ISO 18081:2024

Non-destructive testing - Acoustic emission testing (AT) - Leak detection by means of acoustic emission

This document specifies the general principles required for leak detection by acoustic emission testing (AT). It is addressed to the application of the methodology on structures and components, where a leak flow as a result of pressure differences appears and generates acoustic emission (AE). It describes phenomena of the AE generation and influence of the nature of fluids, shape of the gap, wave propagation and environment. The different application techniques, instrumentation and presentation of AE results are discussed. Also included are guidelines for the preparation of application documents which describe specific requirements for the application of the acoustic emission testing. Annex A gives procedures for some leak-testing applications.

Essais non destructifs — Essais d’émission acoustique — Détection de fuites par émission acoustique

Le présent document définit les principes généraux exigés pour la détection de fuites au moyen d’essais d’émission acoustique. Il traite de l’application de la méthodologie sur les structures et les composants, lorsqu’un écoulement de fuite dû à des différences de pression se produit et génère une émission acoustique (EA). Il décrit les phénomènes de génération d’EA et l’influence de la nature des fluides, de la forme de l’espace, de la propagation des ondes et de l’environnement. Les différentes techniques d’application, l’instrumentation et la présentation des résultats de l’EA sont abordées. Le présent document contient également les lignes directrices relatives à la préparation des documents d’application, qui décrivent les exigences spécifiques pour l’application des essais d’émission acoustique. L’Annexe A fournit des modes opératoires pour certaines applications de détection de fuites.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 30-Jun-2024
• ICS: 19.100 - Non-destructive testing
• Technical Committee: ISO/TC 135/SC 9 - Acoustic emission testing
• Drafting Committee: ISO/TC 135/SC 9 - Acoustic emission testing
• Current Stage: 6060 - International Standard published
• Start Date: 01-Jul-2024
• Due Date: 08-Apr-2025
• Completion Date: 01-Jul-2024

Relations

• Revises: ISO 18081:2016 - Non-destructive testing - Acoustic emission testing (AT) - Leak detection by means of acoustic emission
• Effective Date: 06-Jun-2022

Overview

ISO 18081:2024 - "Non-destructive testing - Acoustic emission testing (AT) - Leak detection by means of acoustic emission" defines the general principles and practical guidance for detecting leaks using acoustic emission (AE) testing. Published July 2024, this second edition updates the 2016 version and provides methods for applying AE leak detection to structures and components where leak flows (driven by pressure differences) generate measurable acoustic signals. The standard addresses AE generation phenomena, influences of fluid type and leak geometry, wave propagation, instrumentation, data presentation, and test documentation. Annex A gives example procedures for specific leak-testing applications.

Key technical topics and requirements

• Principle of AE leak detection: how leak flows produce continuous or burst AE and appear as increased background noise correlated with pressure.
• Influence factors: effects of fluid properties, multiphase flow, pressure differentials, and leak-path geometry on AE generation and detectability.
• Wave propagation and environment: considerations for signal attenuation, coupling, and environmental noise that affect sensor placement and interpretation.
• Instrumentation and sensors:
  • Requirements for AE instruments (portable and fixed), single- and multi-channel setups.
  • Sensor mounting, temperature/immersion considerations, intrinsic safety, and integral electronics.
  • Feature determination methods (RMS, ASL, hits, continuous vs. burst AE).
• Verification and calibration: use of artificial leak noise sources and system verification procedures.
• Test and location procedures:
  • Mounting and data acquisition best practices.
  • Single-sensor attenuation-based location and multi-sensor Δt/time-difference or cross-correlation techniques.
• Data presentation and interpretation: numerical level meters, frequency spectra, validation steps, rejection of false indications, and leakage-rate estimation.
• Quality and documentation: requirements for test procedures, instructions, reporting, and personnel qualification (recommended per ISO 9712).

Practical applications and who uses it

ISO 18081:2024 is intended for professionals performing leak detection with AE in-service or during testing. Typical users include:

• NDT engineers and technicians
• Inspection bodies and asset integrity teams
• Operators in oil & gas, petrochemical, power generation, aerospace, and pipeline industries
• Manufacturers of pressure equipment, valves, tanks, and piping

Practical benefits include early leak detection without intrusive methods, localization of leak paths, guidance for estimating leakage rates, and standardized reporting to support maintenance and safety decisions.

Related standards

• ISO 9712 - Qualification and certification of NDT personnel
• ISO 12716 - AE vocabulary
• ISO/TS 18173 - NDT terms and definitions
• EN 1330 series and EN 13477 series - AE terminology and equipment characterization
• EN 13554 - AE general principles
• ISO 20484 - Definitions of leak, leakage rate, leak tightness

This standard helps integrate AE leak detection into quality-managed inspection programs and aligns methods across industries for reliable, non-destructive leak assessment.

Standards Content (Sample)

International
Standard
ISO 18081
Second edition
Non-destructive testing — Acoustic
2024-07
emission testing (AT) — Leak
detection by means of acoustic
emission
Essais non destructifs — Essais d’émission acoustique —
Détection de fuites par émission acoustique
Reference number
© ISO 2024
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
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CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: [phone]
Email: [e-mail]
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Qualification of test personnel . 2
5 Principle of acoustic emission testing . 2
5.1 The acoustic emission phenomenon .2
5.2 Influence of different media and different phases .2
5.3 Influence of pressure differences .3
5.4 Influence of geometry of the leak path .4
5.5 Influence of wave propagation .4
6 Applications . 5
7 Testing equipment . 5
7.1 General requirements .5
7.2 Sensors . .5
7.2.1 Typical frequency ranges (band widths) .5
7.2.2 Mounting technique .6
7.2.3 Temperature range, wave guide .6
7.2.4 Intrinsic safety .6
7.2.5 Immersed sensors .6
7.2.6 Integral electronics (amplifier, RMS converter, ASL converter, band pass) .6
7.3 Portable and non-portable AE instruments .7
7.4 Single and multi-channel AT instruments .7
7.4.1 Single-channel instruments .7
7.4.2 Multi-channel instruments .7
7.5 Determination of features (RMS, ASL vs. hit or continuous AE vs. burst AE) .7
7.6 System verification using artificial leak noise sources .7
8 Test procedure for leak detection . 8
8.1 Mounting of sensors .8
8.2 Additional features to be determined .9
8.3 Background noise.9
8.3.1 General .9
8.3.2 Environmental noise .9
8.3.3 Process noise .9
8.4 Data acquisition .9
9 Location procedures . 10
9.1 General .10
9.2 Single-sensor location based on AE wave attenuation .10
9.3 Multi-sensor location based on Δt values (linear, planar) .11
9.3.1 Threshold level and peak level timing technique.11
9.3.2 Cross-correlation technique .11
10 Data presentation .12
10.1 Numerical data presentation (level meter) . 12
10.2 Parametric dependent function . 12
10.3 Frequency spectrum . 13
11 Data interpretation .13
11.1 Leak validation . 13
11.1.1 On-site (during test) and off-site (post analysis) . 13
11.1.2 Correlation with pressure. 13
11.1.3 Rejection of false indications . 13
11.2 Leakage rate estimation .14

iii
11.3 Demand for follow-up actions .14
12 Quality management documents .15
12.1 Test procedure . 15
12.2 Test instruction . 15
13 Test documentation and reporting .16
13.1 Test documentation . .16
13.2 Test report .16
Annex A (informative) Example applications of leak detection .18
Bibliography .31

iv
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 document 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).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a)
patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent
rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received notice of (a)
patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are cautioned that
this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at
www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions
related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade
Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 135, Non-destructive testing, Subcommittee
SC 9, Acoustic emission testing, in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN)
Technical Committee CEN/TC 138, Non-destructive testing, in accordance with the Agreement on technical
cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 18081:2016), which has been technically
revised.
The main changes are as follows:
— Figure 1 has been improved;
— term “AT equipment” has been replaced by “AE instrument” in the whole document;
— term “system” has been replaced by “instrument” in the whole document;
— Figure 2 showing an adjustable air jet has been added;
— Formula (1) has been corrected;
— Table 2 “Leakage grading and the influence of leak flow dynamic on AE activity“ has been added;
— editorial corrections throughout the document.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.

v
International Standard ISO 18081:2024(en)
Non-destructive testing — Acoustic emission testing (AT) —
Leak detection by means of acoustic emission
1 Scope
This document specifies the general principles required for leak detection by acoustic emission testing (AT).
It is addressed to the application of the methodology on structures and components, where a leak flow as a
result of pressure differences appears and generates acoustic emission (AE).
It describes phenomena of the AE generation and influence of the nature of fluids, shape of the gap, wave
propagation and environment.
The different application techniques, instrumentation and presentation of AE results are discussed. Also
included are guidelines for the preparation of application documents which describe specific requirements
for the application of the acoustic emission testing.
Annex A gives procedures for some leak-testing applications.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated references,
the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 9712, Non-destructive testing — Qualification and certification of NDT personnel
ISO 12716, Non-destructive testing — Acoustic emission inspection — Vocabulary
ISO/TS 18173, Non-destructive testing — General terms and definitions
EN 1330-1, Non-destructive testing — Terminology — Part 1: General terms
EN 1330-2, Non-destructive testing — Terminology — Part 2: Terms common to the non-destructive testing methods
EN 1330-9, Non-destructive testing — Terminology — Part 9: Terms used in acoustic emission testing
EN 13477-1, Non-destructive testing — Acoustic emission — Equipment characterisation — Part 1: Equipment
description
EN 13477-2, Non-destructive testing — Acoustic emission — Equipment characterisation — Part 2: Verification
of operating characteristics
EN 13554, Non-destructive testing — Acoustic emission testing — General principles
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 12716, ISO/TS 18173, EN 1330-1,
EN 1330-2 and EN 1330-9 apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/

NOTE The definitions of leak, leakage rate, leak tightness are those defined in ISO 20484.
4 Qualification of test personnel
It is assumed that acoustic emission testing is performed by qualified and capable personnel. In order to
prove this qualification, it is recommended to certify the personnel in accordance with ISO 9712.
5 Principle of acoustic emission testing
5.1 The acoustic emission phenomenon
See Figure 1.
Key
1 fluid d main dimension of leak orifice
2 AE sensor I wall thickness
P pressure on side of fluid U leaking fluid
P pressure on side of sensor
Figure 1 — Schematic principle of acoustic emission and its detection
The continuous acoustic emission in the case of a leak, in a frequency range, looks like an apparent increase
in background noise, depending on pressure.
5.2 Influence of different media and different phases
The detectability of the leak depends on the fluid type and its physical properties. These will contribute to
the dynamic behaviour of the leak flow (laminar, turbulent) (see Table 1).

Table 1 — Influence of the different parameters on the AE activity
Sub-
Parameter Higher activity Lower activity
clause
gas
Test media liquid
two phase
5.2 Viscosity low high
Type of flow turbulent laminar
Fluid velocity high low
5.3 Pressure difference high low
Shape of leak crack like hole
5.4 Length of leak path long short
Surface of leak path rough smooth
In contrast to turbulent flow, the laminar flow in general does not produce detectable acoustic emission
signals.
Acoustic emission in conjunction with a leakage is generated by the following:
— turbulent flow of the escaping gas or liquid;
— fluid friction in the leak path;
— cavitations, during two-phase flow (gas coming out of solution) through a leaking orifice;
— the pressure surge generated when a leakage flow starts or stops;
— backwash of particles against the surface of equipment being monitored;
— gaseous or liquid jet (verification source);
— pulsating bubbles;
— explosion of bubbles;
— shock-bubbles on the walls;
— vaporization of the liquid (flashing).
The frequency content of cavitation may comprise from several kHz to several MHz.
Cavitation results in a burst emission whose energy is at least one order of magnitude higher than that
caused by turbulence.
The relative content in gas or air strongly influences the early stage of cavitation.
The acoustic waves generated by leaks can propagate by the walls of the structure as well as through any
fluids inside.
Acoustic waves are generated by vibration at ultrasonic frequencies of the molecules of the fluid. The
vibrations are produced by turbulence and occur in the transition between a laminar and a turbulent flow
within the leak path and as these molecules escape from an orifice.
The acoustic waves produced by the above-mentioned factors are used for leak detection and location.
5.3 Influence of pressure differences
The pressure difference is the primary factor affecting leak rate. However, the presence of leak paths can
depend on a threshold value of fluid temperature or pressure.

Pressure-dependent leaks and temperature-dependent leaks have been observed, but in extremely
limited number.
Pressure-dependent or temperature-dependent leaks denote a condition where no leakage exists until
a threshold pressure or temperature is reached. At this point, the leakage appears suddenly and can be
detectable.
When the pressure or temperature is reversed, the leakage follows the prescribed course to the critical
point at which leakage drops to zero.
Temperature and pressure are not normally applied in the course of leak testing for the purpose of locating
such leaks. Instead, they are used to force existing discontinuities to open, so as to start or increase the
leakage rate to point of detection.
An example of this effect is the reversible leakages at seals below the service temperature and/or service
pressure.
Sound waves emitted by a leak will normally have a characteristic frequency spectrum depending on the
pressure difference and shape of the leak path.
Therefore, the detectability of the leak depends on the frequency response of the sensor and this shall be
taken into account when selecting the instrumentation.
5.4 Influence of geometry of the leak path
The AE intensity from a natural complex leak path (e.g. pinhole corrosion, fatigue or stress corrosion cracks)
is generally greater than that produced by leakage from an artificial source, such as a drilled hole used for
verification.
The main parameters defining the complexity are the cross section, length and surface roughness of the
leak path.
5.5 Influence of wave propagation
Acoustic emission signals are the response of a sensor to sound waves generated in solid media. These waves
are similar to the elastic waves propagated in gasses and fluids but are more complex because solid media
are also capable of transmit shear force.
Waves that encounter a change in media in which they are propagating may change directions or reflect. In
additions to reflection, the interface causes the waves to diverge from its original line of flight or refract in
the second medium. Also, the mode of the wave can be changed in the reflection and/or refraction process.
Incident waves upon an interface between two media will reflect or refract such that directions of the
incident, reflected and refracted waves all lie in the same plane. This plane is defined by the line along which
the incident wave is propagating and the normal to the interface.
The following factors are important to acoustic emission testing:
a) wave propagation has the most significant influence on the form of the detected signals;
b) wave velocity is key to computed source location;
c) wave attenuation governs the maximum sensor spacing that is acceptable for effective detection.
The wave propagation influences the received waveform in the following ways:
d) reflections, refractions and mode conversions on the way from source to sensor result in many different
propagation paths of different lengths;
e) multiple propagation paths on the way from source to sensor, even in the absence of reflecting
boundaries, can be caused by the structure itself, for example, spiral paths on a cylinder;

f) separation of different wave components (different modes, different frequencies) travelling at different
velocities;
g) wave attenuation (volumetric dispersion, absorption, as well as attenuation due to the effects given in
5.5 d) and 5.5 f)).
The wave attenuation is influenced by liquids inside a structure or pipe, which will assist in the propagation
of acoustic waves, while liquids (inside and outside) have a tendency to reduce the detectability of the
acoustic waves.
This effect will depend on the ratio of the acoustic impedances of the different materials.
The sound wave inside will be used normally for the detection of AE sources over long distances because of
the low sound attenuation of most liquids.
6 Applications
Acoustic emission testing (AT) provides many possibilities to detect leaks from pressurized and atmospheric
equipment in industry and research fields.
AT is used in following areas:
a) pressure vessels;
b) pipe and piping systems;
c) above ground storage tanks;
d) underground storage tanks;
e) boiler drums;
f) boiler tubes;
g) autoclaves;
h) heat exchangers;
i) containments;
j) valves;
k) safety valves;
l) pumps;
m) vacuum systems.
7 Testing equipment
7.1 General requirements
The testing equipment (hard and software) shall be in accordance with the requirements of EN 13477-1 and
EN 13477-2.
7.2 Sensors
7.2.1 Typical frequency ranges (band widths)
The optimum frequency range for leak detection depends very much on the application, the fluid type,
pressure difference at the leak, the leak rate, and the sensor to source distance and more.

For example, the optimum frequency range for tank floor leak detection of atmospheric tanks is around 20 kHz
to 80 kHz, because the source to sensor distance can be large and at these frequencies the attenuation is low.
The preferred frequency range for high pressure piping leak detection may go up to 500 kHz for optimum
signal-to-noise ratio in presence of background noise.
Leak detection at pipes for low pressure (e.g. water supply) is typically performed at frequencies down to 5 kHz.
a) Usually, a sensor shall be in direct contact to a test object.
b) Then a coupling agent shall be used between the sensor and the test object for optimum and stable wave
transfer.
c) Durability, consistency and chemical composition of the couplant shall comply with the duration of the
monitoring, the temperature range and the corrosion resistance of the test object.
7.2.2 Mounting technique
The mounting method is influenced by the duration of the monitoring.
For a temporary installation on a ferromagnetic test object, a magnetic holder may be the preferred
mounting tool.
For permanent installations, sensors may be fastened by metallic clamps or bonded to the test object using a
suitable adhering coupling.
7.2.3 Temperature range, wave guide
The operating temperature range of the AE sensor shall meet the surface temperature conditions of the test
object, otherwise waveguides shall be used between sensor and test object.
7.2.4 Intrinsic safety
If the sensor is to be installed in a potentially explosive atmosphere, the sensor shall be intrinsically safe and
ATEX Directive 2014/34/EU (Equipment) and 1999/92/EC (Workplace) can apply for the classified hazard
at the location where it is to be used. See also EN 60079-0, EN 60079-11 and EN 60079-14 for explosion-
proof installations.
7.2.5 Immersed sensors
a) If the sensor is to be immersed in a liquid, the sensor's IP-code (defined in EN 60529) shall be specified
to at least IP68.
b) Sensors and other immersed accessories shall be tight for the maximum possible pressure of the liquid.
7.2.6 Integral electronics (amplifier, RMS converter, ASL converter, band pass)
Passive sensors and sensors with an integrated pre-amplifier of suitable bandwidth are available.
Sensors with built-in electronics are less susceptible to electromagnetic disturbances, due to the elimination
of a sensor-to-pre-amplifier cable.
These sensors are usually a little larger in size and weight and have a more limited temperature range due
to internal electronics, e.g. 80 °C.
Sensors may also include a signal-to-RMS converter, a signal-to-ASL converter and/or a limit-comparator
with digital output.
7.3 Portable and non-portable AE instruments
An instrument for leak detection by acoustic emission designed for portable use contains usually one or a
few channels.
The choice of a portable AT instrument is generally based on several factors, such as cost, size of the device,
test duration, environmental conditions (e.g. hazardous areas), and availability of external power.
Portable AE instruments are used for on-site leak testing of limited areas.
Non-portable instruments are used for testing of large structures or for permanent in-service monitoring of
leaks in critical applications.
7.4 Single and multi-channel AT instruments
7.4.1 Single-channel instruments
Single-channel instruments are mainly used for a point-by-point search strategy, the sensor being moved to
areas of interest over the structure.
These instruments typically acquire and store RMS, ASL, signal amplitude and signal waveform data for
determination of time and frequency features.
7.4.2 Multi-channel instruments
Multi-channel instruments are mainly used for large structures where the sensor positions are fixed and
one of the location procedures in 9.3 may be applied.
Also, permanently installed instruments for continuous remote in-service monitoring, for leak detection in
the piping network of nuclear plants, are often used with multi-channel configurations.
7.5 Determination of features (RMS, ASL vs. hit or continuous AE vs. burst AE)
Simple instruments determine continuously as a function over time the ASL (the arithmetic average of the
logarithm of the rectified AE signal over a specified period of time) and/or RMS (the square root of the
average of squared AE signal over a specified period of time) and/or average of the maximum value of the
signal amplitude within a specified period of time, and display the results.
On some of the instruments the resulting functions over time can be shown for each channel numerically or
graphically and be compared against static or computed alarm levels so alarm conditions may automatically
trigger an alarm.
More sophisticated instruments can also acquire and store waveform data for determination of time
differences by Δt-measurement or by cross-correlation method.
7.6 System verification using artificial leak noise sources
An artificial leak noise source shall be used for system verification. Figure 2 shows an example.
A setup using an air jet or a test block/pipe with a drilled hole passing a controlled flow of gas or liquid may
be used to determine the dependency of stimulation signal amplitude versus stimulated flow of gas or liquid
and signal amplitude measured at a certain distance from emitter.
A well reproducible artificial leak noise source, like a passive sensor stimulated by an electrical signal,
such as white noise or a sinusoidal signal of a certain frequency from a function generator, may be used for
periodic system verification.
Key
1 coupling for compressed air
2 metallic block
3 nozzle with adjustable air jet
Figure 2 — Adjustable air jet
8 Test procedure for leak detection
8.1 Mounting of sensors
a) For aboveground structures, surface-mounted AE sensors with fixed positions shall be attached with
direct contact to the test object or via acoustic waveguides.
b) For leak testing of underground pressure equipment utilities such as waveguides (e.g. on vessels) or pigs
(e.g. in pipelines) may be applied.
c) The mounting technique and coupling materials shall be selected dependent on temperature and
duration of measurement (see 7.6).
d) The quality of sensor coupling may be enhanced by special shoes that conform to the diameter/curvature
of the test object.
e) With leak detection pigs for buried pipelines, the AT sensors shall be mounted on the pig and
measurements are usually made during the pig run (see A.2).
f) The corresponding position of the pig shall be determined on the basis of an encoder and/or acoustic
markers positioned on the outside of the pipe.
g) The sensors shall be positioned so as to ensure leak location based on appropriate location procedure
(see Clause 9) and to achieve the required location accuracy.
h) Their positions on the structure shall be taken into consideration welds, changes of shape that affect
flow characteristics, shadowing effects of nozzles and ancillary attachments.
i) Prior to testing, wave propagation and attenuation measurements, using a Hsu-Nielsen source or
artificial leak noise sources (see 7.2), shall be performed on the test object in order to determine the
effective wave velocity and to calculate the maximum allowed sensor distance needed for leak detection
with specified sensitivity.
The maximum sensor spacing for detection and location of leaks is influenced by many factors, such as
surface covering by coating, cladding or insulation, background noise level, pressure on the test object, type
of fluid, type of leak.
8.2 Additional features to be determined
In its simplest form leak detection will comprise measurement of the RMS/ASL at each defined sensor
position as a function of time for estimation of approximate location of the source.
In addition, pressure is measured as a function of time and the occurrence of a change in RMS/ASL, can be
correlated to a change of pressure.
It is recommended that the RMS/ASL is determined as a function of increasing or decreasing pressure for
verification purposes.
For more complex situations or improved diagnosis, other features may be determined, such as the following:
a) crest factor;
b) arrival time;
c) maximum value of signal amplitude;
d) signal waveform;
e) frequency spectrum;
f) related external parameters, e.g. pipe or valve temperature, pressure difference at the valve.
8.3 Background noise
8.3.1 General
The background noise is usually a combination of environmental and process noise.
8.3.2 Environmental noise
Sometimes it is unavoidable that environmental noise, even airborne noise, is picked up in addition to the
sound of interest. This can be noise from e.g. weather conditions, road traffic, rail, airplanes or birds.
In such cases, it can be helpful to add a sensor (guard) to monitor the airborne noise (waterborne in subsea
environment) to identify and disregard the environmental noise.
8.3.3 Process noise
Process noise will be created from the in-service conditions of the tested structure, e.g. product flow noise.
The influence of the process noise may be reduced by
— choosing an appropriate test period,
— isolating from the noise sources, and
— using more sophisticated analysis methods, filtering, pattern recognition.
8.4 Data acquisition
Data acquisition in its simplest form involves point measurements of one variable (e.g. RMS, ASL, or signal
amplitude) in a search mode to detect and locate a leak.
a) Whenever the equipment allows, the results of all measurements as well as the test parameters shall
be stored.
b) When more advanced equipment is used, the necessary signal parameters shall be acquired and
recorded continuously or periodically.

c) The duration of the acquisition shall be chosen taking into account the values and fluctuation of the
background noise.
9 Location procedures
9.1 General
The AE signals caused by a fluid leak are usually continuously superposed by transients reflecting the
nature of the fluid dynamics, leak path, structural response and wave propagation path in the containment
structure.
Attention shall be paid to attenuation (e.g. by coatings, wrappings, insulations) of acoustic waves and possible
multiple wave paths (metallic wall or liquid fluid) between source and sensor location to get reliable results.
Various strategies for leak location have been developed.
In general, none of the strategies yields highly accurate location, but for industrial applications even an
approximate location can be very economic.
9.2 Single-sensor location based on AE wave attenuation
This strategy uses the attenuation of the AE waves in the containment structure. Close to the source the
signal levels will be higher than further away from the source. The position of the leak is assigned to the
measurement position with the highest signal level, e.g. RMS, ASL or average of the maximum value of the
signal amplitude.
Often a single-sensor hand-held device is used to make the tests at different positions on a structure. In this
case tests shall be performed over a longer time span or repeatedly per position in order to identify possible
fluctuations in the AE signals that can affect localization.
A variant of the above is the technique of “acoustic field mapping” where point-by-point tests are made
following a grid pattern.
A further application of this technique is the difference method with a two-point access and the leak in
between.
a) The calculation shall be performed using the difference of signal levels at the access points A and B.
b) If the difference is zero, the source shall be on half distance between A and B.
c) At a linear structure with access points A and B, the source location X shall be calculated using
S
Formula (1):
05,( UU− )
BA
XX=+05,(  X ) + (1)
SA B
α
where
X is the X-location of source;
S
X is the X-location of access point A;
A
X is the X-location of access point B and is larger than X ;
B A
U is the signal level at access point A in dB ;
A AE
U is the signal level at access point B in dB ;
B AE
α is the attenuation coefficient in dB/m, is larger than 0 and shall either be known or determined
by experiment by a third access point at a known distance from points A or B.

d) α shall either be known or determined by experiment at a third access point at a known distance from
A and B.
9.3 Multi-sensor location based on Δt values (linear, planar)
9.3.1 Threshold level and peak level timing technique
With this strategy, the attenuation curve is known and several sensors in a location scheme are used to
locate the source from Δt values.
Because the signals are more or less continuous in nature, this technique relies on the presence of
superimposed transients on the signals. The arrival times are measured using threshold levels and/or burst
signal amplitudes.
The result of the threshold level technique may be improved by adjusting the threshold per channel based on
the amplitude distribution or the known wave attenuation.
An example of the use of this technique, the planar location on an above-ground storage tank floor, is given in A.4.
9.3.2 Cross-correlation technique
Correlation commonly refers to a broad class of statistical relationships involving dependence. Cross-
correlation is a measure of similarity of two waveforms as a function of a time-lag applied to one of them.
Although, it is commonly used in order to search for a shorter duration pattern within a long duration signal,
it can be used for other linear measurements. It also has applications in pattern recognition.
In the field of AT, cross-correlation has been used to find the time-frequency-pattern of a burst in a
continuous waveform record.
The time-lag shall be determined between two channels and used for location calculation.
The cross-correlation is defined as:
∞
*
fg× tf= ττ×+gt dτ (2)
()() () ()
∫
−∞
where f* denotes the complex conjugate of f.
Similarly, for discrete functions, the cross-correlation is defined as:
∞
fn∗g = fm* ×+gn m (3)
()[] [] []
∑
m=−∞
The cross-correlation is similar in nature to the convolution of two functions.
In an auto-correlation, which is the cross-correlation of a signal with itself, there will always be a peak at
a lag of zero unless the signal is a trivial zero signal. Therefore, it can be used to dig out a signal from high
background noise.
As an example, consider two real functions f(x) and g(x) differing only by an unknown shift along the X-axis.
One can use the cross-correlation to find how much the function g shall be shifted along the X-axis to make it
identical to the function f(x). The formula essentially slides the g(x)-function along the X-axis, calculating the
integral of their product at each position. When the functions match, the value of ( f×g) is maximized.
For the application in sense of leak detection, the cross-correlation is useful for determining the time lag
between two signals coming from the same source propagating along a pipe across a sensor array. After
calculating the cross-correlation between the two signals, the maximum of the cross-correlation function

indicates the point in time where the signals are best aligned. The time lag between the two signals is
determined by the argument of the maximum (arg max) of the cross-correlation as:
τ =×argmax []()fg ()t (4)
lag t
By this technique, the wave packet detected from two or more sensors are cross correlated in order to
determine the time difference between the received signals at the different sensors, resulting from the
different wave propagation paths.
Once the time differences are known the normal Δt location algorithms can be used.
In case the previously described techniques give a location result with insufficient accuracy, combining
techniques may improve the accuracy.
Examples are given in A.2 and A.4.
10 Data presentation
10.1 Numerical data presentation (level meter)
In its simplest form this is a presentation of RMS or ASL and may also include the peak signal level.
10.2 Parametric dependent function
Key
X local time, in h
Y RMS status, in dB
AE
Y1 absolute pressure, in bar
RMS curve related to an AE channel placed closed to an untight valve, which resulted in a confirmed water
leakage
2 RMS curve related to an AE channel placed in an area where no leak is present
3 absolute pressure curve
Figure 3 — Example for RMS and pressure vs. time

An example is shown in Figure 3.
The RMS increases regularly during the pressure ramp and does not return to a normal level when the final
pressure hold is reached.
When the leaky valve was identified, the tap was tightened and the RMS level on all channels returned to
initial values.
10.3 Frequency spectrum
a) The sensing frequency range shall be matched to the application.
b) The collected signals shall include leak and background noise.
c) Sp
...

Norme
internationale
ISO 18081
Deuxième édition
Essais non destructifs — Essais
2024-07
d’émission acoustique — Détection
de fuites par émission acoustique
Non-destructive testing — Acoustic emission testing (AT) — Leak
detection by means of acoustic emission
Numéro de référence
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CH-1214 Vernier, Genève
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E-mail: [e-mail]
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Qualification du personnel effectuant les essais . 2
5 Principe du contrôle par émission acoustique . 2
5.1 Phénomène d’émission acoustique .2
5.2 Influence des différents milieux et des différentes phases .3
5.3 Influence des différences de pression .4
5.4 Influence de la géométrie du chemin de fuite .4
5.5 Influence de la propagation des ondes .4
6 Applications . 5
7 Équipement d’essai . 5
7.1 Exigences générales .5
7.2 Capteurs . . .6
7.2.1 Gammes de fréquences types (largeurs de bande) .6
7.2.2 Technique de fixation .6
7.2.3 Gamme de températures, guide d’ondes .6
7.2.4 Sécurité intrinsèque . .6
7.2.5 Capteurs immergés .6
7.2.6 Dispositifs électroniques intégrés (amplificateur, convertisseur RMS,
convertisseur ASL, filtre passe-bande) .7
7.3 Matériel d’EA portable et non portable .7
7.4 Instruments d’EA monovoie et multivoies .7
7.4.1 Instruments monovoie .7
7.4.2 Instruments multivoies .7
7.5 Détermination des caractéristiques (RMS/ASL ou hits; EA continue ou EA par salves) .7
7.6 Vérification du système à l’aide de sources de bruit de fuite artificielles .8
8 Mode opératoire d’essai pour la détection de fuites . 8
8.1 Fixation des capteurs . .8
8.2 Autres caractéristiques à déterminer.9
8.3 Bruit de fond .9
8.3.1 Généralités .9
8.3.2 Bruit de l’environnement .9
8.3.3 Bruit du processus .10
8.4 Acquisition des données.10
9 Modes opératoires de localisation .10
9.1 Généralités .10
9.2 Localisation à l’aide d’un seul capteur fondée sur l’atténuation des ondes d’EA .10
9.3 Localisation à l’aide de plusieurs capteurs fondée sur les valeurs Δt (linéaire, planaire) .11
9.3.1 Technique fondée sur la détermination du temps d’arrivée (au dépassement de
seuil et/ou à l’amplitude maximale) .11
9.3.2 Technique de la corrélation croisée . .11
10 Présentation des données .12
10.1 Présentation numérique des données (appareil de mesure de niveau) . 12
10.2 Fonction paramétrique . 13
10.3 Spectre de fréquences . 13
11 Interprétation des données . 14
11.1 Validation des fuites .14
11.1.1 Sur site (pendant l’essai) et hors site (analyse différée) .14
11.1.2 Corrélation avec la pression .14

iii
11.1.3 Rejet des indications erronées .14
11.2 Estimation du débit de fuite .14
11.3 Demande d’actions de suivi . 15
12 Documents de management de la qualité .15
12.1 Mode opératoire d’essai . . 15
12.2 Instruction d’essai . 15
13 Documentation et rapport d’essai .16
13.1 Documentation de l’essai .16
13.2 Rapport d’essai .17
Annexe A (informative) Exemples d’applications de la détection de fuites .18
Bibliographie .32

iv
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’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l’utilisation
d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l’applicabilité de tout
droit de propriété revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l’ISO n’avait pas reçu
notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois, il y a lieu
d’avertir les responsables de la mise en application du présent document que des informations plus récentes
sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l’adresse www.iso.org/brevets.
L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de brevet.
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 nature volontaire des normes, 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’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au
commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 135, Essais non destructifs, sous-
comité SC 9, Contrôle par émission acoustique, en collaboration avec le CEN/TC 138, Essais non destructifs du
Comité européen de normalisation (CEN), conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO et
le CEN (Accord de Vienne).
La présente deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 18081:2016), qui a fait l’objet
d’une révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— la Figure 1 a été améliorée;
— en anglais, le terme «AT equipment» a été remplacé par «AE instrument» dans l’ensemble du document;
— le terme «système» a été remplacé par «instrument» dans l’ensemble de la norme;
— la Figure 2 montrant un jet d’air réglable a été ajoutée;
— la Formule (1) a été corrigée;
— le Tableau 2 «Classification des fuites et influence de la dynamique de l’écoulement de fuite sur l’activité
d’EA» a été ajouté;
— des corrections d’ordre rédactionnel ont été apportées à l’ensemble du document.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes se
trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.

v
Norme internationale ISO 18081:2024(fr)
Essais non destructifs — Essais d’émission acoustique —
Détection de fuites par émission acoustique
1 Domaine d’application
Le présent document définit les principes généraux exigés pour la détection de fuites au moyen d’essais
d’émission acoustique. Il traite de l’application de la méthodologie sur les structures et les composants, lorsqu’un
écoulement de fuite dû à des différences de pression se produit et génère une émission acoustique (EA).
Il décrit les phénomènes de génération d’EA et l’influence de la nature des fluides, de la forme de l’espace,
de la propagation des ondes et de l’environnement.
Les différentes techniques d’application, l’instrumentation et la présentation des résultats de l’EA sont
abordées. Le présent document contient également les lignes directrices relatives à la préparation des
documents d’application, qui décrivent les exigences spécifiques pour l’application des essais d’émission
acoustique.
L’Annexe A fournit des modes opératoires pour certaines applications de détection de fuites.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document et sont indispensables pour 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 9712, Essais non destructifs — Qualification et certification du personnel END
ISO 12716, Essais non destructifs — Contrôle par émission acoustique — Vocabulaire
ISO/TS 18173, Essais non destructifs — Termes généraux et définitions
EN 1330-1, Essais non destructifs — Terminologie — Partie 1: Liste des termes généraux
EN 1330-2, Essais non destructifs — Terminologie — Partie 2: Termes communs aux méthodes d’essais non
destructifs
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
EN 13554, Essais non destructifs — Émission acoustique — Principes généraux
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de l’ISO 12716, l’ISO/TS 18173, l’EN 1330-
1, l’EN 1330-2 et l’EN 1330-9 s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en normalisation,
consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
NOTE Les définitions des termes «fuite», «débit de fuite» et «étanchéité» sont celles présentées dans l’ISO 20484.
4 Qualification du personnel effectuant les essais
Le personnel qui effectue les essais d’émission acoustique est réputé être qualifié et compétent. Afin de
démontrer cette qualification, il est recommandé de certifier le personnel conformément à l’ISO 9712.
5 Principe du contrôle par émission acoustique
5.1 Phénomène d’émission acoustique
Voir la Figure 1.
Légende
1 fluide d dimension principale de l’orifice de fuite
2 capteur d’EA I épaisseur de la paroi
P pression côté fluide U fuite de fluide
P pression côté capteur
Figure 1 — Schéma du principe de l’émission acoustique et de sa détection
En cas de fuite dans une gamme de fréquences, l’émission acoustique continue apparaît comme une
augmentation apparente du bruit de fond, en fonction de la pression.

5.2 Influence des différents milieux et des différentes phases
La détectabilité de la fuite dépend du type de fluide et de ses propriétés physiques. Ces éléments contribuent
au comportement dynamique de l’écoulement de la fuite (laminaire, turbulent) (voir le Tableau 1).
Tableau 1 — Influence des différents paramètres sur l’activité de l’AE
Paragraphe Paramètre Plus grande activité Plus faible activité
gaz
Milieu d’essai liquide
deux phases
5.2 Viscosité faible élevée
Type d’écoulement turbulent laminaire
Vitesse du fluide élevée faible
5.3 Différence de pression élevée faible
Forme de la fuite fissure trou
5.4 Longueur du chemin de fuite grande petite
Surface du chemin de fuite rugueuse lisse
Par opposition à un écoulement turbulent, l’écoulement laminaire ne produit pas de signaux d’émission
acoustique détectables en général.
L’émission acoustique associée à une fuite est générée par ce qui suit:
— l’écoulement turbulent du gaz ou du liquide qui s’échappe;
— le frottement du fluide dans le chemin de fuite;
— des cavitations, au cours d’un écoulement diphasique (gaz émanant d’un liquide) à travers un orifice de fuite;
— la variation de pression générée lorsqu’un écoulement de fuite commence ou s’arrête;
— le remous des particules contre la surface de l’équipement surveillé;
— un jet liquide ou gazeux (vérification de la source);
— la pulsation de bulles;
— l’explosion de bulles;
— le choc des bulles sur les parois;
— une vaporisation du liquide (éclair).
Le contenu fréquentiel de cavitation peut varier de quelques kHz à plusieurs MHz.
La cavitation produit une émission par salves, dont l’énergie est au moins un ordre de grandeur supérieur à
celle qui est provoquée par la turbulence.
La teneur relative en gaz ou en air influe de manière sensible sur le début de la cavitation.
Les ondes acoustiques générées par des fuites peuvent se propager dans les parois de la structure, ainsi qu’à
travers n’importe quel fluide situé à l’intérieur.
Les ondes acoustiques sont générées par des vibrations à des fréquences ultrasonores des molécules du
fluide. Les vibrations sont produites par la turbulence et apparaissent à la transition entre un flux laminaire
et un flux turbulent dans le chemin de fuite et lorsque ces molécules s’échappent d’un orifice.
Les ondes acoustiques produites par les facteurs mentionnés ci-dessus permettent de détecter et de localiser
les fuites.
5.3 Influence des différences de pression
La différence de pression est le principal facteur influant sur le débit de fuite. Toutefois, la présence de
chemins de fuite peut dépendre d’une valeur seuil de température ou de pression du fluide.
Des fuites dépendant de la pression comme de la température ont été observées, mais en nombre
extrêmement limité.
Les fuites qui dépendent de la pression ou de la température indiquent une condition où aucune fuite n’existe
avant d’avoir atteint une pression ou une température de seuil. À ce moment, la fuite apparaît brutalement et
peut être détectée.
Lorsque la pression ou la température s’inverse, la fuite suit le cours prescrit jusqu’au point critique auquel
elle diminue jusqu’à zéro.
La température et la pression ne sont normalement pas appliquées au cours d’un essai de fuite visant
à localiser ces fuites. Elles sont plutôt utilisées pour forcer l’ouverture de discontinuités existantes,
afin d’amorcer ou d’augmenter le débit de fuite jusqu’au point de détection.
Les fuites réversibles sur des joints en dessous de la température de service et/ou de la pression de service
constituent un exemple de cet effet.
Les ondes acoustiques émises par une fuite présentent normalement un spectre de fréquences caractéristique
qui dépend de la différence de pression et de la forme du chemin de fuite.
La détectabilité de la fuite dépend donc de la réponse en fréquence du capteur, ce qui doit être pris en compte
lors du choix de l’instrumentation.
5.4 Influence de la géométrie du chemin de fuite
L’intensité d’EA d’un chemin de fuite complexe naturel (par exemple, corrosion par piqûres, fissures
de corrosion de fatigue ou de contrainte) est généralement plus élevée que celle produite par une fuite
provenant d’une source artificielle, telle qu’un trou percé latéralement utilisé à des fins de vérification.
Les principaux paramètres définissant la complexité sont la section, la longueur et la rugosité de surface du
chemin de fuite.
5.5 Influence de la propagation des ondes
Les signaux d’émission acoustique constituent la réponse d’un capteur à des ondes acoustiques générées
dans des milieux solides. Ces ondes sont semblables aux ondes élastiques qui se propagent dans les gaz et
les fluides, mais elles sont plus complexes, car les milieux solides sont capables de transmettre une force de
cisaillement.
Les ondes qui rencontrent un changement du milieu dans lequel elles se propagent peuvent changer
de direction ou se réfléchir. Outre la réflexion, l’interface provoque la déviation des ondes par rapport à
leur trajectoire d’origine ou leur réfraction dans le second milieu. Le mode de propagation de l’onde peut
également être changé dans le processus de réflexion et/ou de réfraction.
Des ondes incidentes sur une interface entre deux milieux se réfléchissent ou se réfractent de sorte que les
directions des ondes incidentes, réfléchies et réfractées sont toutes situées dans le même plan. Ce plan est
défini par la droite le long de laquelle l’onde incidente se propage et la normale à l’interface.
Les facteurs suivants jouent un rôle essentiel dans le contrôle par émission acoustique:
a) la propagation des ondes présente l’influence la plus significative sur la forme des signaux détectés;
b) la vitesse des ondes est déterminante pour le calcul de localisation de la source;
c) l’atténuation des ondes dicte l’espacement maximal des capteurs acceptable pour une détection efficace.

La propagation des ondes influe sur la forme d’onde reçue des manières suivantes:
d) les réflexions, réfractions et conversions de mode entre la source et le capteur produisent un grand
nombre de chemins de propagation différents de diverses longueurs;
e) plusieurs chemins de propagation entre la source et le capteur, même en l’absence d’interfaces générant
des réflexions, peuvent être dus à la structure elle-même, par exemple, des chemins en spirale sur un
cylindre;
f) la séparation des différentes composantes d’une onde (modes différents, fréquences différentes)
se propageant à des vitesses différentes;
g) l’atténuation des ondes (dispersion volumétrique, absorption, ainsi que l’atténuation due aux effets
donnés en 5.5 d) et 5.5 f)).
L’atténuation des ondes dépend des liquides contenus dans une structure ou une tuyauterie, qui facilitent la
propagation des ondes acoustiques, tandis que les liquides (situés à l’intérieur et à l’extérieur) ont tendance à
diminuer la détectabilité des ondes acoustiques.
Cet effet dépendra des impédances acoustiques relatives des différents matériaux.
Les ondes acoustiques situées à l’intérieur seront généralement utilisées pour la détection des sources d’EA
sur de longues distances en raison de la faible atténuation sonore de la plupart des liquides.
6 Applications
Le contrôle par émission acoustique (EA) offre un grand nombre de possibilités pour détecter les fuites de
volumes sous pression et de volumes atmosphériques dans les domaines de l’industrie et de la recherche.
L’EA est utilisée dans les domaines suivants:
a) récipients sous pression;
b) tuyaux et systèmes de tuyauterie;
c) réservoirs de stockage aériens;
d) réservoirs de stockage souterrains;
e) calandres de chaudière;
f) tubes de chaudière;
g) autoclaves;
h) échangeurs de chaleur;
i) confinements;
j) vannes;
k) soupapes de sécurité;
l) pompes;
m) installations sous vide.
7 Équipement d’essai
7.1 Exigences générales
L’équipement d’essai (matériel et logiciels) doit être conforme aux exigences de l’EN 13477-1 et de l’EN 13477-2.

7.2 Capteurs
7.2.1 Gammes de fréquences types (largeurs de bande)
La gamme de fréquences optimale pour la détection de fuites est étroitement liée à l’application, au type
de fluide, à la différence de pression au niveau de la fuite, au débit de fuite ou encore à la distance entre le
capteur et la source.
Par exemple, la gamme de fréquences optimale pour la détection de fuites des fonds de réservoirs
atmosphériques se situe aux environs de 20 kHz à 80 kHz, car la distance entre la source et le capteur peut
être élevée et l’atténuation est faible à ces fréquences.
La plage de fréquences préférentielle pour la détection de fuites dans une tuyauterie à haute pression peut
aller jusqu’à 500 kHz pour un rapport signal/bruit optimal en présence de bruit de fond.
La détection de fuites sur des tuyaux à basse pression (par exemple, d’alimentation en eau) est généralement
effectuée à des fréquences de l’ordre de 5 kHz.
a) Normalement, un capteur doit être en contact direct avec l’objet contrôlé.
b) Un agent de couplage doit alors être utilisé entre le capteur et l’objet contrôlé pour obtenir une
transmission optimale et stable des ondes.
c) La durabilité, la stabilité dans le temps et la composition chimique du couplant doivent être adaptées à
la durée de la surveillance, à la plage de températures et à la résistance à la corrosion de l’objet contrôlé.
7.2.2 Technique de fixation
La méthode de fixation dépend de la durée de la surveillance.
Pour une installation temporaire sur un objet contrôlé ferromagnétique, un support magnétique peut être
l’outil de fixation à privilégier.
Dans le cas d’installations pérennes, les capteurs peuvent être fixés à l’aide d’attaches métalliques ou reliés à
l’objet contrôlé au moyen d’un couplage adhésif approprié.
7.2.3 Gamme de températures, guide d’ondes
La gamme de températures de fonctionnement du capteur d’EA doit correspondre aux conditions de
température de surface de l’objet contrôlé. Dans le cas contraire, des guides d’ondes doivent être utilisés
entre le capteur et l’objet contrôlé.
7.2.4 Sécurité intrinsèque
Si le capteur est destiné à être installé dans une atmosphère explosible, il doit posséder une sécurité
intrinsèque et la Directive ATEX 2014/34/UE (appareils) et 1999/92/CE (lieu de travail) peut s’appliquer à la
classification du risque à l’emplacement où il doit être utilisé. Voir également l’EN 60079-0, l’EN 60079-11 et
l’EN 60079-14 pour les installations à l’épreuve des explosions.
7.2.5 Capteurs immergés
a) Si le capteur doit être immergé dans un liquide, le code IP du capteur (défini dans l’EN 60529) doit être
spécifié à au moins IP68.
b) Les capteurs et autres accessoires immergés doivent être étanches à la pression maximale possible du
liquide.
7.2.6 Dispositifs électroniques intégrés (amplificateur, convertisseur RMS, convertisseur ASL,
filtre passe-bande)
Des capteurs passifs et des capteurs munis d’un préamplificateur intégré ou de bande passante appropriée
sont disponibles.
Les capteurs comportant des circuits électroniques incorporés sont moins sensibles aux perturbations
électromagnétiques, en raison de la suppression du câble reliant le capteur au préamplificateur.
Ces capteurs sont habituellement d’une taille et d’un poids légèrement supérieurs et présentent une plage de
températures de fonctionnement réduite en raison des composants électroniques internes, par exemple de 80 °C.
Les capteurs peuvent également inclure un convertisseur signal-RMS, un convertisseur signal-ASL et/ou un
comparateur de limites avec sortie numérique.
7.3 Matériel d’EA portable et non portable
Un instrument de détection de fuites par émission acoustique conçu pour être portable comporte
habituellement une seule voie ou quelques voies.
Le choix d’un instrument d’EA portable est généralement fondé sur plusieurs facteurs, tels que le coût,
la taille de l’appareil, la durée de l’essai, les conditions environnementales (par exemple, zones dangereuses)
et la disponibilité d’une alimentation externe.
Les instruments d’EA portables sont utilisés pour le contrôle de fuites sur site de zones limitées.
Les instruments non portables sont utilisés pour les contrôles de grandes structures ou pour la surveillance
permanente en service des fuites dans des applications critiques.
7.4 Instruments d’EA monovoie et multivoies
7.4.1 Instruments monovoie
Les instruments monovoie sont principalement utilisés dans le cadre d’une stratégie de recherche point par
point, le capteur étant déplacé sur les zones d’intérêt de la structure.
Ces instruments permettent en général d’acquérir et de stocker les données RMS, ASL, l’amplitude des
signaux et la forme d’onde du signal pour déterminer les caractéristiques de temps et de fréquence.
7.4.2 Instruments multivoies
Les instruments multivoies sont principalement utilisés dans de grandes structures, lorsque les positions
des capteurs sont fixes et que l’un des modes opératoires de localisation présentés en 9.3 peut être appliqué.
D’autre part, les instruments installés de manière fixe pour la surveillance en service à distance en continu
et pour la détection de fuites dans le réseau de tuyauteries de centrales nucléaires sont souvent utilisés dans
des configurations multivoies.
7.5 Détermination des caractéristiques (RMS/ASL ou hits; EA continue ou EA par salves)
Les instruments simples déterminent en continu en fonction du temps l’ASL (moyenne arithmétique du
logarithme du signal d’EA redressé sur une durée spécifiée) et/ou la RMS (racine carrée de la moyenne du
signal d’EA au carré sur une durée spécifiée) et/ou la moyenne de la valeur maximale de l’amplitude des
signaux pendant une durée spécifiée, et affichent les résultats.
Certains instruments peuvent indiquer numériquement ou graphiquement l’évolution des fonctions au fil
du temps pour chaque voie et les comparer à des niveaux d’alarme statiques ou calculés, de sorte que des
conditions d’alarme peuvent automatiquement déclencher une alarme.

Des instruments plus sophistiqués peuvent également acquérir et enregistrer des données de forme d’onde
afin de déterminer les différences de temps par mesure de Δt ou par une méthode de corrélation croisée.
7.6 Vérification du système à l’aide de sources de bruit de fuite artificielles
Une source de bruit de fuite artificielle doit être utilisée pour la vérification du système. La Figure 2 montre
un exemple.
Un montage utilisant un jet d’air ou un bloc/tuyau d’essai avec un trou percé laissant passer un écoulement
contrôlé de gaz ou de liquide peut être utilisé pour déterminer la relation entre l’amplitude des signaux de
stimulation et l’écoulement de gaz ou de liquide stimulé et l’amplitude des signaux mesurée à une certaine
distance de l’émetteur.
Une source de bruit de fuite artificielle de bonne reproductibilité, telle qu’un capteur passif stimulé par un
signal électrique, comme un bruit blanc ou un signal sinusoïdal d’une certaine fréquence provenant d’un
générateur de fonction, peut être utilisée pour une vérification périodique du système.
Légende
1 raccord pour air comprimé
2 bloc métallique
3 buse à jet d’air réglable
Figure 2 — Jet d’air réglable
8 Mode opératoire d’essai pour la détection de fuites
8.1 Fixation des capteurs
a) Dans le cas de structures aériennes, des capteurs d’EA installés en surface à des positions fixes doivent
être couplés en contact direct sur l’objet contrôlé ou par l’intermédiaire de guides d’ondes acoustiques.
b) Pour l’essai de fuite des équipements sous pression souterrains, des éléments, tels que des guides
d’ondes (par exemple sur des récipients) ou des racleurs (par exemple pour des pipelines), peuvent être
utilisés.
c) La technique de fixation et les couplants doivent être choisis en fonction de la température et de la durée
de mesure (voir 7.6).
d) La qualité de couplage du capteur peut être améliorée par des semelles spéciales adaptées
(ou conformées) au diamètre/à la courbure de l’objet contrôlé.
e) Dans le cas de racleurs de détection de fuite pour des pipelines enterrés, les capteurs d’EA doivent être
montés sur le racleur et les mesures sont généralement effectuées en utilisant la course du racleur
(voir A.2).
f) La position correspondante du racleur doit être déterminée en s’appuyant sur un codeur et/ou des
marqueurs acoustiques positionnés sur l’extérieur du tuyau.
g) Les capteurs doivent être positionnés de manière à garantir la localisation des fuites en se fondant sur
un mode opératoire de localisation approprié (voir l’Article 9) et de manière à obtenir l’exactitude de
localisation requise.
h) Leurs positions sur la structure doivent tenir compte des soudures, des changements de forme qui
ont un impact sur les caractéristiques d’écoulement, des effets de masquage par des piquages et des
fixations auxiliaires.
i) Avant l’essai, des mesures de propagation et d’atténuation doivent être effectuées sur l’objet contrôlé,
à l’aide d’une source Hsu-Nielsen ou de sources de bruit de fuite artificielles (voir 7.2), pour déterminer
la vitesse effective des ondes et pour calculer la distance maximale admissible entre les capteurs,
nécessaire pour une détection de fuites avec une sensibilité spécifiée.
Un grand nombre de facteurs ont une influence sur l’espacement maximum entre les capteurs pour la
détection et la localisation des fuites, notamment le recouvrement de la surface par un revêtement,
un placage ou un calorifuge/frigorifuge, le niveau du bruit de fond, la pression sur l’objet contrôlé, le type de
fluide et le type de fuite.
8.2 Autres caractéristiques à déterminer
Dans sa forme la plus simple, la détection de fuites comprend la mesure des valeurs RMS/ASL en fonction du
temps à chaque position définie des capteurs afin de localiser la source approximativement.
De plus, la pression est mesurée en fonction du temps et la fréquence du changement des valeurs RMS/ASL
peut être corrélée à une variation de pression.
Il est recommandé de déterminer les valeurs RMS/ASL en fonction de l’augmentation ou de la diminution de
pression à des fins de vérification.
Dans le cas de situations plus complexes ou à des fins d’amélioration du diagnostic, d’autres caractéristiques
peuvent être déterminées, telles que:
a) le facteur de crête;
b) le temps d’arrivée;
c) la valeur maximale de l’amplitude des signaux;
d) la forme d’onde des signaux;
e) le spectre de fréquences;
f) les paramètres externes associés, par exemple la température du tuyau ou de la vanne, la différence de
pression au niveau de la vanne.
8.3 Bruit de fond
8.3.1 Généralités
Le bruit de fond est, en général, une combinaison du bruit de l’environnement et du bruit du processus.
8.3.2 Bruit de l’environnement
Il est parfois inévitable que le bruit de l’environnement, même le bruit transmis par voie aérienne, soit capté
en plus du bruit recherché. Ce bruit peut provenir, par exemple, des conditions météorologiques, du trafic
routier, du réseau ferré, des avions ou des oiseaux.

Dans ce cas, il peut être utile d’ajouter un capteur (de garde) pour surveiller le bruit transmis dans l’air
(ou dans l’eau, dans un environnement sous-marin) pour identifier et éliminer le bruit de l’environnement.
8.3.3 Bruit du processus
Le bruit du processus est créé par les conditions d’utilisation de la structure contrôlée, par exemple le bruit
de l’écoulement du produit.
L’influence du bruit du processus peut être réduite par ce qui suit:
— le choix d’une période d’essai appropriée;
— l’isolation par rapport aux sources de bruit; et
— l’utilisation de méthodes d’analyse plus élaborées, filtrage, reconnaissance de forme.
8.4 Acquisition des données
Dans sa forme la plus simple, l’acquisition des données implique des mesures ponctuelles d’une variable
(par exemple, RMS, ASL ou amplitude des signaux) dans un mode de recherche pour détecter et localiser
une fuite.
a) Dès lors que l’instrument le permet, les résultats de toutes les mesures ainsi que les paramètres d’essai
doivent être enregistrés.
b) En cas d’utilisation d’un instrument plus sophistiqué, les paramètres de signaux nécessaires doivent
être acquis et enregistrés en continu ou périodiquement.
c) La durée de l’acquisition doit être choisie en tenant compte des valeurs et de la fluctuation du bruit de fond.
9 Modes opératoires de localisation
9.1 Généralités
Les signaux d’EA provoqués par des fuites de fluide sont, en général, continuellement superposés à des
transitoires correspondant à la nature de la dynamique des fluides, au chemin des fuites, à la réponse
structurelle et au chemin de propagation des ondes dans la structure de confinement.
Une attention particulière doit être portée à l’atténuation (par exemple, par des revêtements, des enveloppes,
des isolations) des ondes acoustiques et des chemins d’ondes multiples possibles (mur métallique ou fluide
liquide) entre la source et l’emplacement du capteur afin d’obtenir des résultats fiables.
Diverses stratégies de localisation des fuites ont été élaborées.
En général, aucune des stratégies ne fournit une localisation très précise, mais pour des applications
industrielles, même une localisation approximative peut présenter un intérêt économique.
9.2 Localisation à l’aide d’un seul capteur fondée sur l’atténuation des ondes d’EA
Cette stratégie tire parti du phénomène d’atténuation des ondes d’EA dans la structure de confinement.
L’amplitude des signaux est plus grande à proximité de la source qu’à distance. La position de la fuite est
attribuée à la position de la mesure offrant le niveau de signal le plus élevé, par exemple la RMS, l’ASL ou la
moyenne de la valeur maximale de l’amplitude des signaux.
Un dispositif portable à capteur unique est souvent utilisé pour effectuer les contrôles à différents endroits
sur une structure. Dans ce cas, les essais doivent être réalisés sur une durée prolongée ou de façon répétée à
chaque position afin d’identifier les fluctuations possibles des signaux d’EA pouvant influencer la localisation.
Une variante de la technique susmentionnée est la méthode dite de «cartographie du champ acoustique»
visant à effectuer des essais point par point selon un maillage.

Une autre application de cette technique est la méthode de différence avec un accès en deux points, la fuite
étant située entre eux.
a) Le calcul doit être réalisé en utilisant la différence entre les niveaux de signal aux points d’accès A et B.
b) Si la différence est nulle, la source doit être à mi-distance entre A et B.
c) Pour une structure linéaire comportant des points d’accès A et B, l’emplacement de la source X doit être
S
calculé à l’aide de la Formule (1):
05, ()UU−
BA
XX=+05, ()X + (1)
SA B
α
où
X est l’emplacement X de la source;
S
X est l’emplacement X du point d’accès A;
A
X est l’emplacement X du point d’accès B et est plus grand que X ;
B A
U est l’amplitude du signal au point d’accès A, en dB ;
A AE
U est l’amplitude du signal au point d’accès B, en dB ;
B AE
α est le coefficient d’atténuation en dB/m, il est plus grand que 0 et doit être connu ou déterminé par
expérience en un troisième point d’accès à une distance connue de A et B.
d) α doit être connue ou déterminée par expérience en un troisième point d’accès à une distance connue
de A et B.
9.3 Localisation à l’aide de plusieurs capteurs fondée sur les valeurs Δt (
...