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

Status
Published
Publication Date
08-Feb-2015
Current Stage
9093 - International Standard confirmed
Start Date
08-Jun-2020
Completion Date
08-Jun-2020
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ISO 10439-4:2015 - Petroleum, petrochemical and natural gas industries -- Axial and centrifugal compressors and expander-compressors
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ISO 10439-4:2015 - Industries du pétrole, de la pétrochimie et du gaz naturel -- Compresseurs axiaux et centrifuges et compresseurs-détenteurs
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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
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 10439-4:2015(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2015

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or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior

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Published in Switzerland
ii © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
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

© ISO 2015 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
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

iv © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
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
© ISO 2015 – All rights reserved v
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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.
vi © ISO 2015 – All rights reserved
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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.
© ISO 2015 – All rights reserved 1
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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.

2 © ISO 2015 – All rights reserved
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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.
© ISO 2015 – All rights reserved 3
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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.

4 © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 10 ----------------------
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
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 10439-4:2015(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2015

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l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à

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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

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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.
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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.
vi © ISO 2015 – Tous droits réservés
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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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ISO 10439-4:2015(F)

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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ISO 10439-4:2015(F)

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
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.