge appliquée. Il convient de procéder à la mise
sous pression à des vitesses permettant au fluide de mise sous pression de ne pas faire de bruit. Pour
la méthode A, il est actuellement de pratique courante d’utiliser des vitesses de mise sous pression qui
1)
avoisinent les 35 bar/h (3,5 MPa/h) pour les tubes.
NOTE Une vitesse de mise sous pression plus élevée peut convenir pour les bouteilles de petites dimensions,
à condition d’apporter la preuve que tous les défauts dangereux peuvent être détectés et que la vitesse de mise
sous pression est suffisamment faible pour permettre d’arrêter la mise sous pression avant l’éclatement de la
bouteille. Il n’est pas nécessaire de prévoir des paliers de pression; toutefois, ils peuvent être utiles pour des
raisons autres que le mesurage de l’EA.
Les sources EA secondaires peuvent produire des émissions tout au long de la mise sous pression.
L’évolution des fissures produit normalement des émissions à des pressions supérieures à la pression
de remplissage normale.
Lorsque, dans un récipient, la pression est basse et que le gaz est le fluide de mise sous pression, le débit
est relativement élevé. L’écoulement de gaz (turbulence) peut produire des émissions mesurables. Pour
en tenir compte, on doit commencer à acquérir des données EA à une pression supérieure à la pression
de démarrage (par exemple, à la moitié de la pression d’essai EA).
Les sources secondaires dans les défauts importants peuvent produire plus d’EA que l’évolution du
défaut. Lorsque les bouteilles sont mises sous pression, les défauts sont susceptibles de produire des
émissions à des pressions inférieures à la pression de remplissage normale. Une pression d’essai EA qui
est au moins 10 % supérieure à la pression de remplissage normale permet d’effectuer des mesurages
d’émissions provenant de sources secondaires dans les défauts et de l’évolution du défaut.
Un bruit de fond excessif peut fausser les données EA ou les rendre inutilisables. Les utilisateurs doivent
connaître les sources courantes de bruit de fond suivantes:
— une vitesse élevée de remplissage du gaz (bruit d’écoulement mesurable);
— un contact mécanique entre le récipient et des objets;
— une interférence électromagnétique et une interférence de radiofréquence provenant d’installations
de radiodiffusion voisines ou d’autres sources;
— des fuites au niveau du tube ou des raccords flexibles;
— des particules de sable en suspension dans l’air, des insectes, des gouttes de pluie ou des flocons de
neige, etc.
L’essai EA ne doit pas être utilisé si le bruit de fond ne peut pas être éliminé ou suffisamment contrôlé.
6.4 Précautions de sécurité
Lors de la réalisation de l’essai EA (notamment pneumatique), des précautions de sécurité doivent être
prises afin de protéger le personnel qui réalise l’essai, en raison des dommages potentiels considérables
que peut causer la libération de l’énergie stockée. En outre, dans la mesure où l’équipement d’essai EA
n’est pas antidéflagrant, des précautions doivent être prises lorsque le fluide de mise sous pression est
un gaz inflammable, en raison du risque de fuite du gaz inflammable.
2 5 2
1) 1 bar = 0,1 MPa = 0,1 N/mm = 10 N/m .
Il est essentiel que l’opérateur de l’essai EA et l’opérateur de la mise sous pression communiquent de
manière satisfaisante et instantanée lors de l’essai manuel, afin que la mise sous pression puisse être
suspendue ou la pression réduite, si nécessaire. Lors de l’essai automatisé, ceci doit être assuré par
l’équipement d’essai automatisé.
7 Equipement d’essai d’émission acoustique
Les caractéristiques générales des équipements nécessaires pour les Méthodes A et B de l’essai
d’émission acoustique sont indiquées dans la Figure 1. Les spécifications complètes sont décrites à
l’Annexe B.
L’émission acoustique modale (EAM) peut être utilisée pour le contrôle et les essais périodiques des
bouteilles à gaz rechargeables en acier sans soudure et des tubes, aussi bien avec la Méthode A qu’avec
la Méthode B. Les spécifications correspondantes pour l’EAM sont données à l’Annexe C.
Une démarche facultative pour l’emplacement de la source avec la Méthode A ou la Méthode B est décrite
à l’Annexe D.
Légende
1 capteur de pression
2 capteurs EA à préamplificateur intégral (deux pour chaque tube)
3 tube avec capteurs montés sur la paroi latérale
4 tube avec capteurs montés sur les brides d’extrémité
5 imprimante
6 écran
7 ordinateur
8 unité de traitement des signaux EA
Figure 1 — Caractéristiques essentielles de l’équipement d’examen EA
6 © ISO 2016 – Tous droits réservés
La zone de la bouteille sur laquelle les capteurs sont placés doit être propre et exempte de salissures et
de contamination.
Un couplant doit être utilisé afin d’assurer la liaison acoustique entre les capteurs et la surface de la
bouteille ou du tube. Seuls des adhésifs possédant des propriétés acoustiques acceptables doivent être
utilisés (voir B.3). Le contact doit être maintenu entre les capteurs et la paroi de la bouteille afin de
garantir un couplage acoustique approprié, par exemple à l’aide d’aimants, de ruban adhésif ou d’autres
moyens mécaniques.
Un préamplificateur peut être intégré au boîtier du capteur ou dans une enceinte séparée. Si un
préamplificateur distinct est utilisé, les caractéristiques du câble sont critiques (voir B.4 et l’EN 13477-1).
La longueur du câble d’alimentation/audio — c’est-à-dire le câble entre le préamplificateur et l’unité de
traitement des signaux ,— ne doit pas dépasser 150 m (voir B.5 et EN 13477-1).
Les systèmes de traitement des signaux sont des appareils informatiques munis de canaux indépendants
qui filtrent, mesurent et convertissent l’information analogique en information numérique afin
d’en permettre l’affichage et le stockage permanent. Un système de traitement des signaux doit être
suffisamment rapide et pouvoir traiter simultanément les données provenant indépendamment de tous
les capteurs. En outre, il ne doit pas interrompre le traitement et doit indiquer à l’opérateur de manière
univoque toute situation au cours de laquelle un bruit continu, tel que celui provenant d’une vanne qui
fuit, d’un écoulement ou correspondant à un taux d’émission élevé, a maintenu le signal en permanence
au-dessus du seuil du système. Le système de traitement des signaux doit pouvoir filtrer les données
pour permettre de les lire de nouveau.
Il convient qu’un écran affiche les données traitées de l’essai dans différents formats. Le format
d’affichage peut être choisi par l’opérateur de l’équipement.
Un dispositif de stockage des données, comme un disque compact, peut être utilisé pour fournir les
données afin de les lire de nouveau ou de les archiver.
Une imprimante graphique/par ligne ou un dispositif équivalent doit permettre d’éditer une copie papier.
8 Étalonnage et vérification de l’équipement d’essai d’émission acoustique
8.1 Étalonnage
Les capteurs de pression doivent être étalonnés chaque année par un laboratoire répondant aux exigences
de l’ISO/IEC 17025. L’étalonnage des capteurs doit comprendre la vérification du fonctionnement correct
de l’appareillage de chargement. L’opérateur de niveau III peut autoriser l’étalonnage des capteurs
conformément à la pratique définie dans une norme appropriée, par exemple le paragraphe 9.1 de
l’ASTM E2191/E2191M:2016. Les compétences du personnel sont définies à l’Article 5.
NOTE Cela n’interdit pas l’étalonnage des capteurs de pression en dehors du laboratoire, par exemple à
l’emplacement de la machine.
Les performances du système d’essai EA complet doivent être vérifiées conformément à l’EN 13477-2
ou à une norme équivalente (par exemple, ASTM E1419) et doivent également être réglées de manière à
se conformer aux spécifications du fabricant de l’équipement.
8.2 Vérification de l’équipement
Avant et après l’essai, les performances de l’équipement d’essai EA doivent être vérifiées. Avant et après
l’essai, on doit vérifier la réponse de chaque capteur avec la chaîne de mesurage attenante et l’exactitude
de localisation des sources en mesurant la réponse en fonction d’un signal EA induit, artificiel. La
technique recommandée pour effectuer cette vérification est la source Hsu-Nielsen (voir l’ISO 12716
ou l’ASTM E1419). Le diamètre de la mine, la distance par rapport aux capteurs et la réponse maximale
en amplitude escomptée sont interdépendants; ils doivent être spécifiés dans les instructions d’essai
écrites.
La vérification doit être réalisée à une distance où l’amplitude maximale obtenue se situe dans la
gamme dynamique de la chaîne de mesurage. La variation maximale autorisée doit être de ± 3 dB entre
tous les canaux. Tout écart situé en dehors de la gamme autorisée doit être corrigé.
À la place de la vérification par la source Hsu-Nielsen, il est possible d’utiliser un pulseur électronique
afin de vérifier qu’il n’y a pas de changement ultérieur de la sensibilité par rapport à celle obtenue
avant l’essai. Si un pulseur est employé, un mode opératoire approuvé doit être fourni afin de clarifier
son utilisation et son étalonnage. Pour l’essai de bouteilles similaires, le pulseur électronique peut
également être utilisé pour la première vérification de la sensibilité sur la base d’examens antérieurs.
9 Mode opératoire global
Toutes les surfaces externes accessibles de la bouteille doivent être soumises à un examen visuel. Noter
les observations dans un rapport d’essai. (pour ce qui concerne les critères de rejet, voir l’ISO 6406ou
une norme équivalente). Le mode opératoire est le suivant.
NOTE Le terme «accessible» signifie qu’il n’est pas nécessaire de démonter la remorque pour réaliser l’essai
en appliquant la méthode A.
a) Isoler mécaniquement la bouteille afin d’empêcher tout contact avec la surface d’autres bouteilles,
du matériel, etc. Lorsque les bouteilles ne peuvent pas être complètement isolées, indiquer dans le
rapport d’essai les sources externes qui pourraient avoir produit des émissions.
b) Relier le flexible de remplissage au capteur de pression. Éliminer toute fuite au niveau des
raccordements.
c) Placer le capteur sur une surface lisse mais pas nécessairement sur du métal nu. Par précaution, il
convient de soutenir le câble coaxial de sorte que son poids n’entraîne pas son détachement de la
bouteille ou du tube (voir Figure 1).
d) Ajuster les réglages du système de traitement des signaux.
e) Effectuer un contrôle des performances du système en brisant une mine (source Hsu-Nielsen) ou
en utilisant un pulseur électronique placé sur la bouteille ou le tube, à au moins 10 cm du capteur.
Vérifier que l’amplitude maximale dépasse 70 dBEA en cas d’utilisation d’une mine de 0,3 mm.
Ajuster le seuil du système de traitement des signaux au-dessus du bruit de fond maximal. La
gamme dynamique décrite par la différence entre l’amplitude maximale moyenne (réponse à la
source Hsu-Nielsen) et la valeur de seuil dépend de la méthode utilisée (A ou B). Pour la méthode A,
il est recommandé que le seuil soit de 40 dB inférieur à la valeur minimale de l’amplitude maximale
correspondant à la rupture d’une mine située à 10 cm; pour la méthode B, le seuil recommandé est
de 30 dB inférieur à l’amplitude maximale correspondant à la rupture d’une mine située à 10 cm.
f) Vérifier que le système d’essai EA affiche la localisation correcte du dispositif mécanique utilisé
pour produire les ondes acoustiques. À cet effet, des ruptures de mine doivent être effectuées sur la
paroi de la bouteille ou du tube, dans les limites de la distance axiale qui sépare les deux capteurs.
La différence entre la localisation axiale affichée par le système d’essai EA et la localisation
réelle sur la bouteille ou le tube par rapport aux positions du capteur doit être déterminée pour
chaque rupture de mine. L’exactitude doit être de l’ordre de ± 5 % de l’espacement entre les
capteurs. L’inexactitude (l’écart) entre les positions réelle et localisée ne doit pas dépasser ± 5 %
de la distance entre les capteurs pendant l’étalonnage. Si cette exactitude ne peut être obtenue, il
convient d’ajouter des capteurs supplémentaires afin de réduire l’espacement entre les capteurs, ce
qui peut réduire l’inexactitude globale.
g) Commencer à mettre la bouteille sous pression. Interrompre la mise sous pression en cas
d’augmentation exponentielle de l’activité EA en fonction de la pression, quel que soit le canal de
provenance. La vitesse de mise sous pression doit être suffisamment basse pour garantir qu’aucun
bruit d’écoulement n’est enregistré.
8 © ISO 2016 – Tous droits réservés
h) Surveiller l’examen en observant les affichages qui indiquent les courbes de données EA obtenues
par rapport à la localisation axiale. Si les indications EA remplissent les critères de l’Article 10,
interrompre la mise sous pression et réaliser une enquête.
En cas de contrôle automatique du système, les signaux critiques sont stockés dans le système sous
la supervision d’une autorité compétente (par exemple, un organisme notifié). Lorsque, pendant la
réalisation de l’essai, ces signaux sont atteints ou dépassés, le système est réglé pour interrompre
immédiatement le déroulement de l’essai et libérer la pression du système. Simultanément, un
signal lumineux (voyant) et sonore avertit le personnel responsable de l’essai.
Les résultats du contrôle complémentaire du récipient par d’autres moyens d’END, par exemple par
contrôle par ultrasons, permettront de décider de rejeter le récipient ou de le garder en service.
i) Stocker toutes les données sur un support de stockage de grande capacité. Cesser la mise sous
pression lorsque la pression atteint la pression d’essai EA. La pression doit être enregistrée avec
une exactitude de ± 2 % de la pression d’essai EA.
10 Critères d’évaluation en temps réel
10.1 Les critères qui donnent lieu à un arrêt de la séquence de mise sous pression afin de réaliser des
contrôles de rejet ou à une pause afin d’analyser plus en détail les données EA, doivent être clairement
définis. Les données justificatives menant au choix des critères d’arrêt de l’essai doivent provenir d’une
base de données appropriée, d’une norme ou de l’expérience. La méthode d’essai peut être utilisée dans
différentes juridictions dans lesquelles les critères de rejet peuvent varier, mais sont spécifiés par la
réglementation.
10.2 Les critères qui donnent lieu au rejet de la bouteille ou du tube soumis(e) à l’essai ou à un arrêt de
la séquence de mise sous pression afin de réaliser d’autres contrôles sont conditionnés par des facteurs
tels que:
— le type de bouteille ou de tube;
— le matériau et le traitement thermique;
— la première mise sous pression ou la suivante.
10.3 On doit clairement définir les critères de rejet avant de procéder à l’examen en se fondant sur
une base de données appropriée, sur des normes existantes ou sur l’expérience. Les bouteilles dont les
indications EA préconisent leur rejet doivent être soumises à un contrôle par ultrasons, comme décrit
dans l’Annexe A.
Les critères d’évaluation en temps réel doivent se fonder sur au moins l’une des observations suivantes:
— une augmentation de l’activité EA et/ou de l’énergie en fonction de la pression au niveau de l’un
quelconque des canaux;
— un nombre N1 de salves localisées d’une amplitude maximale corrigée en fonction de la distance
au-dessus d’une valeur «haute» spécifique A1;
— un nombre N2 de salves localisées d’une amplitude maximale corrigée en fonction de la distance au-
dessus d’une valeur «basse» spécifique A2 dans un intervalle de dimensions de «X» % de la distance
maximale entre les capteurs.
NOTE La valeur de X dépend de l’exactitude de l’équipement d’essai EA utilisé, du nombre de capteurs et des
dimensions de la bouteille ou du tube (par exemple du diamètre).
10.4 De plus, en cas d’utilisation de la méthode A, la mise sous pression pneumatique doit être
immédiatement interrompue si:
— l’énergie EA augmente progressivement depuis une valeur définie d’énergie, ce qui signifie qu’elle
double en deux intervalles de pression consécutifs de 5 % de la pression d’épreuve maximale; ou si
— l’une des valeurs spécifiques prédéfinies pour N1 ou N2 est dépassée.
NOTE L’Annexe E donne deux exemples de méthodes de mesurage de l’atténuation d’onde permettant de
calculer l’amplitude maximale corrigée en fonction de la distance (voir l’EN 14584).
10.5 Pour la Méthode A, la bouteille ou le tube doit être rejeté lorsque
— cinq événements AE ou plus se produisent sur la portion cylindrique de la bouteille ou du tube sur
un segment axial de 200 mm, ou
— cinq événements AE ou plus sont détectés par les deux capteurs à l’une ou l’autre extrémité de la
bouteille ou du tube à l’extérieur des capteurs.
Pour la Méthode B, la bouteille ou le tube doit être rejeté lorsque
— le taux des émissions dépasse deux événements par 7 bar indépendamment de l’amplitude des
signaux en un point quelconque de la bouteille ou du tube, et
— le défaut est considéré comme actif conformément à l’ASTM E569 (ou équivalent) ou cette activité
est confirmée par l’effet Kaiser.
D’autres critères de rejet peuvent être déterminés avec l’approbation des autorités compétentes.
11 Rapport d’essai EA
À partir de chaque essai EA, préparer un rapport comprenant les informations suivantes:
a) nom du ou des propriétaires des bouteilles;
b) numéro(s) de série et nom du ou des fabricants;
c) date et lieu de réalisation de l’examen;
d) date de l’examen précédent ainsi que pression d’épreuve précédente;
NOTE Si l’opérateur est au courant de situations dans le cadre desquelles la bouteille ou le tube a été
soumis(e) à des pressions supérieures à la pression de remplissage normale, il convient de décrire ces
situations dans le rapport d’essai.
e) pression de remplissage normale (fournie par le propriétaire de la bouteille ou du tube) et pression
de travail gravée;
f) fluide de mise sous pression;
g) vitesse de mise sous pression;
h) pression à laquelle l’acquisition des données a commencé;
i) pression d’essai EA;
j) emplacement des capteurs d’essai EA;
k) localisation des sources EA qui dépassent les critères d’acceptation, y compris la distance à partir
de l’extrémité de la bouteille ou du tube où est indiqué le numéro de série (il est généralement
embouti sur la bouteille ou le tube);
l) tout écart acceptable par rapport au mode opératoire de l’essai EA;
m) nom, qualification et signature de l’opérateur d’essai;
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n) schéma d’empilement indiquant les emplacements relatifs des bouteilles et des numéros de canaux
associés, le cas échéant;
o) résultats de l’examen visuel externe;
p) résultats de l’essai EA, notamment:
— une courbe des événements par rapport à la localisation pour chaque bouteille;
— les amplitudes corrigées en fonction de la distance par rapport à la localisation pour chaque
bouteille;
— une courbe des événements cumulés par rapport à la pression (ou au temps) pour chacun des
canaux de chaque bouteille; et
— une courbe de l’énergie cumulée par rapport à la pression pour chacun des canaux de chaque
bouteille, ou des histogrammes de la distribution d’é
...
Questions, Comments and Discussion
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