ISO/DIS 4126-11

Safety devices for protection against excessive pressure

Dispositifs de sécurité pour protection contre les pressions excessives

Standards Content (sample)

DRAFT INTERNATIONAL STANDARD
ISO/DIS 4126-11
ISO/TC 185 Secretariat: ANSI
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2014-08-07 2015-01-07
Safety devices for protection against excessive pressure —
Part 11:
Performance testing
Dispositifs de sécurité pour protection contre les pressions excessives —
Partie 11: Essais de performance
ICS: 13.240
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This draft is hereby submitted to the ISO member bodies and to the CEN member
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Should this draft be accepted, a final draft, established on the basis of comments

received, will be submitted to a parallel two-month approval vote in ISO and
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STANDARDS MAY ON OCCASION HAVE TO
BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR
POTENTIAL TO BECOME STANDARDS TO
WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
Reference number
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ISO/DIS 4126-11:2014(E)
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ISO/DIS 4126-11
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Foreword ................................................................................................................................................ iv

Introduction ............................................................................................................................................. v

1.  Scope .......................................................................................................................................... 1

2.  Normative references ................................................................................................................ 1

3.  Terms and definitions ................................................................................................................ 1

4.  Preliminary agreements ............................................................................................................ 2

4.1.  When submitting a reclosing sample ....................................................................................... 2

4.2.  When submitting a CSPRS sample ........................................................................................... 3

4.3.  When submitting a non-reclosing sample ............................................................................... 3

4.4.  When submitting a safety valve and a bursting disc in combination .................................... 4

5.  General requirements for test rigs and instrumentation ........................................................ 4

5.2.  Test rigs ...................................................................................................................................... 4

5.3.  Instrumentation .......................................................................................................................... 6

5.3.1.  Pressure measurements ........................................................................................................... 6

5.3.2.  Temperature measurements ..................................................................................................... 7

5.3.3.  Lift measurements ..................................................................................................................... 7

5.3.4.  Flow diameter measurement ..................................................................................................... 7

5.3.5.  Flow capacity and discharge coefficient measurements ........................................................ 7

6.  Test procedures for reclosing safety devices ......................................................................... 8

6.1.  General ....................................................................................................................................... 8

6.2.  Preliminary tests ........................................................................................................................ 8

6.3.  Option 1: Tests to determine operating and flow characteristic carried out together .......... 8

6.3.1  Option 1: Testing under atmospheric back pressure .............................................................. 8

6.4.  Option 2: Test to determine operating and flow characteristic carried out separately ...... 10

6.4.1   Option 2: Operating characteristics - testing under atmospheric back pressure ............... 10

6.4.2 Option 2: Tests to determine flow characteristics .................................................................... 11

6.5.  Tests at restricted lift ............................................................................................................... 12

6.6.  Reporting of results for reclosing safety devices ................................................................. 12

7.  Test rigs and procedures for bursting disc safety devices .................................................. 13

7.1  Burst test .................................................................................................................................. 13

7.1.1  Incompressible fluid burst test ............................................................................................... 14

7.1.2  Compressible fluid burst test .................................................................................................. 15

7.1.3  Flow resistance tests ............................................................................................................... 16

8.  Safety warnings ....................................................................................................................... 17

ii © ISO 2008 – All rights reserved
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ISO/DIS 4126-11

9.  Informative references ............................................................................................................. 17

ANNEX A: Bursting disc safety devices: flow resistance tests (Option A) ...................................... 19

A.1 Test rig for compressible fluids .................................................................................................... 19

A.2 Measurements ................................................................................................................................ 21

A.3 Required data ................................................................................................................................. 21

A.5 Evaluation of data .......................................................................................................................... 22

ANNEX B: Bursting disc safety devices: flow resistance tests (Option B) ...................................... 25

B.1 Test rig for resistance tests ........................................................................................................... 25

B.2 Flow measurement ......................................................................................................................... 27

B.3 Flow resistance factor ................................................................................................................... 27

INFORMATIVE ....................................................................................................................................... 32

ANNEX C: Test Procedures for safety devices under built-up and superimposed back pressure

conditions ................................................................................................................................. 32

C.1 Test Rigs for testing under built-up and superimposed back pressure .................................... 32

C.2 Option 1: Tests to determine operating and flow characteristic carried out together under

back pressure ........................................................................................................................... 32

C.2.1 Option 1: Testing under built-up back pressure ....................................................................... 32

C.2.2 Option 1: Testing under superimposed back pressure ............................................................ 33

C.3 Option 2: Tests to determine operating and flow characteristic carried out separately under

back pressure ........................................................................................................................... 34

C.3.1 Option 2: Operating characteristics – testing under built-up back pressure ......................... 34

C.3.2 Option 2: Operating characteristics – testing under superimposed back pressure .............. 35

C.3.3 Option 2: Tests to determine flow characteristics under backpressure condition ................ 36

Informative ............................................................................................................................................ 37

ANNEX D: Dynamic valve testing for the determination of operating and flow characteristics ..... 37

D.1 General Specifications ................................................................................................................... 37

D2. Dynamic valve testing under atmospheric back pressure .......................................................... 38

Informative ............................................................................................................................................ 41

ANNEX E: Reference sonic nozzle for discharge coefficient verification ........................................ 41

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ISO/DIS 4126-11
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 whom 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.

International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.

The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards

adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an

International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.

ISO 4126-11 was prepared by Technical Committee ISO/TC 185, Safety devices for protection against

excessive pressure

ISO 4126 consists of the following parts, under the general title Safety devices for protection against excessive

pressure:
 Part 1: Safety valves
 Part 2: Bursting disc safety devices
 Part 3: Safety valves and bursting disc safety devices in combination
 Part 4: Pilot operated safety valves
 Part 5: Controlled safety pressure relief system (CSPRS)
 Part 6: Bursting disc safety devices – Application, selection and installation
 Part 7: Common Data

 Part 9 : Application and installation of safety devices excluding stand-alone bursting disc safety devices

 Part 10 : Sizing of safety valves and connected inlet and outlet lines for gas/liquid two-phase flow

The following parts are under preparation
 Part 11: Performance testing
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ISO/DIS 4126-11
Introduction

The objective of this standard is to provide test procedures to determine the operating and flow characteristics

of the safety device under test in such a way that the test rig has no influence on the results. It should be noted

however that actual performance of the safety device in service may be influenced by a variety of installation,

process and environmental factors.

ISO 4126-1, 4 and 5 highlight the effects of back pressure on valve performance. In order to account for these

effects, methods for testing under built-up and superimposed back pressure conditions are also included in

Annex C .
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ISO/WD 4126-11
1. Scope

The purpose of this International Standard is to define the testing procedures to be applied for carrying out

performance tests on closing, non-reclosing and combined safety devices for protection against excessive

pressure as specified in ISO 4126 Parts 1, to 7, with particular reference to type testing

The objective of this standard is to provide test procedures to determine the performance of the safety device

under test in such a way that the test rig has no influence on the results.

For reclosing devices specified in ISO 4126 Part 1, 4 and 5, the objective of the tests is to determine the

performance of the safety device when operating with compressible non-condensing fluids and non-flashing

liquids.

For non-reclosing devices covered in ISO 4126 part 2, the objectives of the tests are to establish the bursting

pressure, the opening characteristics and the device resistance to flow when opened under compressible or

incompressible fluid conditions.

In the case of testing with liquids the temperature of the liquid at the safety device inlet shall be limited in

accordance to the following: in the case of water the maximum temperature at the inlet shall be 50 C to avoid

the risk of flashing; in case of other liquids, the maximum vapor pressure shall be 0,125 bar absolute.

NOTE Flow capacity measurements obtained using test procedures detailed in this standard are valid only

for ideal gasses and vapors (as real gas effects are not considered). An ideal gas behavior can generally be

assumed as long as the real compressibility factor (Z) of the test gas at inlet and nozzle conditions is within the

range of 0,95 and 1,05. As an example, air and nitrogen at ambient temperature may be considered as ideal

gas up to a pressure of 150 bar. Under real gas conditions or pressures above 250 bar the measurement

devices and accuracies shall be modified to the current state of technology and in the sense of this standard.

NOTE It should be noted that actual performance of the safety device in service may be influenced by a

variety of installation, process and environmental factors.
2. Normative references

The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated

references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document

(including any amendments) applies.
 ISO 4126 Parts 1 to 9
3. Terms and definitions

For the purposes of this document, in addition to the terms and definitions given in ISO 4126 parts 1 to 9 each

one considered in its application field (i.e., regarding the specific device), the following apply.

3.1
back pressure ratio (BPR)

the back pressure ratio is the ratio of back pressure and inlet pressure, usually expressed as a percentage

NOTE: BPR can be based on gauge or absolute pressures. Both can be used for the purpose of tracing the

curve of discharge coefficient vs. BPR
3.1.1
BPRA
\ 1
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ISO/DIS 4126-11

is defined as the ratio of absolute back pressure to absolute inlet pressure. The value of BPRA is always equal

to 100% when the back pressure equals the inlet pressure
3.1.2
BPRG

is defined as the ratio of back pressure to inlet pressure, both expressed as gauge, BPRG is always zero under

atmospheric back pressure conditions and equals 100% when the back pressure equals the inlet pressure

3.2
inlet pressure
the stagnation pressure acting at the safety device inlet section
3.3
operator
the person who supervises and manages the test

NOTE The operator shall have specific background and formal education in technical subjects including fluid

mechanics, thermodynamics and related measurement equipment. Moreover, the technical staff qualified for

test management and supervision shall have practical experience, as certified by laboratory training records.

3.4
performance
the combined operating and flow characteristics of the safety device
3.5
safety device (SD)

all safety devices for the protection against excessive pressure addressed in ISO 4126 part 1 to part 5

3.6
sample

a safety device for the protection against excessive pressure, ready to be tested in the adjusted condition as

specified by its manufacturer, and identified by a serial number or other code uniquely identifying the device to

be tested and its parts
4. Preliminary agreements

Parties involved in tests shall make preliminary agreements about laboratory methods and procedures.

If any of the items listed here below are changed, then the safety device under test shall be identified as a new

test sample.
4.1. When submitting a reclosing sample

Parties submitting a reclosing sample (all SD except bursting disc devices) for testing should at least specify to

the laboratory the following items prior to conducting the test.
a) name and address of manufacturer;

b) serial number or other code uniquely identifying the sample to be tested and/or its parts (e.g. spring);

c) applicable parts of ISO 4126;
d) fluid to be used for testing;
e) inlet and outlet size and connection types;
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ISO/DIS 4126-11

f) declared flow area or flow diameter (Note: the actual measured value shall be used for the evaluation of the

discharge coefficient);
g) method to be applied for set pressure detection;
h) method to be applied for reseating pressure detection;
i) marked set pressure;
j) cold differential test pressure (if applicable);
k) overpressure;
l) test conditions including;
1. atmospheric back pressure
2. built-up back pressure (if requested)
3. superimposed back pressure (if requested)
m) Main expected operational characteristics, at least including:
1. expected reseating pressure;
2. expected disc lift at overpressure;
3. expected discharge coefficient;
4. built-up back pressure range (if requested);
5. superimposed back pressure range (if requested).
4.2. When submitting a CSPRS sample

Parties submitting a CSPRS sample for testing should, in addition to those listed in 4.1, at least specify to the

laboratory the following items prior to conducting the test.
a) opening sensing pressure and closing sensing pressure;

b) functional times (opening and reseating times, opening and reseating dead times);

c) measurement of the control unit flow capacity, if applicable;
4.3. When submitting a non-reclosing sample

Parties submitting a non-reclosing sample for testing should at least specify to the laboratory the following items

prior to conducting the test:
a) Name and address of manufacturer;
b) lot number or other code uniquely identifying the sample to be tested;
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ISO/DIS 4126-11
c) model or type designation of bursting disc and corresponding holder;
d) applicable parts of ISO 4126;
e) inlet and outlet size and connection types;
f) declared minimum net flow area;

g) specified bursting pressure, coincident temperature and performance tolerance;

h) fluid to be used for testing;
i) test method:
1. discharge capacity or coefficient
2. flow resistance
For flow resistance testing also include:
j) one size or three size method;
k) requested KR type:
1. K , - all bursting discs are opened with gas
2. K - all bursting discs are opened with liquid
3. K - one disc of each size is opened with liquid, the others with gas
RGL
4.4. When submitting a safety valve and a bursting disc in combination
For combination flow capacity testing also include:

a) safety valve information as listed in 4.1, at least including items a, b, d, e, f, h, j, k,l,

b) bursting disc information as listed in 4.3, at least including items a, b, c, e, g,

c) one size or three size method as specified in IS0 4126-3
5. General requirements for test rigs and instrumentation
5.2. Test rigs
This section applies to all reclosing SD (all SD except bursting disc devices)

It is assumed that the test facility has adequate capacity and sufficient pressure to conduct the tests. The test

rig and instrumentation shall allow for the determination, at least, of the valve operating and flow characteristics

under atmospheric backpressure conditions.

The data acquisition and measurement system (including supply lines) shall be sufficiently responsive to

accurately capture the test system and safety device performance characteristics applicable to the time scale

of the phenomena under analysis. In order to improve the frequency response of the pressure measurement,

particular care must be taken to reduce the length and capacity of the pressure lines and the volume of the

cavities connecting the pressure tapping to the pressure transducers.
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ISO/DIS 4126-11
Lift
Sample
Back Pres
Temperature
Inlet Pressure
Pressure relief device
Baffle
Vessel

Figure 1 (informative): functional sketch of test rig for reclosing safety devices. Flow rate meter section is

not shown.

Users of this standard must consider the effects of testing samples characterized by a slow response times (e.g.

related to the presence of large volumes in the valve pressure chamber in the case pilot operated safety valves,

long sensing lines, functional and dead times in the case of CSPRS) compared to the time variation of the inlet

pressure. When testing pilot operated safety valves or CSPRS, the inlet pressure ramp should be evaluated

before testing in order to avoid that a too steep inlet pressure ramp can influence the evaluation of the sample

performance. As a general feature, inlet pressure at the beginning of the test and the pressure

increasing/decreasing rate shall be related to the valve size and type (direct, pilot operated and CSPRS).

When testing with liquids particular care must be taken to evaluate the absence of pressure fluctuations

superimposed to the inlet pressure ramp capable to influence sample performance (e.g., water hammer or

acoustic pressure waves due to sudden changes of the inlet pressure, fast valve openings in the supplying

system, etc.)

A generic informative functional sketch of the plant is shown in Figure 1, which is not intended to imply any

particular arrangement of test equipment.

Since inlet pressure is used for the calculation of the theoretical flow capacity (qm), and qm is used for discharge

coefficient calculation, particular attention must be given to the cross section of the vessel, to the location of the

pressure tapping in the vessel, and to the contours of the inlet connections. The inlet pressure may be measured

in the vessel or in the feed pipe between the vessel and the safety device. It is permitted to determine the inlet

pressure by measuring the static pressure if the vessel or the feed pipe cross-section is greater or equal to 10

times the valve flow area or it shall be demonstrated that the accuracy of the measurement quantities are not

affected. If this is not the case, the inlet pressure shall be determined by the application of a properly oriented

stagnation pressure probe located immediately upstream of the safety device inlet section. The stagnation

pressure drop between the inlet pressure measuring section and the valve inlet should not exceed 1% of set

pressure. If a higher pressure drop occurs, a correction on the inlet pressure reading shall be performed in order

to properly evaluate the stagnation pressure acting at the valve inlet. In any case the stagnation pressure drop

shall not exceed 3%.
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ISO/DIS 4126-11

NOTE: in order to limit the inlet total pressure loss, a general good practice is to avoid too sharp edges on the

connection(s) between the vessel and the sample.

In test rigs for liquids, where pumps are used to deliver fluid to the test valve, particular care shall be taken so

that the amplitude of the pressure pulsations does not affect the operating and flow characteristics of the safety

valve, pressure measurement as well as flow capacity measurements. The use of a damper can be considered

in order to limit pressure fluctuations.

The general test arrangement for operating and flow capacity testing with steam is similar to the one required

for testing with other compressible fluids, with the following points also being considered:

a) when testing with saturated steam, the steam quality shall be measured by suitable devices such as a

throttling calorimeter: the reference condition should be dry saturated steam with limits of 98% minimum

quality and maximum 10 C of superheat;

b) tests may be performed on superheated steam if required by particular application;

c) test systems should be suitably insulated, and warmed up before test;

d) performance testing should take into account the need to bring the pressure relief device up to operating

temperature, and acknowledge that additional set pressure and blowdown test cycles may be needed to

achieve stable operating characteristics. For large valves, temperature measurements may be needed to

verify the valve is at working temperature;

e) during flow capacity measurements on steam, suitable methods must be employed to account for

condensation in the test vessel of steam that has been measured as passing through the flow measurement

device;

f) For timed weight condensate systems, the back pressure on the valve shall be measured and controlled.

This may not cover all elements of steam testing.
5.3. Instrumentation

All instruments used during performance testing shall be periodically calibrated in accordance to the laboratory

quality standards requirements and shall be directly or non-directly referable to certified primary instruments of

lower uncertainty.

The laboratory shall define a procedure for the evaluation of the expanded measurement uncertainty of direct

and non-direct quantities; the method will be defined by the application of an international standard (e.g. ISO

21748:2010, ISO/IEC Guide 98-1:2009 Part 1, ISO/IEC Guide 98-3:2009), or by other referable and verified

methods based e.g. on propagation error theory or Monte Carlo Method (e.g.: ISO/IEC Guide 98-3:2008/Suppl

1:2008).

Pressure and lift measurement shall be characterized by a frequency response sufficient to follow the dynamic

of the test such as to allow the accurate measurement of overpressure, blow down and discharge coefficient/flow

rate
5.3.1. Pressure measurements
The uncertainty of pressure measurement shall be within
...

PROJET DE NORME INTERNATIONALE
ISO/DIS 4126-11
ISO/TC 185 Secrétariat: ANSI
Début de vote: Vote clos le:
2014-08-07 2015-01-07
Dispositifs de sécurité pour protection contre les pressions
excessives —
Partie 11:
Essais de performance
Safety devices for protection against excessive pressure —
Part 11: Performance testing
ICS: 13.240
TRAITEMENT PARRALLÈLE 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

CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR

OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC reçues, sera soumis en parallèle à un vote d’approbation de deux mois au sein de

SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE PEUT
l’ISO et à un vote formel au sein du CEN.
ÊTRE CITÉ COMME NORME INTERNATIONALE
AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
Pour accélérer la distribution, le présent document est distribué tel qu’il est
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES
FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET
parvenu du secrétariat du comité. Le travail de rédaction et de composition de
COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
texte sera effectué au Secrétariat central de l’ISO au stade de publication.
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.
Numéro de référence
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET
ISO/DIS 4126-11:2014(F)
SONT INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS
OBSERVATIONS, NOTIFICATION DES DROITS
DE PROPRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT
ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À
FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE. ISO 2014
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ISO/DIS 4126-11:2014(F)
Notice de droit d’auteur

Ce document de l’ISO est un projet de Norme internationale qui est protégé par les droits d’auteur

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ce projet ISO ne peut être reproduite, enregistrée dans un système d’extraction ou transmise sous

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ISO/DIS 4126-11
Sommaire Page

Avant-propos ...................................................................................................................................................... v

Introduction ........................................................................................................................................................ vi

1 Domaine d'application .......................................................................................................................... 1

2 Références normatives ......................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ............................................................................................................................ 1

4 Accords préliminaires ........................................................................................................................... 2

4.1 En cas de soumission d'un échantillon se refermant ....................................................................... 3

4.2 En cas de soumission d'un échantillon CSPRS ................................................................................. 3

4.3 En cas de soumission d'un échantillon ne se refermant pas ........................................................... 4

4.4 En cas de soumission d'une soupape de sûreté et d'un disque de rupture en combinaison ...... 4

5 Exigences générales relatives aux bancs d'essai et à l'instrumentation ........................................ 5

5.1 Bancs d'essai ......................................................................................................................................... 5

5.2 Instrumentation ..................................................................................................................................... 7

5.2.1 Mesures de la pression ......................................................................................................................... 7

5.2.2 Mesures de la température ................................................................................................................... 7

5.2.3 Mesures de la levée ............................................................................................................................... 7

5.2.4 Mesure du diamètre d'écoulement ...................................................................................................... 8

5.2.5 Mesures du débit et du coefficient de décharge ................................................................................ 8

6 Modes opératoires d'essai pour les dispositifs de sûreté se refermant ......................................... 9

6.1 Généralités ............................................................................................................................................. 9

6.2 Essais préliminaires .............................................................................................................................. 9

6.3 Option 1 : Essais visant à déterminer simultanément les caractéristiques de

fonctionnement et de débit .................................................................................................................. 9

6.3.1 Option 1 : Essai à une contre-pression atmosphérique .................................................................... 9

6.4 Option 2 : Essai visant à déterminer séparément les caractéristiques de fonctionnement

et de débit ............................................................................................................................................. 11

6.4.1 Option 2 : Caractéristiques de fonctionnement - essais à une contre-pression

atmosphérique ..................................................................................................................................... 11

6.4.2 Option 2 : Essais de détermination des caractéristiques de débit ................................................ 12

6.5 Essais à levée limitée .......................................................................................................................... 13

6.6 Compte-rendu des résultats pour les dispositifs de sécurité se refermant .................................. 14

7 Bancs d'essai et modes opératoires d'essai pour les dispositifs de sûreté à disque de

rupture .................................................................................................................................................. 14

7.1 Essai de rupture .................................................................................................................................. 15

7.1.1 Essai de rupture utilisant un fluide incompressible ........................................................................ 15

7.1.2 Essai de rupture utilisant un fluide compressible ........................................................................... 16

7.1.3 Essais de résistance à l'écoulement ................................................................................................. 17

8 Avertissements de sécurité ................................................................................................................ 19

9 Références informatives ..................................................................................................................... 19

Annexe A Dispositifs de sûreté à disque de rupture : essais de résistance à l'écoulement

(Option A) ............................................................................................................................................. 20

A.1 Banc d'essai pour fluides compressibles ......................................................................................... 20

A.2 Mesurages ............................................................................................................................................ 22

A.3 Données exigées ................................................................................................................................. 22

A.4 Évaluation des données ..................................................................................................................... 22

Annexe B Dispositifs de sûreté à disque de rupture : essais de résistance à l'écoulement

(Option B) ............................................................................................................................................. 26

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ISO/DIS 4126-11

B.1 Banc d'essai pour les essais de résistance ......................................................................................26

B.2 Mesure du débit ...................................................................................................................................28

B.3 Facteur de résistance à l'écoulement ................................................................................................28

B.3.1 Généralités ...........................................................................................................................................28

B.3.2 Évaluation de la résistance à l'écoulement .......................................................................................30

B.3.3 Calcul des facteurs de résistance au niveau de chaque prise par rapport aux conditions

de référence à la prise B .....................................................................................................................31

Annexe C (informative) Modes opératoires d'essai pour des dispositifs de sécurité dans des

conditions de contre-pression engendrée et initiale .......................................................................33

C.1 Bancs d'essai pour essais dans des conditions de contre-pression engendrée et initiale ........33

C.2 Option 1 : Essais visant à déterminer simultanément les caractéristiques de

fonctionnement et de débit dans des conditions de contre-pression ...........................................33

C.2.1 Option 1 : Essais dans des conditions de contre-pression engendrée .........................................33

C.2.2 Option 1 : Essais dans des conditions de contre-pression initiale ................................................35

C.3 Option 2 : Essais visant à déterminer séparément les caractéristiques de fonctionnement

et de débit dans des conditions de contre-pression .......................................................................36

C.3.1 Option 2 : Caractéristiques de fonctionnement – essais dans des conditions de contre-

pression engendrée .............................................................................................................................36

C.3.2 Option 2 : Caractéristiques de fonctionnement – essais dans des conditions de contre-

pression initiale ....................................................................................................................................37

C.3.3 Option 2 : Essais visant à déterminer les caractéristiques de débit dans des conditions

de contre-pression...............................................................................................................................38

Annexe D (informative) Essais dynamiques d'une soupape en vue de déterminer les

caractéristiques de fonctionnement et de débit ...............................................................................39

D.1 Spécifications générales .....................................................................................................................39

D.2 Essais dynamiques de soupape à une contre-pression atmosphérique .......................................40

Annexe E (informative) Tuyère sonique de référence pour la vérification du coefficient de

décharge ...............................................................................................................................................43

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ISO/DIS 4126-11
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'ISO 4126-11 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 185, Dispositifs de sûreté pour la protection

contre les excès de pression.

L'ISO 4126 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Dispositifs de sécurité pour

protection contre les pressions excessives :
 Partie 1 : Soupapes de sûreté
 Partie 2 : Dispositifs de sûreté à disque de rupture

 Partie 3 : Soupapes de sûreté et dispositifs de sûreté à disque de rupture en combinaison

 Partie 4 : Soupapes de sûreté pilotées
 Partie 5 : Dispositifs de sécurité asservis (CSPRS)

 Partie 6 : Application, sélection et installation des dispositifs de sûreté à disque de rupture

 Partie 7 : Données communes

 Partie 9 : Application et installation des dispositifs de sécurité autres que les dispositifs à disque de

rupture installés seuls

 Partie 10 : Dimensionnement des soupapes de sûreté pour les débits diphasiques gaz/liquide

Les parties suivantes sont en cours d'élaboration :
 Partie 11 : Essais de performance
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ISO/DIS 4126-11
Introduction

L'objectif de la présente norme est de fournir des modes opératoires d'essai permettant de déterminer les

caractéristiques de fonctionnement et de débit du dispositif de sûreté soumis à essai de telle sorte que le

banc d'essai n'ait aucune influence sur les résultats. Il convient néanmoins de noter que les performances

réelles du dispositif de sûreté en service peuvent être influencées par divers facteurs liés à l'installation, au

procédé et à l'environnement.

L'ISO 4126-1, 4 et 5, mettent en évidence les effets de la contre-pression sur les performances des

soupapes. Pour prendre en compte ces effets, des méthodes d'essai dans des conditions de contre-pression

engendrée et de contre-pression initiale sont également incluses dans l'Annexe C.

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PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 4126-11
Dispositifs de sécurité pour protection contre les pressions
excessives — Partie 11: Essais de performance
1 Domaine d'application

La présente Norme internationale a pour but de définir les modes opératoires d'essai devant être appliqués

pour réaliser des essais de performance sur les dispositifs de sécurité pour la protection contre les pressions

excessives, se refermant, ne se refermant pas ou combinés, tels que spécifiés dans l'ISO 4126, parties 1 à 7,

notamment en ce qui concerne les essais de type.

L'objectif de la présente norme est de fournir des modes opératoires d'essai permettant de déterminer la

performance du dispositif de sûreté soumis à essai de telle sorte que le banc d'essai n'ait aucune influence

sur les résultats.

Pour les dispositifs se refermant, spécifiés dans l'ISO 4126, partie 1, 4 et 5, l'objectif des essais est de

déterminer les performances du dispositif de sûreté lorsqu'il est utilisé avec des fluides compressibles non

sujets à condensation et des liquides non sujets à vaporisation instantanée.

Pour les dispositifs ne se refermant pas traités dans l'ISO 4126, partie 2, les objectifs des essais sont de

déterminer la pression de rupture, les caractéristiques d'ouverture et la résistance du dispositif à l'écoulement

lorsqu'il est ouvert dans des conditions de fluide compressible ou incompressible.

Lorsque les essais sont réalisés avec des liquides, la température du liquide à l'entrée du dispositif doit être

limitée conformément à ce qui suit : s'il s'agit d'eau, la température maximale à l'entrée doit être de 50 °C pour

éviter tout risque de vaporisation instantanée ; s'il s'agit d'autres liquides, la pression de vapeur maximale doit

être de 0,125 bar absolu.

NOTE Les mesures de débit obtenues à l'aide des modes opératoires d'essai détaillés dans la présente norme sont

valables uniquement pour des gaz et vapeurs parfaits (car les effets des gaz réels ne sont pas pris en compte). Un

comportement de gaz parfait peut généralement être supposé tant que le facteur de compressibilité réel (Z) du gaz d'essai

dans les conditions prévalant à l'entrée et au niveau de la tuyère est compris dans la plage allant de 0,95 à 1,05. Par

exemple, l'air et l'azote à température ambiante peuvent être considérés comme un gaz parfait jusqu'à une pression

de 150 bar. Dans des conditions de gaz réel ou sous des pressions supérieures à 250 bar, les dispositifs de mesure et les

précisions doivent être modifiés en fonction de l'état de la technique et au sens de la présente norme.

NOTE Il convient de noter que les performances réelles du dispositif de sécurité en service peuvent être influencées

par divers facteurs liés à l'installation, au procédé et à l'environnement.
2 Références normatives

Les documents de référence suivants sont indispensables pour 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 s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 4126, Parties 1 à 9
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, outre les termes et définitions donnés dans l'ISO 4126, parties 1 à 9,

chacun considéré dans son champ d'application (c'est-à-dire concernant un dispositif spécifique), les termes

et définitions suivants s'appliquent.
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ISO/DIS 4126-11
3.1
rapport de contre-pression (BPR)

le rapport de contre-pression est le rapport de la contre-pression à la pression d'entrée, généralement

exprimé en pourcentage

NOTE Le rapport BPR peut être basé sur des pressions relatives ou absolues. Les deux peuvent être utilisées pour

tracer la courbe du coefficient de décharge en fonction du BPR.
3.1.1
BPRA

défini comme le rapport de la contre-pression absolue à la pression d'entrée absolue. La valeur de BPRA est

toujours égale à 100 % lorsque la contre-pression est égale à la pression d'entrée

3.1.2
BPRG

défini comme le rapport de la contre-pression à la pression d'entrée, toutes deux exprimées sous forme de

pression relative, BPRG est toujours égal à zéro dans les conditions de contre-pression égale à la pression

atmosphérique et égal à 100 % lorsque la contre-pression est égale à la pression d'entrée

3.2
pression d'entrée
pression de stagnation agissant à la section d'entrée du dispositif de sûreté
3.3
opérateur
personne qui supervise et gère l'essai

NOTE L'opérateur doit avoir des connaissances de base et une formation initiale spécifiques dans des sujets

techniques, notamment la mécanique des fluides, la thermodynamique et le matériel de mesure associé. De plus, le

personnel technique qualifié pour la gestion et la supervision des essais doit avoir une expérience pratique, telle que

certifiée par les registres de formation du laboratoire.
3.4
performance
caractéristiques combinées de fonctionnement et de débit du dispositif de sûreté
3.5
dispositif de sûreté (SD)

tous les dispositifs de sûreté pour la protection contre les pressions excessives traités dans l'ISO 4126,

partie 1 à partie 5
3.6
échantillon

dispositif de sûreté pour la protection contre les pressions excessives, prêt à être soumis à essai dans les

conditions de réglage spécifiées par son fabricant, et identifié par un numéro de série ou un autre code

permettant d'identifier de façon unique le dispositif devant être soumis à essai et ses éléments

4 Accords préliminaires

Les parties impliquées dans les essais doivent conclure des accords préliminaires sur les méthodes et les

modes opératoires utilisés en laboratoire.

Si l'un quelconque des éléments énumérés ci-après est modifié, le dispositif de sécurité soumis à essai doit

alors être identifié comme un nouvel échantillon pour essai.
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ISO/DIS 4126-11
4.1 En cas de soumission d'un échantillon se refermant

Les parties soumettant à essai un échantillon se refermant (tous les dispositifs de sûreté, sauf les dispositifs à

disque de rupture) doivent au moins indiquer au laboratoire les éléments suivants avant la réalisation de

l'essai :
a) le nom et l'adresse du fabricant ;

b) le numéro de série ou un autre code permettant d'identifier de façon unique l'échantillon à soumettre à

essai et/ou ses éléments (par exemple ressort) ;
c) les parties applicables de l'ISO 4126 ;
d) le fluide devant être utilisé pour les essais ;

e) les dimensions des orifices d'entrée et de sortie et les types de raccordement ;

f) la surface ou le diamètre d'écoulement déclaré(e) (Note : la valeur réelle mesurée doit être utilisée pour

l'évaluation du coefficient de décharge) ;
g) la méthode à utiliser pour la détection de la pression de début d'ouverture ;
h) la méthode à utiliser pour la détection de la pression de refermeture ;
i) la pression de début d'ouverture marquée ;
j) la pression de réglage (le cas échéant) ;
k) la surpression ;
l) les conditions d'essai, y compris :
1) la contre-pression égale à la pression atmosphérique,
2) la contre-pression engendrée (si exigée),
3) la contre-pression initiale (si exigée) ;

m) les principales caractéristiques de fonctionnement attendues, comprenant au moins :

1) la pression de refermeture attendue,
2) la levée attendue du disque à la surpression,
3) le coefficient de décharge attendu,
4) la plage de contre-pression engendrée (si exigée),
5) la plage de contre-pression initiale (si exigée).
4.2 En cas de soumission d'un échantillon CSPRS

Outre les éléments énumérés en 4.1, les parties soumettant à essai un échantillon CSPRS doivent au moins

indiquer au laboratoire les éléments suivants avant la réalisation de l'essai :
a) la pression de début d’ouverture et la pression de début de la fermeture ;
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ISO/DIS 4126-11

b) les temps fonctionnels (temps d'ouverture et de refermeture, temps mort d'ouverture et de refermeture) ;

c) la mesure du débit de l'unité de contrôle, le cas échéant.
4.3 En cas de soumission d'un échantillon ne se refermant pas

Les parties soumettant à essai un échantillon ne se refermant pas doivent au moins indiquer au laboratoire

les éléments suivants avant la réalisation de l'essai :
a) le nom et l'adresse du fabricant ;

b) le numéro de lot ou un autre code permettant d'identifier de façon unique l'échantillon devant être soumis

à essai ;

c) le modèle ou la désignation du type du disque de rupture et du support correspondant ;

d) les parties applicables de l'ISO 4126 ;

e) les dimensions des orifices d'entrée et de sortie et les types de raccordement ;

f) la section d'écoulement nette minimale déclarée ;

g) la pression de rupture spécifiée, la température coïncidente et la tolérance de performance ;

h) le fluide devant être utilisé pour les essais ;
i) la méthode d'essai ;
1) capacité ou coefficient de décharge,
2) résistance à l'écoulement.
Pour l'essai de résistance à l’écoulement, indiquer aussi :
j) la méthode à une dimension ou trois dimensions ;
k) le type de coefficient K exigé :
1) K - tous les disques de rupture sont ouverts avec du gaz,
2) K - tous les disques de rupture sont ouverts avec du liquide,

3) K - un disque de chaque taille est ouvert avec du liquide, les autres avec du gaz.

RGL

4.4 En cas de soumission d'une soupape de sûreté et d'un disque de rupture en combinaison

Pour l'essai de débit de la combinaison, indiquer aussi :

a) les informations relatives à la soupape de sûreté telles qu’indiquées en 4.1, comprenant au moins les

éléments a, b, d, e, f, h, j, k, l ;

b) les informations relatives au disque de rupture telles qu’indiquées en 4.3, comprenant au moins les

éléments a, b, c, e, g ;

c) la méthode à une dimension ou à trois dimensions, telle que spécifiée dans l'ISO 4126-3.

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ISO/DIS 4126-11
5 Exigences générales relatives aux bancs d'essai et à l'instrumentation
5.1 Bancs d'essai

Le présent article s'applique à tous les dispositifs de sûreté se refermant (tous les dispositifs de sûreté, sauf

les dispositifs à disque de rupture).

Il est supposé que l'installation d'essai présente une capacité adéquate et une pression suffisante pour mener

les essais. Le banc d'essai et l'instrumentation doivent permettre de déterminer, au moins, les caractéristiques

de fonctionnement et de débit de la soupape dans des conditions de contre-pression égale à la pression

atmosphérique.

Le système d'acquisition de données et de mesure (y compris les canalisations d'alimentation) doit être

suffisamment sensible pour enregistrer avec exactitude les caractéristiques de performance du circuit d'essai

et du dispositif de sûreté applicables à l'échelle de temps des phénomènes analysés. Pour améliorer la

réponse en fréquence du mesurage de la pression, des précautions particulières doivent être prises pour

réduire la longueur et la capacité des conduites sous pression et le volume des cavités reliant la prise de

pression aux capteurs de pression.
Lift Levée
Sample Échantillon
Temperature Température
Inlet pressure Pression d'entrée
Pressure relief device Dispositif à décharge de pression
Baffle Chicane
Vessel Récipient

Figure 1 (informative) ― Schéma fonctionnel d'un banc d'essai pour dispositifs de sécurité se

refermant. La section du débitmètre n'est pas représentée.

Les utilisateurs de la présente norme doivent tenir compte des effets liés à l'essai d'échantillons caractérisés

par des temps de réponse lents (associés, par exemple, à la présence de grands volumes dans la chambre

de pression de la soupape dans le cas de soupapes de sûreté pilotées, à de longues lignes de détection, à de

longs temps de fonctionnement et temps mort dans le cas d'un CSPRS) par rapport à la variation dans le

temps de la pression d'entrée. Lorsque des soupapes de sûreté pilotées ou des CSPRS sont soumis à essai,

il convient d'évaluer la rampe de pression d'entrée avant les essais afin d'éviter qu'une rampe de pression

d'entrée trop raide puisse influencer l'évaluation des performances de l'échantillon. En règle générale, la

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ISO/DIS 4126-11

pression d'entrée au début de l'essai et le taux d'augmentation/diminution de la pression doivent être reliés à

la dimension et au type de soupape (à action directe, pilotée et CSPRS).

Lorsque les essais sont effectués avec des liquides, des précautions doivent être prises pour évaluer

l'absence de fluctuations de pression superposées à la rampe de pression d'entrée, capables d'influer sur les

performances de l'échantillon (par exemple, coup de bélier ou ondes de pression acoustique dues à de

brusques variations de la pression d'entrée, ouvertures rapides de la soupape dans le circuit d'alimentation,

etc.).

Un schéma fonctionnel générique de l'installation est donné à titre d'information à la Figure 1, qui n'est pas

destiné à imposer une disposition particulière de l'appareillage d'essai.

Étant donnée que la pression d'entrée est utilisée pour le calcul du débit théorique (q ) et que q est utilisé

m m

pour le calcul du coefficient de décharge, une attention particulière doit être portée à la section transversale

du récipient, à l'emplacement de la prise de pression dans le récipient et aux contours des r

...