ISO 10439-4:2015
(Main)Petroleum, petrochemical and natural gas industries — Axial and centrifugal compressors and expander-compressors — Part 4: Expander-compressors
Petroleum, petrochemical and natural gas industries — Axial and centrifugal compressors and expander-compressors — Part 4: Expander-compressors
ISO 10439-4:2015 specifies minimum requirements and gives recommendations for axial compressors, single-shaft, and integrally geared process centrifugal compressors and expander-compressors for special purpose applications that handle gas or process air in the petroleum, petrochemical, and natural gas industries. ISO 10439‑4:2015 specifies requirements for expander-compressors, in addition to the general requirements specified in ISO 10439‑1:2015.
Industries du pétrole, de la pétrochimie et du gaz naturel — Compresseurs axiaux et centrifuges et compresseurs-détenteurs — Partie 4: Compresseurs-détenteurs
L'ISO 10439-4:2015 spécifie les exigences minimales et fournit des recommandations pour les compresseurs axiaux, les compresseurs centrifuges mono-arbres à multiplicateur intégré et les compresseurs-détendeurs pour applications spéciales d'amenée de gaz ou de traitement d'air dans les industries du pétrole, de la pétrochimie et du gaz naturel. L'ISO 10439-4:2015 spécifie les exigences pour les compresseurs-détendeurs, en complément des exigences générales spécifiées dans l'ISO 10439‑1:2015.
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10439-4
First edition
2015-02-15
Petroleum, petrochemical and natural
gas industries — Axial and centrifugal
compressors and expander-
compressors —
Part 4:
Expander-compressors
Industries du pétrole, de la pétrochimie et du gaz naturel —
Compresseurs axiaux et centrifuges et compresseurs-détenteurs —
Partie 4: Compresseurs-détenteurs
Reference number
ISO 10439-4:2015(E)
©
ISO 2015
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ISO 10439-4:2015(E)
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Published in Switzerland
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ISO 10439-4:2015(E)
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, abbreviated terms, and definitions . 1
4 General . 1
4.1 Dimensions and units . 1
4.2 Statutory requirements . 1
4.3 Unit responsibility . 2
4.4 Basic design . 2
4.5 Materials . 2
4.6 Casings . 2
4.6.1 Pressure-containing casings . 2
4.6.2 Casing repairs . 3
4.6.3 Material inspection of pressure containing parts . 3
4.6.4 Pressure casing connections . 3
4.6.5 Casing support structures . 3
4.6.6 External forces and moments . 3
4.6.7 Variable nozzles and heat shields . 3
4.7 Rotating elements. 4
4.7.1 General. 4
4.7.2 Shaft sleeve . 4
4.7.3 Shafts . 4
4.7.4 Impellers . 5
4.8 Dynamics . 5
4.8.1 Vibration balancing . 5
4.9 Bearings and bearing housings. 6
4.9.1 General. 6
4.9.2 Hydrodynamic radial bearings . 7
4.9.3 Hydrodynamic thrust bearings . 7
4.9.4 Bearing housings . 7
4.10 Expander-compressor shaft seals . 8
4.11 Integral gearing . 8
4.12 Nameplates and rotation arrows . 8
5 Accessories . 8
5.1 Drivers . 8
5.2 Couplings and guards . 9
5.3 Lubrication and sealing systems . 9
5.4 Mounting plates. 9
5.5 Controls and instrumentation . 9
5.5.1 Vibration and position monitoring . 9
5.5.2 Hydrodynamic bearings . 9
5.5.3 Magnetic bearings . 9
5.5.4 Overspeed shutdown system .10
5.5.5 Permanent strainer . .11
5.6 Piping and appurtenances .11
5.7 Special tools .12
6 Inspection, testing, and preparation for shipment .12
6.1 General .12
6.2 Inspection .12
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ISO 10439-4:2015(E)
6.3 Testing .12
6.3.1 General.12
6.3.2 Wheel shaker test .12
6.3.3 Mechanical running test .12
6.3.4 Assembled machine gas leakage test .14
6.3.5 Optional tests .14
6.4 Preparation for shipment .15
7 Supplier’s data .15
7.1 General .15
7.2 Proposals .16
7.2.1 Technical data .16
7.3 Contract data .16
7.3.1 General.16
7.3.2 Curves and data sheets .16
Annex A (normative) Datasheets .17
Annex B (informative) Vendor (Supplier) data and drawing requirements (VDDR) .23
Annex C (informative) Nomenclature .33
Annex D (informative) Typical materials.35
Annex E (informative) Inspector’s checklist .41
Annex F (informative) Nozzle forces and moments .46
Annex G (informative) Lubrication and sealing requirements .50
Bibliography .52
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ISO 10439-4:2015(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any
patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on
the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT), see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 118, Compressors and pneumatic tools, machines
and equipment, Subcommittee SC 1, Process compressors.
This first edition, together with ISO 10439-1, ISO 10439-2, and ISO 10439-3, cancels and replaces
ISO 10439:2002.
ISO 10439 consists of the following parts, under the general title Petroleum, petrochemical and natural
gas industries — Axial and centrifugal compressors and expander-compressors:
— Part 1: General requirements
— Part 2: Non-integrally geared centrifugal and axial compressors
— Part 3: Integrally geared centrifugal compressors
— Part 4: Expander-compressors
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ISO 10439-4:2015(E)
Introduction
This International Standard is based on the 7th edition of the American Petroleum Institute standard API 617.
Further or differing requirements might be needed for individual applications. This International
Standard is not intended to inhibit a supplier from offering, or the purchaser from accepting, alternative
equipment or engineering solutions for the individual application. This can be particularly appropriate
where there is innovative or developing technology. Where an alternative is offered, the supplier should
identify any variations from this International Standard and provide details.
An asterisk (*) at the beginning of the paragraph of a clause or subclause indicates that either a decision
is required or further information is to be provided by the purchaser. This information is indicated on
data sheets or stated in the enquiry or purchase order (see examples in Annex A, ISO 10439-2:2015,
Annex A, ISO 10439-3:2015, Annex A).
This International Standard includes the following annexes:
— Annex A: Datasheets;
— Annex B: Vendor (Supplier) data and drawing requirements (VDDR);
— Annex C: Nomenclature;
— Annex D: Typical materials;
— Annex E: Inspector’s checklist;
— Annex F: Nozzle forces and moments;
— Annex G: Lubrication and sealing requirements.
Annex A forms a normative part of this part of ISO 10439. Annexes B to G are for information only.
In this International Standard, where practical, US customary units are included in parentheses for
information.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 10439-4:2015(E)
Petroleum, petrochemical and natural gas industries —
Axial and centrifugal compressors and expander-
compressors —
Part 4:
Expander-compressors
1 Scope
This part of ISO 10439 specifies minimum requirements and gives recommendations for axial compressors,
single-shaft, and integrally geared process centrifugal compressors and expander-compressors for
special purpose applications that handle gas or process air in the petroleum, petrochemical, and natural
gas industries. This part of ISO 10439 specifies requirements for expander-compressors, in addition to
the general requirements specified in ISO 10439-1:2015.
This scope covers only expanders and compressors on a common shaft (expander-compressor). This
scope does not apply to expanders with separate output shafts (e.g. generator drives). Hot gas expanders
over 300 °C (570 °F) are not covered in this part of ISO 10439.
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 10438 (all parts), Petroleum, petrochemical and natural gas industries — Lubrication, shaft-sealing
and control-oil systems and auxiliaries
ISO 10439-1:2015, Petroleum, petrochemical and natural gas industries — Axial and centrifugal compressors
and expander-compressors — Part 1: General requirements
API 670, Machinery protection systems
3 Terms, abbreviated terms, and definitions
For the purposes of this document, the terms, abbreviated terms, and definitions given in
ISO 10439-1:2015 apply.
4 General
NOTE A cross-section showing nomenclature of an expander-compressor can be found in Annex C.
4.1 Dimensions and units
The dimensional and unit requirements shall be in accordance with ISO 10439-1:2015, 4.1.
4.2 Statutory requirements
The statutory requirements shall be in accordance with ISO 10439-1:2015, 4.2.
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ISO 10439-4:2015(E)
4.3 Unit responsibility
The unit responsibilities shall be in accordance with ISO 10439-1:2015, 4.3.
4.4 Basic design
4.4.1 The expander shall meet at least 98 % of the predicted efficiency at the certified point (see 6.3.5.1.1).
The compressor shall deliver at least 98 % of the normal head at the normal capacity. The compressor
power at the normal condition shall not be more than 106 % of that available from the expander, nor shall
it be less than 96 % of that available from the expander.
NOTE Compressor-loaded expanders achieve a power balance that determines the speed of the machine.
There is generally no speed control governor to control the speed the way other turbine-driven compressors
are controlled. If the expander power is more than expected, then the speed of the machine will be higher than
predicted. If the compressor power is more than expected, then the speed of the machine will be lower than
predicted. The above tolerances are needed to set limits beyond which hardware changes will be required to
achieve a reasonable normal speed.
4.4.2 The compressor head-capacity characteristic curve at the rated speed shall rise continuously
from the rated point to surge. The compressor shall be suitable for continuous operation at any capacity
on the predicted performance curve(s) at least 10 % greater than the predicted surge capacity shown in
the proposal.
NOTE It is common for flow to be bypassed around the compressor during normal operation.
4.5 Materials
4.5.1 Materials shall be in accordance with ISO 10439-1:2015, 4.5. Refer to Annex D for a table of
typical materials.
4.5.2 If traces of mercury have been specified, aluminium impellers shall be treated by anodizing or
other approved methods.
4.6 Casings
Casings shall be in accordance with ISO 10439-1:2015, 4.6 and 4.6.1 to 4.6.7.7.
4.6.1 Pressure-containing casings
4.6.1.1 * The maximum allowable working pressure of the casing(s) shall be at least equal to the relief
valve set pressure(s) specified by the purchaser.
4.6.1.1.1 If a relief valve set pressure is not specified, the maximum allowable working pressure of an
expander casing shall be at least 1,1 times the maximum specified inlet pressure (gauge). System pressure
protection shall be furnished by the purchaser.
4.6.1.1.2 If a relief valve set pressure is not specified, the maximum allowable working pressure of
the compressor casing of an expander-compressor shall be at least 1,25 times the maximum specified
discharge pressure (gauge). System pressure protection shall be furnished by the purchaser.
4.6.1.1.3 When the purchaser has not supplied a relief valve setting, he shall be responsible for insuring
that furnished relief valves are compatible with casing ratings as set by 4.6.1.1.1 and 4.6.1.1.2.
4.6.1.2 O-rings, gaskets, or other sealing devices which can be used on radially spilt casings shall be
confined in machined grooves and shall be made of materials suitable for all specified service conditions.
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ISO 10439-4:2015(E)
4.6.1.3 Provisions for lifting the casings and removing the centre section shall be provided.
4.6.1.4 The expander-compressor casing shall be designed with sufficient strength to contain parts
which might separate in the event of uncontrolled overspeed.
4.6.2 Casing repairs
Casing repairs shall be in accordance with ISO 10439-1.
4.6.3 Material inspection of pressure containing parts
Material inspection of pressure containing parts shall be in accordance with ISO 10439-1.
4.6.4 Pressure casing connections
Pressure casing connections shall be in accordance with ISO 10439-1 and 4.6.4.
4.6.4.1 Main process connections shall be in accordance with ISO 10439-1.
4.6.4.2 Auxiliary connections shall be at least DN 15 (NPS 1/2) and in accordance with ISO 10439-1.
4.6.5 Casing support structures
NOTE 1 Expander-compressors have no coupling, therefore, there are no special requirements for casing
support structures.
NOTE 2 Expander-compressor units do not require highly finished mounting surfaces.
4.6.6 External forces and moments
4.6.6.1 Expander-compressor packages shall be designed to withstand external forces and moments on
each nozzle calculated in accordance with Formulae (F.1) and (F.2).
NOTE Expander-compressor shaft alignment is not affected by piping forces since they do not have a coupling.
4.6.6.2 The supplier shall furnish the allowable forces and moments for each nozzle in tabular form.
4.6.7 Variable nozzles and heat shields
4.6.7.1 Each expander shall be equipped with variable nozzles (variable inlet guide vanes).
NOTE Variable nozzles permit the efficient conversion of head into velocity throughout the design range of
the unit.
4.6.7.2 Variable nozzles shall be sized, capable of flowing at least 110 % of the mass flow at any specified
operating condition.
4.6.7.3 Actuating devices shall be capable of operation at all specified operating conditions, including
maximum inlet pressure, maximum flow, and minimum discharge pressure.
NOTE Variable nozzles are used for flow and pressure control. Precise control of the nozzles is necessary for
smooth process operation.
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ISO 10439-4:2015(E)
4.6.7.4 Variable nozzles and actuators shall be capable of closing with maximum inlet pressure at all
flow conditions.
Actuators shall be equipped with an agreed force limiting device to ensure no over-forcing in closing or
opening the inlet guide vanes.
NOTE Adjustable nozzles are often required to control expander discharge pressure under conditions
of restricted flow on the discharge. It is necessary for nozzles to close rapidly with minimal leakage; however,
variable nozzles are not tight shutoff devices.
4.6.7.5 Variable nozzles shall be designed to minimize friction.
4.6.7.6 If variable nozzles are used for toxic, flammable, or explosive process gas, the linkage passing
through the casing or enclosure shall be sealed.
4.6.7.7 If required, an insulating heat shield shall be provided between the cold expander process fluids
and the bearing cavity. Heat shields shall be constructed of materials with good insulation properties.
NOTE See Annex D for typical heat shield materials.
4.7 Rotating elements
4.7.1 General
4.7.1.1 Rotating elements shall be in accordance with ISO 10439-1:2015, 4.7 and 4.7.
4.7.1.2 Each impeller and shaft shall be clearly marked with a unique identification number. This
number shall be in an accessible area that is not prone to maintenance damage.
4.7.2 Shaft sleeve
Unless other shaft protection is approved by the purchaser, replaceable components shall be furnished
at labyrinth shaft seal locations. Sleeves, spacers, or bushings shall be made of materials that are
corrosion-resistant in the specified service.
4.7.3 Shafts
4.7.3.1 Shafts shall be of one piece or permanently joined multiple piece construction, and can be hollow.
NOTE 1 Expanders can have multi-piece construction hollow shafts that are joined by methods such as friction
welding per ANSI/AWS—C6.1 Recommended practices for friction welding.
NOTE 2 Because these parts are permanently joined, trapped process gas is not a problem.
4.7.3.2 All welds on the shaft shall be inspected by ultrasonic or radiographic examination. After
finish machining, the welds shall be inspected by magnetic particle or liquid penetrant examination.
Refer to ISO 10439-1:2015, 6.2.2 for material inspection methods and ISO 10439-1:2015, 6.2.2.1.1 for
acceptance criteria.
4.7.3.3 For precipitation-hardened stainless steel shafts with maximum journal velocities (trip speed)
above 95 m/s (315 ft/s), the supplier shall provide a coating or overlay on the journals to prevent wire wooling.
NOTE Chrome plating, weld overlay, High Velocity Oxygen Fuel (HVOF), High Velocity Liquid Fuel (HVLF),
and graphite impregnation are some of the methods which have been used successfully to prevent wire wooling.
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ISO 10439-4:2015(E)
4.7.4 Impellers
4.7.4.1 General
Impeller shall be in accordance with ISO 10439-1:2015, 4.7.10.
4.7.4.2 Thrust balancing
4.7.4.2.1 A balance cavity, line and porting shall be provided if required to limit axial loads on the
thrust bearing
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10439-4
Première édition
2015-02-15
Version corrigée
2015-05-01
Industries du pétrole, de la
pétrochimie et du gaz naturel —
Compresseurs axiaux et centrifuges et
compresseurs-détenteurs —
Partie 4:
Compresseurs-détenteurs
Petroleum, petrochemical and natural gas industries — Axial and
centrifugal compressors and expander-compressors —
Part 4: Expander-compressors
Numéro de référence
ISO 10439-4:2015(F)
©
ISO 2015
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ISO 10439-4:2015(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Publié en Suisse
ii © ISO 2015 – Tous droits réservés
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ISO 10439-4:2015(F)
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, abréviations et définitions . 1
4 Généralités . 1
4.1 Dimensions et unités . 1
4.2 Exigences légales . 2
4.3 Responsabilité concernant l’appareil . 2
4.4 Conception de base . 2
4.5 Matériaux . 2
4.6 Carters . 2
4.6.1 Carters soumis à la pression . 2
4.6.2 Réparations des carters . 3
4.6.3 Contrôle des matériaux des pièces soumises à la pression . 3
4.6.4 Raccordements au carter sous pression . 3
4.6.5 Structures de support de carter. 3
4.6.6 Forces et moments externes . 3
4.6.7 Ajutages variables et écrans thermiques . 3
4.7 Éléments tournants . 4
4.7.1 Généralités . 4
4.7.2 Fourreau d’arbre . 4
4.7.3 Arbres . 4
4.7.4 Roues à aubes . 5
4.8 Dynamique . 6
4.8.1 Équilibrage des vibrations . 6
4.9 Paliers et logements de paliers . 7
4.9.1 Généralités . 7
4.9.2 Paliers radiaux hydrodynamiques . 8
4.9.3 Butées hydrodynamiques . 8
4.9.4 Logements de paliers . 8
4.10 Garnitures d’étanchéité d’arbre du compresseur-détendeur. 8
4.11 Multiplicateur intégré . 9
4.12 Plaques signalétiques et flèches de rotation . 9
5 Accessoires . 9
5.1 Organes moteurs . 9
5.2 Accouplements et protecteurs .10
5.3 Systèmes de lubrification et d’étanchéité .10
5.4 Plaques de montage .10
5.5 Commandes et instruments .10
5.5.1 Surveillance des vibrations et de la position .10
5.5.2 Paliers hydrodynamiques.10
5.5.3 Paliers magnétiques .11
5.5.4 Système d’arrêt sur survitesse .11
5.5.5 Crépine permanente .13
5.6 Tuyauteries et accessoires .13
5.7 Outils spéciaux .13
6 Contrôle, essais et préparation en vue de l’expédition .13
6.1 Généralités .13
6.2 Contrôle .13
6.3 Essais .13
6.3.1 Généralités .13
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ISO 10439-4:2015(F)
6.3.2 Essai au vibreur à roue .14
6.3.3 Essai de fonctionnement mécanique .14
6.3.4 Essai d’étanchéité au gaz de la machine assemblée .16
6.3.5 Essais facultatifs .16
6.4 Préparation pour l’expédition.17
7 Données fournies par le fournisseur .17
7.1 Généralités .17
7.2 Propositions .17
7.2.1 Données techniques .17
7.3 Données contractuelles .18
7.3.1 Généralités .18
7.3.2 Courbes et feuilles de données .18
Annexe A (normative) Feuilles de données .19
Annexe B (informative) Exigences du vendeur (fournisseur) en termes de données et de
dessins (VDDR) .25
Annexe C (informative) Nomenclature .35
Annexe D (informative) Matériaux types .38
Annexe E (informative) Liste de contrôle .47
Annexe F (informative) Forces et moments d’ajutage .52
Annexe G (informative) Exigences concernant la lubrification et l’étanchéité .56
Bibliographie .58
iv © ISO 2015 – Tous droits réservés
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ISO 10439-4:2015(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration
du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou sur la liste ISO des déclarations de brevets reçues
(voir www.iso.org/patents).
Les éventuelles appellations commerciales utilisées dans le présent document sont données pour
information à l’intention des utilisateurs et ne constituent pas une approbation ou une recommandation.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de
la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’OMC concernant
les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos — Informations
supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 118, Compresseurs, machines portatives
pneumatiques, machines et équipements pneumatiques, sous-comité SC 1, Compresseurs de procédé.
Cette première édition, ainsi que l’ISO 10439-1, l’ISO 10439-2 et l’ISO 10439-3, annule et remplace
l’ISO 10439:2002.
L’ISO 10439 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Industries du pétrole,
pétrochimique et du gaz naturel — Compresseurs axiaux et centrifuges et compresseurs-détendeurs:
— Partie 1: Exigences générales
— Partie 2: Compresseurs centrifuges et axiaux sans multiplicateur intégré
— Partie 3: Compresseurs centrifuges et axiaux à transmission non intégrale
— Partie 4: Compresseurs-détendeurs
La présente version corrigée de l’ISO 10439-4:2015 inclut une correction sur la page de couverture et
une correction de la numérotation de 4.7 et de l’Article 7.
© ISO 2015 – Tous droits réservés v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 10439-4:2015(F)
Introduction
La présente Norme internationale est fondée sur la 7ème édition de la Norme de l’Institut américain du
pétrole (American Petroleum Institute) API 617.
Des exigences supplémentaires ou différentes peuvent se révéler nécessaires pour certaines applications
particulières. La présente Norme internationale n’a pas pour objet d’empêcher un fournisseur de
proposer, ni un acheteur d’accepter, d’autres équipements ou solutions techniques pour une application
particulière. Ces équipements ou solutions peuvent être particulièrement appropriés lorsqu’il s’agit de
technologies innovantes ou en cours de développement. Lorsqu’un autre équipement ou solution est
proposé, il convient que le fournisseur identifie tout écart par rapport à la présente Norme internationale
et fournisse les détails associés.
Un astérisque (*) en début de paragraphe ou d’alinéa indique qu’une décision est nécessaire ou que des
informations complémentaires sont à fournir par l’acheteur. Ces informations sont indiquées sur des
feuilles de données ou mentionnées dans la demande de renseignements ou la demande d’achat (voir
des exemples dans l’Annexe A, dans l’ISO 10439-2:2015, Annexe A et dans l’ISO 10439-3:2015, Annexe A).
La présente Norme internationale contient les annexes suivantes:
— Annexe A: Feuilles de données
— Annexe B: Exigences du vendeur (fournisseur) en termes de données et de dessins (VDDR)
— Annexe C: Nomenclature
— Annexe D: Matériaux types
— Annexe E: Liste de contrôle
— Annexe F: Forces et moments d’ajutage
— Annexe G: Exigences concernant la lubrification et l’étanchéité
L’Annexe A constitue un élément normatif de la présente partie de l’ISO 10439. Les Annexes B à G sont
données uniquement à titre d’information.
Dans la présente Norme internationale, les unités américaines usuelles sont, dans la mesure du possible,
indiquées entre parenthèses à titre d’information.
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NORME INTERNATIONALE ISO 10439-4:2015(F)
Industries du pétrole, de la pétrochimie et du gaz
naturel — Compresseurs axiaux et centrifuges et
compresseurs-détenteurs —
Partie 4:
Compresseurs-détenteurs
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 10439 spécifie les exigences minimales et fournit des recommandations
pour les compresseurs axiaux, les compresseurs centrifuges mono-arbres à multiplicateur intégré et les
compresseurs-détendeurs pour applications spéciales d’amenée de gaz ou de traitement d’air dans les
industries du pétrole, de la pétrochimie et du gaz naturel. La présente partie de l’ISO 10439 spécifie les
exigences pour les compresseurs-détendeurs, en complément des exigences générales spécifiées dans
l’ISO 10439-1:2015.
Ce domaine d’application couvre uniquement les détendeurs et les compresseurs sur un arbre commun
(compresseurs-détendeurs). Ce domaine d’application ne concerne pas les détendeurs munis d’arbres de
sortie séparés (par exemple les dispositifs d’entraînement de générateur). Les détendeurs fonctionnant
à plus de 300 °C (570 °F) ne sont pas couverts par cette partie de l’ISO 10439.
2 Références normatives
Les documents suivants, en totalité ou en partie, sont référencés de manière normative dans le 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 10438 (toutes parties), Industries du pétrole, de la pétrochimie et du gaz naturel — Systèmes de
lubrification, systèmes d’étanchéité, systèmes d’huile de régulation et leurs auxiliaires
ISO 10439-1:2015, Industries du pétrole, de la pétrochimie et du gaz naturel — Compresseurs axiaux et
centrifuges et compresseurs-détendeurs — Partie 1: Exigences générales
API 670, Machinery protection systems
3 Termes, abréviations et définitions
Pour les besoins de la présente norme, les termes, abréviations et définitions donnés dans
l’ISO 10439-1:2015 s’appliquent.
4 Généralités
NOTE L’Annexe C contient une section transversale présentant la nomenclature d’un compresseur-détendeur.
4.1 Dimensions et unités
Les exigences relatives aux dimensions et aux unités doivent être conformes à l’ISO 10439-1:2015, 4.1.
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ISO 10439-4:2015(F)
4.2 Exigences légales
Les exigences légales doivent être conformes à l’ISO 10439-1:2015, 4,2.
4.3 Responsabilité concernant l’appareil
Les responsabilités concernant l’appareil doivent être conformes à l’ISO 10439-1:2015, 4.3.
4.4 Conception de base
4.4.1 Le détendeur doit atteindre au moins 98 % du rendement prévu au point certifié (voir 6.3.5.1.1).
Le compresseur doit délivrer au moins 98 % de la hauteur différentielle normale au débit normal. La
puissance du compresseur dans des conditions normales ne doit pas être supérieure à 106 % ou inférieure
à 96 % de celle délivrée par le détendeur.
NOTE Les détendeurs couplés à un compresseur en charge atteignent un équilibre de puissance qui détermine
la vitesse de la machine. Il n’existe généralement pas de régulateur de régime pour contrôler la vitesse de la même
manière que sur d’autres compresseurs entraînés par turbine. Si la puissance du détendeur est supérieure à celle
qui est attendue, la vitesse de la machine sera alors plus élevée que prévue. Si la puissance du compresseur est
supérieure à celle qui est attendue, la vitesse de la machine sera alors inférieure à celle prévue. Les tolérances ci-
dessus sont nécessaires pour fixer les limites au-delà desquelles des changements physiques seront nécessaires
pour atteindre une vitesse normale raisonnable.
4.4.2 La courbe caractéristique hauteur différentielle/débit du compresseur à la vitesse nominale doit
croître continuellement du point nominal jusqu’au point de pompage. Le compresseur doit être adapté à
un fonctionnement continu pour tout débit sur la ou les courbes de performances prévues supérieur d’au
moins 10 % au débit de pompage indiqué dans la proposition.
NOTE Dans des conditions normales d’utilisation, il est courant que l’écoulement soit dérivé autour du compresseur
4.5 Matériaux
4.5.1 Les matériaux doivent être conformes à l’ISO 10439-1:2015, 4.5. Pour consulter le tableau
présentant les matériaux types, reportez-vous à l’Annexe D.
4.5.2 Si des traces de mercure ont été spécifiées, les roues à aubes en aluminium doivent être traitées
par anodisation ou d’autres méthodes approuvées.
4.6 Carters
Les carters doivent être conformes aux ISO 10439-1:2015, 4.6 et 4.6.1 à 4.6.7.
4.6.1 Carters soumis à la pression
4.6.1.1 *La pression maximale admissible de service du ou des carters doit être au moins égale à la
pression de tarage de la soupape de décharge spécifiée par l’acheteur.
4.6.1.1.1 Si la pression de tarage de la soupape de décharge n’est pas spécifiée, la pression maximale
admissible de service du carter d’un détendeur doit être égale à au moins 1,1 fois la pression maximale
d’aspiration spécifiée (manomètre). La protection en pression du système doit être fournie par l’acheteur.
4.6.1.1.2 Si la pression de tarage de la soupape de décharge n’est pas spécifiée, la pression maximale
admissible de service du carter de compresseur d’un compresseur-détendeur doit être égale à au moins
1,25 fois la pression de refoulement maximale spécifiée (manomètre). La protection en pression du
système doit être fournie par l’acheteur.
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4.6.1.1.3 Lorsque l’acheteur n’a pas fourni de réglage de la soupape de décharge, il doit s’assurer que les
soupapes de décharge fournies sont compatibles avec les caractéristiques du carter définies en 4.6.1.1.1
et 4.6.1.1.2.
4.6.1.2 Les joints toriques, joints d’étanchéité ou autres dispositifs d’étanchéité qui peuvent être utilisés
sur des carters à plan radial doivent être confinés dans des rainures usinées et constitués de matériaux
appropriés pour toutes les conditions de service spécifiées.
4.6.1.3 Des dispositions pour la levée des carters et la dépose de la section centrale doivent être prévues.
4.6.1.4 Le carter du compresseur-détendeur doit être conçu avec une résistance suffisante pour retenir
les pièces qui pourraient se séparer en cas de vitesse excessive non contrôlée.
4.6.2 Réparations des carters
Les réparations des carters doivent être en conformité avec l’ISO 10439-1.
4.6.3 Contrôle des matériaux des pièces soumises à la pression
Le contrôle des matériaux des pièces soumises à la pression doit être en conformité avec l’ISO 10439-1.
4.6.4 Raccordements au carter sous pression
Les raccordements au carter sous pression doivent être en conformité avec les ISO 10439-1 et 4.6.4.
4.6.4.1 Les raccords principaux de conformité doivent être en conformité avec l’ISO 10439-1.
4.6.4.2 Les raccords auxiliaires doivent être au moins DN 15 (NPS 1/2) et en conformité avec
l’ISO 10439-1.
4.6.5 Structures de support de carter
NOTE 1 Les compresseurs-détendeurs ne possèdent pas d’accouplement, il n’existe par conséquent aucune
exigence particulière concernant les structures de support de carter.
NOTE 2 Les surfaces de montage des compresseurs-détendeurs ne requièrent pas de finition particulière.
4.6.6 Forces et moments externes
4.6.6.1 Les ensembles compresseurs-détendeurs doivent être conçus pour résister aux forces et
moments externes exercés sur chaque ajutage calculés conformément aux Formules (F.1) et (F.2).
NOTE Du fait de l’absence d’accouplement, l’alignement de l’arbre des compresseurs-détendeurs n’est pas
affecté par les forces de la tuyauterie.
4.6.6.2 Le fournisseur doit fournir un tableau des forces et moments admissibles pour chaque ajutage.
4.6.7 Ajutages variables et écrans thermiques
4.6.7.1 Chaque détendeur doit être équipé d’ajutages variables (palettes de guidage d’aspiration variables).
NOTE Les ajutages variables permettent de transformer de manière efficace la hauteur différentielle en
vitesse sur toute la plage de calcul de la machine.
4.6.7.2 Les ajutages variables doivent avoir une taille permettant de laisser s’écouler au moins 110 %
du débit massique dans toutes les conditions de fonctionnement spécifiées.
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4.6.7.3 Les dispositifs d’actionnement doivent être capables de fonctionner dans toutes les conditions
de fonctionnement spécifiées, y compris en cas de pression d’aspiration maximale, de débit maximal et de
pression de refoulement minimale.
NOTE Les ajutages variables sont utilisés pour le contrôle du débit et de la pression. Un contrôle précis des
ajutages est nécessaire pour un fonctionnement en douceur du procédé.
4.6.7.4 Les ajutages variables et les actionneurs doivent pouvoir se fermer avec la pression maximale
d’aspiration dans toutes les conditions de débit.
Les actionneurs doivent être équipés d’un limiteur de force garantissant qu’aucune force excessive n’est
exercée lors de la fermeture ou de l’ouverture des palettes de guidage d’aspiration.
NOTE Des ajutages réglables sont souvent nécessaires pour contrôler la pression de refoulement du
détendeur dans des conditions de débit limité au niveau du refoulement. Il est nécessaire que les ajutages se
ferment rapidement en garantissant un niveau minimal de fuite. Un ajutage variable ne constitue toutefois pas un
dispositif de fermeture étanche.
4.6.7.5 Les ajutages variables doivent être conçus de manière à réduire au minimum les frottements.
4.6.7.6 Lorsque des ajutages variables sont utilisés pour des gaz de procédé toxiques, inflammables ou
explosibles, la
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Questions, Comments and Discussion
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