ISO 9809-4:2014

Gas cylinders - Refillable seamless steel gas cylinders - Design, construction and testing - Part 4: Stainless steel cylinders with an Rm value of less than 1 100 MPa

ISO 9809-4:2014 specifies the minimum requirements for the material, design, construction and workmanship, manufacturing processes, examinations, and tests at manufacture of refillable seamless stainless steel gas cylinders of water capacities from 0,5 l up to and including 150 l for compressed, liquefied, and dissolved gases. ISO 9809-4:2014 is applicable to cylinders with a maximum actual tensile strength, Rma, of less than 1 100 MPa.

Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz rechargeables en acier sans soudure — Conception, construction et essais — Partie 4: Bouteilles en acier inoxydable avec une valeur Rm inférieure à 1 100 MPa

ISO 9809-4:2014 prescrit les exigences minimales pour certains aspects concernant le matériau, la conception, la construction et la mise en ?uvre, le mode de fabrication, les contrôles et les essais au moment de la fabrication des bouteilles à gaz rechargeables, en acier inoxydable sans soudure, d'une capacité en eau comprise entre 0,5 l et 150 l inclus, pour gaz comprimés, liquéfiés ou dissous. La présente partie de l'ISO 98099 s'applique aux bouteilles ayant une résistance maximale réelle à la traction Rma inférieure à 1 100 MPa. NOTE Si on le désire, les bouteilles de capacité en eau inférieure à 0,5 l et les bouteilles d'une capacité en eau comprise entre 150 l et 500 l peuvent être fabriquées conformément à la présente partie de l'ISO 9809.

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 07-Jul-2014
• Withdrawal Date: 07-Jul-2014
• ICS: 23.020.30 - Pressure vessels, gas cylinders
• ICS: 23.020.35 - Gas cylinders
• Technical Committee: ISO/TC 58/SC 3 - Cylinder design
• Drafting Committee: ISO/TC 58/SC 3/WG 33 - Refillable seamless stainless steel gas cylinders
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Start Date: 03-Nov-2021
• Completion Date: 13-Dec-2025

Relations

• Consolidated By: ISO 16371-2:2017 - Non-destructive testing - Industrial computed radiography with storage phosphor imaging plates - Part 2: General principles for testing of metallic materials using X-rays and gamma rays
• Effective Date: 06-Jun-2022
• Revised: ISO 9809-4:2021 - Gas cylinders - Design, construction and testing of refillable seamless steel gas cylinders and tubes - Part 4: Stainless steel cylinders with an R m value of less than 1 100 MPa
• Effective Date: 23-Apr-2020

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 9809-4
First edition
2014-07-15
Gas cylinders — Refillable seamless
steel gas cylinders — Design,
construction and testing —
Part 4:
Stainless steel cylinders with an Rm
value of less than 1 100 MPa
Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz rechargeables en acier sans
soudure — Conception, construction et essais —
Partie 4: Bouteilles en acier inoxydable avec une valeur Rm inférieure
à 1 100 MPa
Reference number
©
ISO 2014
© ISO 2014
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior
written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of
the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail [e-mail]
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2014 – All rights reserved

Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols . 2
5 Inspection and testing . 3
6 Materials . 4
6.1 General requirements . 4
6.2 Controls on chemical composition . 4
6.3 Heat treatment . 5
6.4 Cold working or cryoforming . 5
6.5 Failure to meet test requirements . 5
7 Design . 6
7.1 General requirements . 6
7.2 Calculation of cylindrical shell thickness . 6
7.3 Calculation of convex ends (heads and bases) . 6
7.4 Calculation of the concave base ends . 9
7.5 Neck design . 9
7.6 Foot rings .10
7.7 Neck rings .10
7.8 Design drawing .10
8 Construction and workmanship .10
8.1 General .10
8.2 Wall thickness .10
8.3 Surface imperfections .10
8.4 Ultrasonic examination .11
8.5 Out-of-roundness .11
8.6 Mean diameter .11
8.7 Straightness .11
8.8 Verticality and stability .11
8.9 Neck threads .12
9 Type approval procedure .12
9.1 General requirements .12
9.2 Prototype test .13
9.3 Type approval certificate.14
10 Batch tests .15
10.1 General requirements .15
10.2 Tensile test .16
10.3 Bend test and flattening test .17
10.4 Impact test .18
10.5 Hydraulic burst test .20
10.6 Intergranular corrosion test .23
11 Tests/examinations on every cylinder .23
11.1 General .23
11.2 Hydraulic test .24
11.3 Hardness test .24
11.4 Leak test .24
11.5 Capacity check .25
12 Certification .25
13 Marking .25
Annex A (informative) Description and evaluation of manufacturing imperfections and
conditions for rejection of seamless steel gas cylinders at the time of final inspection by
the manufacturer .26
Annex B (normative) Ultrasonic examination .32
Annex C (informative) Type approval certificate .38
Annex D (informative) Acceptance certificate .39
Bibliography .42
iv © ISO 2014 – All rights reserved

Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 58, Gas cylinders, Subcommittee SC 3, Cylinder
design.
ISO 9809 consists of the following parts, under the general title Gas cylinders — Refillable seamless steel
gas cylinders — Design, construction and testing:
— Part 1: Quenched and tempered steel cylinders with tensile strength less than 1 100 MPa
— Part 2: Quenched and tempered steel cylinders with tensile strength greater than or equal to 1 100 MPa
— Part 3: Normalized steel cylinders
— Part 4: Stainless steel cylinders with tensile strength less than 1 100 MPa
Introduction
The purpose of ISO 9809 is to provide a specification for the design, manufacture, inspection, and testing
of a seamless stainless steel cylinder for worldwide usage. The objective is to balance the design and
economic efficiency against international acceptance and universal utility.
ISO 9809 aims to eliminate the concern about climate, duplicate inspections, and restrictions currently
existing because of the lack of definitive International Standards. This International Standard should
not be construed as reflecting on the suitability of the practice of any nation or region.
This part of ISO 9809 has been prepared to address the general requirements on the design, construction,
and initial inspection and test of pressure receptacles of the UN model regulations for the transportation
[6]
of dangerous goods.
It is intended to be used under a variety of regulatory regimes but has been written so that it is suitable
for use with the conformity assessment system in paragraph 6.2.2.5 of the above mentioned model
regulations.
vi © ISO 2014 – All rights reserved

INTERNATIONAL STANDARD ISO 9809-4:2014(E)
Gas cylinders — Refillable seamless steel gas cylinders —
Design, construction and testing —
Part 4:
Stainless steel cylinders with an Rm value of less than 1
100 MPa
1 Scope
This part of ISO 9809 specifies the minimum requirements for the material, design, construction and
workmanship, manufacturing processes, examinations, and tests at manufacture of refillable seamless
stainless steel gas cylinders of water capacities from 0,5 l up to and including 150 l for compressed,
liquefied, and dissolved gases. This part of ISO 9809 is applicable to cylinders with a maximum actual
tensile strength, R , of less than 1 100 MPa.
ma
NOTE If so desired, cylinders of water capacity less than 0,5 l and between 150 l and 500 l can be manufactured
to be in full compliance with this part of ISO 9809.
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 148-1, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 1: Test method
ISO 3651-2, Determination of resistance to intergranular corrosion of stainless steels — Part 2: Ferritic,
austenitic and ferritic-austenitic (duplex) stainless steels — Corrosion test in media containing sulfuric acid
ISO 6506-1, Metallic materials — Brinell hardness test — Part 1: Test method
ISO 6508-1, Metallic materials — Rockwell hardness test — Part 1: Test method
ISO 7438, Metallic materials — Bend test
ISO 9329-1, Seamless steel tubes for pressure purposes — Technical delivery conditions — Part 1: Unalloyed
steels with specified room temperature properties
ISO 9712, Non-destructive testing — Qualification and certification of NDT personnel
ISO 13769, Gas cylinders — Stamp marking
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
yield strength
stress value corresponding to the 0,2 % proof stress or for austenitic steels in the solution-annealed
condition, 1 % proof stress
3.2
quenching
hardening heat treatment in which a cylinder, which has been heated to a uniform temperature above
the upper critical point Ac of the steel, is cooled rapidly in a suitable medium
3.3
tempering
toughening heat treatment which follows quenching, in which the cylinder is heated to a uniform
temperature below the lower critical point Ac of the steel
3.4
solution annealing
softening heat treatment for austenitic and duplex stainless steels in which a cylinder is heated to a
uniform temperature above the upper critical point (Ac , as defined in ISO 10052) of the steel followed
by rapid cooling
3.5
cryoforming
process where the cylinder is subjected to a controlled low-temperature deformation treatment that
results in a permanent increase in strength
3.6
batch
quantity of up to 200 cylinders plus cylinders for destructive testing of the same nominal diameter,
thickness, length, and design made successively on the same equipment, from the same cast of steel, and
subjected to the same heat treatment for the same duration of time
3.7
test pressure
p
h
required pressure applied during a pressure test
Note 1 to entry: It is used for the cylinder wall thickness calculation.
3.8
burst pressure
p
b
highest pressure reached in a cylinder during a burst test
3.9
design stress factor
F
ratio of the equivalent wall stress at test pressure (p ) to guaranteed minimum yield strength (R )
h eg
3.10
working pressure
settled pressure of a compressed gas at a uniform reference temperature of 15 °C in a full gas cylinder
4 Symbols
A percentage elongation after the fracture for a gauge length of L
o
a calculated minimum thickness of the cylindrical shell, in millimetres
a’ guaranteed minimum thickness of the cylindrical shell, in millimetres
a guaranteed minimum thickness of a concave base at the knuckle, in millimetres (see Figure 2)
a guaranteed minimum thickness at the centre of a concave base, in millimetres (see Figure 2)
2 © ISO 2014 – All rights reserved

b guaranteed minimum thickness at the centre of a convex base, in millimetres (see Figure 1)
c maximum permissible deviation of burst profile for quenched and tempered cylinders, in millimetres
(see Figure 11)
c maximum permissible deviation of the burst profile for cryoformed or solution-annealed cylinders with
less than 7,5 mm wall thickness, in millimetres (see Figure 12)
D nominal outside diameter of the cylinder, in millimetres (see Figure 1)
D diameter of former, in millimetres (see Figure 6)
f
F design stress factor (variable) (see 3.7)
H outside height of the domed part (convex head or base end), in millimetres (see Figure 1)
h outside depth (concave base end), in millimetres (see Figure 2)
L original gauge length as defined in ISO 6892, in millimetres (see Figure 5)
o
l overall length of the cylinder, in millimetres (see Figure 3)
n ratio of the diameter of the bend test former to the actual thickness of the test piece (t)
p measured burst pressure above the atmospheric pressure, in bar
b
5 5 2
NOTE 1 bar = 10 Pa = 10 N/m .
p hydraulic test pressure above the atmospheric pressure, in bar
h
p observed pressure when the cylinder starts yielding during the hydraulic burst test above the atmos-
y
pheric pressure, in bar
r inside knuckle radius, in millimetres (see Figures 1 and 2)
R actual value of the yield strength as determined by the tensile test, in MPa (see 10.2)
ea
R minimum guaranteed value of the yield strength (see 7.1.1) for the finished cylinder, in MPa
eg
R actual value of the tensile strength as determined by the tensile test, in MPa (see 10.2)
ma
R minimum guaranteed value of the tensile strength for the finished cylinder, in MPa
mg
S original cross-sectional area of the tensile test piece in accordance with ISO 6892, in square millimetres
o
t actual thickness of the test specimen, in millimetres
t average cylinder wall thickness at the position of testing during the flattening test, in millimetres
m
u ratio of the distance between the knife edges or platens in the flattening test to the average cylinder
wall thickness at the position of the test
V water capacity of the cylinder, in litres
w width of the tensile test piece, in millimetres (see Figure 5)
5 Inspection and testing
To ensure that the cylinders conform to this part of ISO 9809, they shall be subject to inspection and
testing in accordance with Clauses 9, 10, and 11 by an inspection body (hereafter referred to as “the
inspector”) authorized to do so.
Equipment used for the measurement, testing, and examination during the production shall be
maintained and calibrated within a documented quality management system.
NOTE Evaluation of conformity can be performed in accordance with the regulations recognized by the
country(ies) where the cylinders are intended to be used.
6 Materials
6.1 General requirements
6.1.1 Materials for the manufacture of gas cylinders shall fall within one of the following categories:
a) internationally recognized cylinder steels;
b) nationally recognized cylinder steels;
c) new cylinder steels resulting from technical progress.
For all categories, the relevant conditions specified in 6.2 and 6.3 shall be satisfied.
6.1.2 There is a risk of sensitization to the intergranular corrosion resulting from the hot processing
of austenitic and duplex stainless steels. Intergranular corrosion testing shall be carried out for such
materials in accordance with 10.6.
6.1.3 The cylinder manufacturer shall establish the means to identify the cylinders with the cast of steel
from which they are made.
6.1.4 The grades of the steel used for the cylinder manufacture shall be compatible with the intended
gas service, e.g. corrosive gases and embrittling gases (see ISO 11114-1).
6.1.5 Some grades of stainless steel can be susceptible to environmental stress corrosion cracking.
Special precautions shall be taken in such cases, such as appropriate coating.
6.1.6 Some grades of stainless steel can be susceptible to phase transformation at low temperatures
resulting in a brittle alloy. Special precautions shall be taken in such cases, i.e. not using the cylinder
below the minimum acceptable temperature.
6.2 Controls on chemical composition
6.2.1 The following are the four broad categories of stainless steels:
— ferritic;
— martensitic;
— austenitic;
— austenitic/ferritic (duplex).
Recognized steels are listed in ISO 15510. Other grades of stainless steel can also be used provided that
they fulfil all the requirements of this part of ISO 9809.
6.2.2 The cylinder manufacturer shall obtain and make available certificates of cast (heat) analyses of
the steels supplied for the construction of gas cylinders.
Should check analyses be required, they shall be carried out either on the specimens taken during the
manufacture from the material in the form as supplied by the steel maker to the cylinder manufacturer,
4 © ISO 2014 – All rights reserved

or from finished cylinders. In any check analysis, the maximum permissible deviation from the limits
specified for the cast analyses shall conform to the values specified in ISO 9329-1.
6.3 Heat treatment
6.3.1 The cylinder manufacturer shall certify the heat treatment process applied to the finished
cylinders.
6.3.2 The finished cylinders made from the ferritic or martensitic steel categories shall be quenched
and tempered, except if they are cold worked (see 6.4).
6.3.3 For the ferritic and martensitic steels, the heat treatment process shall achieve the required
mechanical properties.
6.3.4 The actual temperature to which a type of steel is subjected to obtain a given tensile strength shall
not deviate by more than 30 °C from the temperature specified by the cylinder manufacturer.
6.4 Cold working or cryoforming
Cold working or cryoforming is used to enhance the finished mechanical properties in certain stainless
steel materials.
For cylinders that are subjected to cold working or to the cryoforming process, all the heat treatment
requirements refer to the cylinder preform operations. Cold worked or cryoformed cylinders shall not
be subjected to any subsequent heat treatment.
6.5 Failure to meet test requirements
In the event of failure to meet the test requirements, retesting or reheat treatment and retesting shall be
carried out as follows to the satisfaction of the inspector:
a) If there is evidence of a fault in carrying out a test, or an error of measurement, a further test shall
be performed. If the result of this test is satisfactory, the first test shall be ignored.
b) If the test has been carried out in a satisfactory manner, the cause of test failure shall be identified.
1) If the failure is considered to be due to the heat treatment applied, the manufacturer can subject
all the cylinders implicated by the failure to a further heat treatment, e.g. if the failure is in a
test representing the prototype or batch cylinders. Test failure shall require reheat treatment
of all the represented cylinders prior to retesting.
Whenever the cylinders are reheat treated, the minimum guaranteed wall thickness shall be
maintained.
Only the relevant prototype or batch tests needed to prove the acceptability of the new batch
shall be performed again. If one or more tests prove even partially unsatisfactory, all the
cylinders of the batch shall be rejected.
2) If the failure is due to a cause other than the heat treatment applied, all the cylinders with
imperfections shall be either rejected or repaired such that the repaired cylinders pass the
test(s) required for the repair. They shall then be reinstated as part of the original batch.
7 Design
7.1 General requirements
7.1.1 The calculation of the wall thickness of the pressure-containing parts shall be related to the
guaranteed minimum yield strength (R ) of the material in the finished cylinder.
eg
7.1.2 Cylinders can be designed with one or two openings along the central cylinder axis only.
7.1.3 The internal pressure upon which the calculation of wall thickness is based shall be the hydraulic
test pressure, p .
h
7.2 Calculation of cylindrical shell thickness
The guaranteed minimum thickness of the cylindrical shell (a’) shall not be less than the thickness
calculated using Formulae (1) and (2), and additionally, Formula (3) shall be satisfied.
 
10FR − 3p
D
eg h
 
a=−1 (1)
 
2 10FR
eg
 
where the value of F is equal to 0,77.
The wall thickness shall also satisfy Formula (2)
D
a≥+1 (2)
with an absolute minimum of a = 1,5 mm.
The burst ratio shall be satisfied by Formula (3).
p /p ≥ 1,6
b h
(3)
NOTE It is generally assumed that p = 1,5 × the working pressure for compressed gases for the cylinders
h
designed and manufactured to this part of ISO 9809.
7.3 Calculation of convex ends (heads and bases)
7.3.1 The thickness, b, at the centre of a convex end shall be not less than that required by the following
criteria: where the inside knuckle radius, r, is not less than 0,075 D, then
— b ≥ 1,5 a for 0,40 > H/D ≥ 0,20 and
— b ≥ a for H/D ≥ 0,40.
To obtain a satisfactory stress distribution in the region where the end joins the shell, any thickening of
the end that can be required shall be gradual from the point of juncture, particularly at the base. For the
application of this rule, the point of juncture between the shell and the end is defined by the horizontal
lines indicating the dimension H in Figure 1.
Shape b) shall not be excluded from this requirement.
6 © ISO 2014 – All rights reserved

7.3.2 The design shall be verified and considered satisfactory by the application of the pressure cycling
test given in 9.2.2.
The shapes shown in Figure 1 are typical of the convex heads and base ends. Shapes a), b), d), and e) are
base ends and shapes c) and f) are heads.
r
a’
a’
a’
D/2 D/2 D/2
a) b) c)
a’ a’
a’
D/2 D/2 D/2
d) e) f)
Key
1 cylindrical part
Figure 1 — Typical convex ends
8 © ISO 2014 – All rights reserved
r
r
r
r
b
b
H 1
H
b
b
H 1 H
1 H
1 H
r
7.4 Calculation of the concave base ends
When concave base ends (see Figure 2) are used, the following design values are recommended:
— a ≥ 2 a;
— a ≥ 2 a;
— h ≥ 0,12 D;
— r ≥ 0,075 D.
The design drawing shall at least show the values for a , a , h, and r.
1 2
To obtain a satisfactory stress distribution, the thickness of the cylinder shall increase progressively in
the transition region between the cylindrical part and the base.
The design shall be verified and considered satisfactory by the application of the pressure cycling test
given in 9.2.2.
a
ha
Figure 2 — Concave base ends
7.5 Neck design
7.5.1 The external diameter and thickness of the formed neck end of the cylinder shall be adequate for
the torque applied in fitting the valve to the cylinder. The torque can vary according to the diameter of the
thread, the form of the thread, and the sealant used in the fitting of the valve.
NOTE For guidance on torques, see ISO 13341.
7.5.2 In establishing the minimum thickness, consideration should be given to obtaining a thickness of
the wall in the cylinder neck which will prevent the permanent expansion of the neck during the initial
and subsequent fittings of the valve into the cylinder without the support of an attachment. The external
diameter and thickness of the formed neck end of the cylinder shall not be damaged (no permanent
expansion or crack) by the application of the maximum torque required to fit the valve to the cylinder
(see ISO 13341) and the stresses when the cylinder is subjected to its test pressure. In specific cases (e.g.
very thin-walled cylinders) where these stresses cannot be supported by the neck itself, the neck can be
designed to require reinforcement, such as a neck ring or shrunk-on collar, provided the reinforcement
material and dimensions are clearly specified by the manufacturer and this configuration is part of the
type approval procedure.
a’
D/2
7.6 Foot rings
When a foot ring is provided, it shall be sufficiently strong and made of a material compatible with that
of the cylinder. The shape should preferably be cylindrical and shall give the cylinder sufficient stability.
The foot ring shall be secured to the cylinder by a method other than welding, brazing, or soldering. Any
gaps which can form water traps shall be sealed by a method other than welding, brazing, or soldering.
7.7 Neck rings
When a neck ring is provided, it shall be sufficiently strong and made of a material compatible with that
of the cylinder and shall be securely attached by a method other than welding, brazing, or soldering.
The axial load to remove the neck ring shall be greater than 10 times the weight of the empty cylinder
but not less than 1 000 N, and that the torque to turn the neck ring is greater than 100 Nm.
7.8 Design drawing
A fully dimensioned drawing shall be prepared which includes the specification of the material and
details relevant to the design of the permanent fittings. Dimensions of non-safety-related fittings can be
agreed between the customer and manufacturer and need not be shown on the design drawing.
8 Construction and workmanship
8.1 General
The cylinder shall be produced by
a) forging or drop forging from a solid ingot or billet,
b) manufacturing from seamless tube,
c) pressing from a flat plate, or
d) cold working or cryoforming preform.
Metal shall not be added in the process of closure of the end. Manufacturing defects shall not be corrected
by plugging of bases.
8.2 Wall thickness
During production, each cylinder or semi-finished shell shall be examined for thickness. The wall
thickness at any point shall be not less than the minimum thickness specified.
8.3 Surface imperfections
The internal and external surfaces of the finished cylinder shall be visually inspected to determine that
they are free from imperfections which could adversely affect the safe working of the cylinder.
NOTE See Annex A for examples of imperfections and guidance on their evaluation.
10 © ISO 2014 – All rights reserved

8.4 Ultrasonic examination
8.4.1 After the completion of the final heat treatment and cold working and after the final cylindrical
wall thickness has been achieved, each cylinder shall be ultrasonically examined for internal, external,
and subsurface imperfections, in accordance with Annex B.
The ultrasonic examination is not necessary for small completed cylinders with a cylindrical length
of less than 200 mm or where the product of p × V < 600 (for R ≥ 650 MPa) or p × V < 1 200 (for
h ma h
R < 650 MPa).
ma
8.4.2 Regardless of the size of the cylinder, in addition to the ultrasonic examination as specified in
8.4.1, the cylindrical area to be closed (that creates the shoulder and in case of cylinders made from tube,
also the base) shall be ultrasonically examined prior to the forming process to detect any defects that after
closure could be positioned in the cylinder ends.
8.5 Out-of-roundness
The out-of-roundness of the cylindrical shell, i.e. the difference between the maximum and minimum
outside diameters at the same cross section, shall not exceed 2 % of the mean of these diameters.
For cold stretch and cryoformed cylinders, higher values are acceptable provided they are validated by
the pressure cycling test and the maximum shall be specified on the approved design drawing.
8.6 Mean diameter
The mean external diameter of the cylindrical part outside the transition zones on a cross section shall
not deviate by more than ±1 % from the nominal design diameter.
For cold stretch and cryoformed cylinders, higher values are acceptable provided they are validated by
the pressure cycling test and the maximum shall be specified on the approved design drawing.
8.7 Straightness
The maximum deviation of the cylindrical part of the shell from a straight line shall not exceed 3 mm/m
in length (see Figure 3).
For cold stretch and cryoformed cylinders, higher values can be used provided that it is acceptable for
the intended application and safety is not compromised.
8.8 Verticality and stability
For a cylinder designed to stand on its base, the deviation from vertical shall not exceed 10 mm/m in
length (see Figure 3) and the outer diameter of the surface in contact with the ground is recommended
to be greater than 75 % of the nominal outside diameter.
For cold stretch and cryoformed cylinders, higher values for deviation from vertical can be used provided
that it is acceptable for the intended application and safety is not compromised.
Key
1 maximum 0,01 × l (see 8.8)
2 maximum 0,003 × l (see 8.7)
Figure 3 — Illustration of the deviation of the cylindrical part of the shell from a straight line
and from vertical
8.9 Neck threads
The internal neck threads shall conform to a recognized standard agreed between the parties to permit
the use of a corresponding valve, thus minimizing neck stresses following the valve torquing operation.
Internal neck threads shall be checked using gauges corresponding to the agreed neck thread or by an
alternative method agreed between the parties.
NOTE For example, where the neck thread is specified to be in accordance with ISO 11116-1, the corresponding
gauges are specified in ISO 11116-2.
Neck threads shall be accurately cut, of full form, and free from any sharp profiles, e.g. burrs.
9 Type approval procedure
9.1 General requirements
A technical specification of each new design of cylinder, or cylinder family as defined in f), including
design drawing, design calculations, steel details, manufacturing process, and heat treatment details,
shall be submitted by the manufacturer to the inspector. The type approval tests detailed in 9.2 shall be
carried out on each new design under the supervision of the inspector.
A cylinder shall be considered to be of a new design, compared with an existing approved design, when
at least one of the following applies.
a) It is manufactured in a different factory.
12 © ISO 2014 – All rights reserved
l
l
b) It is manufactured by a different process (see 8.1). This includes the case when major process changes
are made during the production period, e.g. end forging to spinning, change in heat treatment
process, etc.
c) It is manufactured from a steel of different specified chemical composition limits from that used in
the existing type approval.
d) It is given a different heat treatment beyond the limits stipulated in 6.3 and 6.4.
e) The base or the base profile has changed, e.g. concave, convex, hemispherical, or also if there is a
change in base thickness/cylinder diameter ratio.
f) The overall length of the cylinder has increased by more than 50 % (cylinders with a length/diameter
ratio less than 3 shall not be used as reference cylinders for any new design with this ratio greater
than 3).
g) The nominal outside diameter has changed.
h) The guaranteed minimum thickness has changed.
i) The hydraulic test pressure (p ) has been increased (where a cylinder is to be used for lower-
h
pressure duty than that for which design approval has been given, it shall not be deemed to be a
new design).
j) The guaranteed minimum yield strength (R ) and/or the guaranteed minimum tensile strength
eg
(R ) for the finished cylinder have changed.
mg
9.2 Prototype test
9.2.1 General requirements
A minimum of 30 cylinders which are guaranteed by the manufacturer to be representative of the new
design shall be made available for the prototype testing. However, if for special applications the total
number of cylinders required is less than 30, a sufficient number of cylinders shall be made to complete
the prototype tests required in addition to the production quantity, but in this case the approval validity
is limited to this particular production batch.
In the course of the type approval process, the inspector shall select the necessary cylinders for testing
and:
a) verify that
— the design conforms to the requirements of Clause 7,
— the thicknesses of the walls and ends on two cylinders (those taken for mechanical testing)
meet the requirements of 7.3 to 7.6, the measurements being taken on at least three transverse
sections of the cylindrical part and on a longitudinal section of the base and head,
— the materials conform to the requirements of Clause 6, and
— the selected cylinders conform to the requirements of 7.6, 7.7, 7.8, and 8.5 to 8.9 inclusive, the
internal and external surfaces of the cylinders are free of any defect which should make them
unsafe to use (for examples, see Annex A), and
b) supervise the following tests on the cylinders selected:
— the tests specified in 10.1.2 a) (hydraulic burst test) on two cylinders, the cylinders bearing
representative stamp markings;
— the tests specified in 10.1.2 b) (mechanical testing) on two cylinders, the test pieces being
identifiable with the batch;
NOTE For cylinders made from austenitic stainless steel, impact tests are not required (see 10.4).
— the tests specified in 9.2.3 (base check) on the two cylinders selected for mechanical testing;
— an intergranular corrosion test in accordance with 10.6 for cylinders made from austenitic and
duplex steels;
— the tests specified in 9.2.2 (pressure cycling test) on three cylinders, the cylinders bearing
representative stamp markings;
— the neck threads conform to the geometrical requirements for all inspected cylinders.
9.2.2 Pressure cycling test
This test shall be carried out on cylinders bearing representative markings with a non-corrosive
liquid, subjecting the cylinders to successive reversals at an upper cyclic pressure which is equal to the
hydraulic test pressure (p ). The cylinders shall withstand 12 000 cycles without failure.
h
For cylinders with a hydraulic test pressure (p ) > 450 bar, the upper cyclic pressure can be reduced to
h
two-thirds of this test pressure. In this case the cylinders shall withstand 80 000 cycles without failure.
The value of the lower cyclic pressure shall not exceed 10 % of the upper cyclic pressure, but shall have
an absolute maximum of 30 bar.
The cylinder shall actually experience the maximum and minimum cyclic pressures during the test.
The frequency of the reversals of pressure shall not exceed 0,25 Hz (15 cycles/min). The temperature
measured on the outside surface of the cylinder shall not exceed 50 °C during the test.
After the test, the cylinder bases shall be sectioned to measure the thickness and to ensure that this
thickness is sufficiently close to the minimum thickness prescribed in the design and shall be within
the usual production tolerances. In no case shall the actual base thickness exceed the minimum value(s)
specified on the drawings by more than 15 %.
The test shall be considered satisfactory if the cylinder attains the required num
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 9809-4
Première édition
2014-07-15
Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz
rechargeables en acier sans soudure
— Conception, construction et
essais —
Partie 4:
Bouteilles en acier inoxydable avec
une valeur Rm inférieure à 1 100 MPa
Gas cylinders — Refillable seamless steel gas cylinders — Design,
construction and testing —
Part 4: Stainless steel cylinders with an Rm value of less than 1 100
MPa
Numéro de référence
©
ISO 2014
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2014
Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée
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.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail [e-mail]
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2014 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles . 3
5 Contrôles et essais . 4
6 Matériaux . 4
6.1 Exigences générales . 4
6.2 Contrôles de la composition chimique . 5
6.3 Traitements thermiques . 5
6.4 Formage à froid ou cryoformage . 5
6.5 Non-conformité aux exigences relatives aux essais . 6
7 Conception . 6
7.1 Exigences générales . 6
7.2 Calcul de l’épaisseur de l’enveloppe cylindrique . 6
7.3 Calcul des extrémités convexes (ogives et fonds) . 7
7.4 Calcul des fonds concaves . 9
7.5 Conception du goulot . 9
7.6 Frettes de pied .10
7.7 Collerettes .10
7.8 Plan de conception .10
8 Construction et exécution .10
8.1 Généralités .10
8.2 Épaisseur de la paroi.10
8.3 Défauts de surface .10
8.4 Examen aux ultrasons .11
8.5 Ovalisation .11
8.6 Diamètre moyen.11
8.7 Rectitude .11
8.8 Verticalité et stabilité .11
8.9 Filetage du goulot .12
9 Procédure d’approbation de type .12
9.1 Exigences générales .12
9.2 Essai de prototype.13
9.3 Certificat d’approbation de type .15
10 Essais par lot .15
10.1 Exigences générales .15
10.2 Essai de traction .16
10.3 Essai de pliage et essai d’aplatissement .17
10.4 Essai de résistance aux chocs .18
10.5 Essai de rupture hydraulique .21
10.6 Essai de corrosion intergranulaire .23
11 Essais/vérifications sur chaque bouteille .24
11.1 Généralités .24
11.2 Essai hydraulique .24
11.3 Essai de dureté .24
11.4 Essai de fuites . .25
11.5 Vérification de la contenance.25
12 Certificats .25
13 Marquage .25
Annexe A (informative) Description et évaluation des défauts de fabrication et critères de
rejet des bouteilles à gaz en acier sans soudure au moment de l’inspection finale par
le fabricant .26
Annexe B (normative) Contrôle par ultrasons .32
Annexe C (informative) Certificat d’approbation de type .38
Annexe D (informative) Certificat de réception .39
Bibliographie .42
iv © ISO 2014 – Tous droits réservés

Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/CEI, 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/CEI, 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, aussi bien que pour des informations au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de
l’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 58, Bouteilles à gaz, sous–comité
SC 3, Construction des bouteilles.
L’ 9809 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Bouteilles à gaz — Bouteilles à
gaz rechargeables en acier sans soudure — Conception, construction et essais:
— Partie 1: Bouteilles en acier trempé et revenu ayant une résistance à la traction inférieure à 1 100 MPa
— Partie 2: Bouteilles en acier trempé et revenu ayant une résistance à la traction supérieure ou égale
à 1 100 MPa
— Partie 3: Bouteilles en acier normalisé
— Partie 4: Bouteilles en acier inoxydable avec une valeur Rm inférieure à 1 100 MPa
Introduction
L’objet de l’ISO 9809 est d’offrir une spécification sur la conception, la fabrication, le contrôle et l’essai
des bouteilles en acier inoxydable sans soudure pour usage international. L’objectif est d’arriver à un
équilibre entre les considérations de conception et de rendement économique d’une part et les exigences
d’acceptabilité internationale et d’utilité universelle d’autre part.
L’ 9809 vise à éliminer toute préoccupation quant au climat, aux contrôles redondants et aux restrictions
actuellement de règle du fait de l’absence de Normes internationales reconnues. Il convient de ne pas
considérer la présente Norme internationale comme le reflet des pratiques d’une nation ou d’une région
quelconque.
La présente partie de l’ISO 9809 a été élaborée pour aborder les exigences générales de conception, de
construction, de contrôle et les essais initiaux des récipients sous pression relatifs aux Recommandations
pour le transport des marchandises dangereuses: Règlement type de l’Organisation des Nations Unies.
[6]
Elle est destinée à être utilisée dans le cadre de divers régimes de réglementation, mais s’applique
également aux spécifications relatives au système d’évaluation de la conformité énoncées au 6.2.2.5 du
règlement type indiqué ci-dessus.
vi © ISO 2014 – Tous droits réservés

NORME INTERNATIONALE ISO 9809-4:2014(F)
Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz rechargeables en acier
sans soudure — Conception, construction et essais —
Partie 4:
Bouteilles en acier inoxydable avec une valeur Rm
inférieure à 1 100 MPa
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 9809 prescrit les exigences minimales pour certains aspects concernant le
matériau, la conception, la construction et la mise en œuvre, le mode de fabrication, les contrôles et les
essais au moment de la fabrication des bouteilles à gaz rechargeables, en acier inoxydable sans soudure,
d’une capacité en eau comprise entre 0,5 l et 150 l inclus, pour gaz comprimés, liquéfiés ou dissous.
La présente partie de l’ISO 98099 s’applique aux bouteilles ayant une résistance maximale réelle à la
traction R inférieure à 1 100 MPa.
ma
NOTE Si on le désire, les bouteilles de capacité en eau inférieure à 0,5 l et les bouteilles d’une capacité en eau
comprise entre 150 l et 500 l peuvent être fabriquées conformément à la présente partie de l’ISO 9809.
2 Références normatives
Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à
l’application du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 148-1, Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy — Partie 1: Méthode
d’essai
ISO 3651-2, Détermination de la résistance à la corrosion intergranulaire des aciers inoxydables — Partie 2:
Aciers inoxydables ferritiques, austénitiques et austéno-ferritiques (duplex) — Essais de corrosion en milieux
contenant de l’acide sulfurique
ISO 6506-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Brinell — Partie 1: Méthode d’essai
ISO 6508-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Rockwell — Partie 1: Méthode d’essai
ISO 7438, Matériaux métalliques — Essai de pliage
ISO 9329-1, Tubes en acier sans soudure pour service sous pression — Conditions techniques de livraison —
Partie 1: Aciers non alliés avec caractéristiques spécifiées à température ambiante
ISO 9712, Essais non destructifs — Qualification et certification du personnel END
ISO 13769, Bouteilles à gaz — Marquage
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
limite d’élasticité
valeur correspondant à la limite d’élasticité à 0,2 %, ou, pour les aciers austénitiques à l’état recuit de
mise en solution, à la limite d’élasticité à 1 %
3.2
trempe
traitement thermique de durcissement au cours duquel une bouteille qui a été portée à une température
uniforme supérieure à celle du point critique supérieur, Ac , de l’acier, est refroidie rapidement dans un
milieu adapté
3.3
revenu
traitement thermique d’adoucissement qui suit la trempe, au cours duquel une bouteille est portée à une
température uniforme inférieure à celle du point critique inférieur, Ac , de l’acier
3.4
recuit de mise en solution
traitement thermique d’adoucissement pour aciers inoxydables austénitiques et duplex au cours duquel
une bouteille est portée à une température uniforme supérieure à celle du point critique supérieur de
l’acier (Ac , suivant la définition de l’ISO 10052) puis est refroidie rapidement
3.5
cryoformage
procédé selon lequel la bouteille est soumise à un traitement de déformation contrôlé à basse température
afin de renforcer sa résistance de façon permanente
3.6
lot
quantité pouvant atteindre 200 bouteilles, plus celles nécessaires aux essais destructifs, de même
diamètre nominal, de même épaisseur, de même longueur et de même conception, fabriquées de
manière consécutive sur une même installation à partir de la même coulée d’acier et ayant subi le même
traitement thermique pendant la même durée
3.7
pression d’épreuve hydraulique
p
h
pression requise appliquée pendant un essai de pression
Note 1 à l’article: Elle est utilisée pour le calcul de l’épaisseur de la paroi de la bouteille.
3.8
pression de rupture
p
b
pression la plus haute atteinte dans une bouteille lors d’un essai de rupture
3.9
facteur de contrainte théorique
F
rapport de la contrainte équivalente de paroi à la pression d’essai (p ) à la valeur minimale garantie de
h
limite d’élasticité (R )
eg
3.10
pression de service
pression établie d’un gaz comprimé à une température de référence uniforme de 15 °C dans une bouteille
à gaz pleine
2 © ISO 2014 – Tous droits réservés

4 Symboles
A allongement après rupture, exprimé en pourcentage, pour une longueur entre repères de L
o
a épaisseur minimale calculée de l’enveloppe cylindrique, exprimée en millimètres
a’ épaisseur minimale garantie de l’enveloppe cylindrique, exprimée en millimètres
a épaisseur minimale garantie d’un fond concave à la jointure, exprimée en millimètres (voir
Figure 2)
a épaisseur minimale garantie au centre d’un fond concave, exprimée en millimètres (voir
Figure 2)
b épaisseur minimale garantie au centre d’un fond concave, exprimée en millimètres (voir
Figure 1)
c écart maximal autorisé du profil d’éclatement pour les bouteilles trempées et revenues, en mil-
limètres (voir Figure 11)
c écart maximal autorisé du profil d’éclatement, en millimètres, pour les bouteilles cryoformées
ou recuites de moins de 7,5 mm d’épaisseur (voir Figure 12)
D diamètre nominal extérieur de la bouteille, exprimé en millimètres (voir Figure 1)
D diamètre du mandrin, en millimètres (voir Figure 6)
f
F facteur de contrainte théorique (variable) (voir 3.7)
H hauteur extérieure de la partie bombée (ogive ou fond convexe), en millimètres, (voir Figure 1)
h profondeur extérieure (fond concave), exprimée en millimètres (voir Figure 2)
L longueur initiale entre repères définie dans l’ISO 6892, exprimée en millimètres (voir Figure 5)
o
l longueur totale de la bouteille, exprimée en millimètres (voir Figure 3)
n rapport du diamètre du mandrin utilisé pour l’essai de pliage à l’épaisseur réelle de l’éprouvette
(t)
p pression de rupture mesurée au-dessus de la pression atmosphérique, exprimée en bar
b
5 5 2
NOTE 1 bar = 10 Pa = 10 N/m .
p pression d’épreuve hydraulique au-dessus de la pression atmosphérique, exprimée en bar
h
p pression à la limite élastique observée pendant l’essai de rupture hydraulique, au-dessus de la
y
pression atmosphérique, exprimée en bar
r rayon de raccordement interne, exprimé en millimètres (voir Figures 1 et 2)
R valeur réelle de la limite d’élasticité déterminée par l’essai de résistance à la traction , exprimée
ea
en MPa (voir 10.2)
R valeur réelle de la limite d’élasticité déterminée par l’essai de résistance à la traction, exprimée
eg
en MPa (voir 7.1.1)
R valeur réelle de la résistance à la traction déterminée par l’essai de résistance à la traction ,
ma
exprimée en MPa (voir 10.2)
R valeur minimale garantie de la résistance à la traction pour la bouteille finie, exprimée en MPa
mg
S section initiale de l’éprouvette de traction conformément à l’ISO 6892, exprimée en millimètres
o
carrés
t épaisseur réelle de l’éprouvette, exprimée en millimètres
t épaisseur moyenne de la paroi d’une bouteille dans la zone de l’essai d’aplatissement, exprimée
m
en millimètres
u rapport de la distance entre les bords du couteau ou des plateaux pour l’essai d’aplatissement à
l’épaisseur moyenne de la paroi de la bouteille dans la zone de l’essai
V contenance en eau de la bouteille, en litres
w largeur de l’éprouvette de traction, en millimètres (voir Figure 5)
5 Contrôles et essais
Afin de s’assurer que les bouteilles sont conformes à la présente partie de l’ISO 9809, elles doivent être
soumises aux contrôles et essais des Articles 9, 10 et 11, réalisés par un organisme de contrôle (nommé
«le contrôleur» ci-après) autorisé à le faire.
Les équipements de mesure, d’essai et de contrôle utilisés pendant la production doivent être entretenus
et étalonnés dans le cadre d’un système de management de la qualité documenté.
NOTE L’évaluation de la conformité peut être effectuée conformément aux réglementations reconnues par le
ou les pays où les bouteilles sont destinées à être utilisées.
6 Matériaux
6.1 Exigences générales
6.1.1 Les matériaux utilisés pour la fabrication des bouteilles à gaz doivent faire partie de l’une des
catégories suivantes:
a) aciers pour bouteilles reconnus au plan international;
b) aciers pour bouteilles reconnus au plan national;
c) nouvelles catégories d’acier pour bouteilles, résultant de progrès techniques.
Toutes ces catégories doivent respecter les exigences pertinentes énoncées en 6.2 et 6.3.
6.1.2 Le traitement à chaud des aciers inoxydables austénitiques et duplex entraîne un risque de
sensibilité à la corrosion intergranulaire. L’essai de corrosion intergranulaire doit être réalisé pour ces
matériaux conformément au 10.6.
6.1.3 Le fabricant de bouteilles doit établir des moyens permettant d’identifier les bouteilles avec les
coulées d’acier à partir desquelles elles ont été fabriquées.
6.1.4 Les nuances d’acier utilisées pour la fabrication des bouteilles doivent être compatibles avec le
gaz prévu en service, par exemple, gaz corrosifs et gaz fragilisants (voir l’ISO 11114-1).
6.1.5 Certaines nuances d’acier inoxydable peuvent être sensibles au phénomène de fissuration par
corrosion sous contrainte liée à l’environnement. Des précautions particulières, telles qu’un revêtement
approprié, doivent être prises dans ces cas.
4 © ISO 2014 – Tous droits réservés

6.1.6 Certaines nuances d’acier inoxydable peuvent être sensibles à une transformation de phase à
basse température conduisant à un alliage fragile. Des précautions particulières doivent être prises dans
ces cas, c’est-à-dire ne pas utiliser la bouteille à une température inférieure à la température minimale
acceptable.
6.2 Contrôles de la composition chimique
6.2.1 Les quatre grandes catégories d’aciers inoxydables sont les suivantes:
— ferritique;
— martensitique;
— austénitique;
— austéno-ferritique (duplex).
Les aciers reconnus sont listés dans l’ISO 15510. D’autres classes d’acier inoxydable peuvent également
être utilisées sous réserve qu’elles satisfassent à toutes les exigences de la présente partie de l’ISO 9809.
6.2.2 Le fabricant de bouteilles doit obtenir et tenir à disposition les certificats d’analyses (thermiques)
de coulée des aciers fournis pour la fabrication des bouteilles à gaz.
Lorsque des analyses de vérification sont exigées, elles doivent être réalisées soit sur des échantillons
prélevés pendant la fabrication sur le matériau tel que fourni par l’aciériste au fabricant de bouteilles,
soit sur des bouteilles finies. Dans toute analyse de vérification, les écarts maximaux admis par rapport
aux limites spécifiées pour les analyses de coulée doivent être conformes aux valeurs indiquées dans
l’ISO 9329-1.
6.3 Traitements thermiques
6.3.1 Le fabricant de bouteilles doit certifier le traitement thermique appliqué aux bouteilles finies.
6.3.2 Les bouteilles finies fabriquées à partir des catégories d’acier ferritique ou martensitique doivent
être trempées et revenues, sauf si elles sont formées à froid (voir 6.4).
6.3.3 Pour les aciers ferritiques et martensitiques, le procédé de traitement thermique doit permettre
d’obtenir les propriétés mécaniques requises.
6.3.4 La température réelle appliquée à un type d’acier pour obtenir une résistance à la traction donnée
ne doit pas s’écarter de plus de 30 °C de celle indiquée par le fabricant de bouteilles.
6.4 Formage à froid ou cryoformage
Le formage à froid ou cryoformage est utilisé pour améliorer les propriétés mécaniques finies de certains
matériaux d’acier inoxydable.
Pour les bouteilles soumises au formage à froid ou au processus de cryoformage, toutes les exigences de
traitement thermique se réfèrent aux opérations de préformage de la bouteille. Les bouteilles formées à
froid ou cryoformées ne doivent être soumises à aucun traitement thermique ultérieur.
6.5 Non-conformité aux exigences relatives aux essais
En cas de non-conformité aux exigences des essais, un contre-essai ou un nouveau traitement thermique
suivi d’un nouvel essai, doivent être effectués de la manière suivante à la satisfaction du contrôleur:
a) si la preuve est faite qu’une erreur a été commise lors d’un essai ou d’une mesure, un contre-essai
doit être effectué. Si ce dernier est satisfaisant, le premier essai doit être ignoré;
b) si l’essai a été réalisé de façon satisfaisante, la cause de la non-conformité de l’essai doit être
identifiée:
1) si la non-conformité est due au traitement thermique appliqué, le fabricant peut soumettre
toutes les bouteilles non conformes à un nouveau traitement thermique, par exemple si la non-
conformité concerne un essai de bouteilles d’un lot ou de prototypes. La non-conformité exige
un nouveau traitement thermique de toutes les bouteilles représentatives avant le contre-essai.
Lorsque les bouteilles sont soumises à un nouveau traitement thermique, l’épaisseur minimale
garantie de la paroi doit être conservée.
Seuls les essais applicables à un prototype ou à un lot doivent être réalisés une nouvelle fois
pour prouver la conformité du nouveau lot. Si un ou plusieurs essais ne sont pas satisfaisants,
même partiellement, toutes les bouteilles du lot doivent être refusées;
2) si la non-conformité porte sur autre chose que le traitement thermique appliqué, toutes
les bouteilles défectueuses doivent être refusées ou réparées afin de réussir le ou les essais
requis pour les réparations. Elles doivent ensuite être considérées comme faisant partie du lot
d’origine.
7 Conception
7.1 Exigences générales
7.1.1 Le calcul de l’épaisseur de la paroi des parties soumises à des pressions doit prendre en compte
la valeur minimale garantie de la limite d’élasticité (R ) du matériau de la bouteille finie.
eg
7.1.2 Les bouteilles peuvent être conçues avec une ou deux ouvertures le long de l’axe central de la
bouteille uniquement.
7.1.3 La pression interne, sur laquelle est basé le calcul de l’épaisseur de paroi, doit être la pression
d’épreuve hydraulique p .
h
7.2 Calcul de l’épaisseur de l’enveloppe cylindrique
L’épaisseur minimale garantie de l’enveloppe cylindrique (a’) ne doit pas être inférieure à la valeur
calculée par les Formules (1) et (2), et la Formule (3) doit par ailleurs être satisfaite.
 
10FR − 3p
D
eg h
 
a=−1 (1)
 
2 10FR
eg
 
où la valeur de F est égale à 0,77.
L’épaisseur de la paroi doit également satisfaire à la Formule (2):
D
a≥+1 (2)
avec un minimum absolu de a = 1,5 mm.
6 © ISO 2014 – Tous droits réservés

L’indice d’éclatement doit être garanti par la Formule (3):
p /p ≥ 1,6
b h
(3)
NOTE Il est généralement admis que, pour les gaz comprimés, p = 1,5 fois la pression de service, pour les
h
bouteilles conçues et fabriquées selon la présente partie de l’ISO 9809.
7.3 Calcul des extrémités convexes (ogives et fonds)
7.3.1 L’épaisseur, b, au centre du fond convexe ne doit pas être inférieure à celle requise pour satisfaire
les critères suivants: si le rayon de raccordement interne, r, n’est pas inférieur à 0,075 D, on doit avoir:
— b ≥ 1,5 a pour 0,40 > H/D ≥ 0,20 et
— b ≥ a pour H/D ≥ 0,40.
Afin d’obtenir une distribution satisfaisante des contraintes dans la zone de raccordement de l’extrémité
à la partie cylindrique, toute augmentation de l’épaisseur du fond qui peut être requise doit être
progressive à partir du point de raccordement, en particulier au fond. Pour l’application de cette règle,
le point de raccordement entre la partie cylindrique et l’extrémité est défini par les lignes horizontales
indiquant la cote H à la Figure 1.
La forme b) ne doit pas être exclue de ces exigences.
7.3.2 La conception doit être vérifiée et s’avérer satisfaisante lors de l’application de l’essai de cyclage
de pression décrit en 9.2.2.
La Figure 1 montre des configurations types d’ogives et de fonds convexes. Les formes a), b), d) et e)
représentent des fonds; les formes c) et f) représentent des ogives.
r
a’
a’
a’
D/2 D/2 D/2
a) b) c)
a’ a’
a’
D/2 D/2 D/2
d) e) f)
Légende
1 partie cylindrique
Figure 1 — Extrémités convexes types
8 © ISO 2014 – Tous droits réservés
r
r
r
r
b
b
H 1
H
b
b
H 1 H
1 H
1 H
r
7.4 Calcul des fonds concaves
Lorsque les bouteilles sont à fond concave (voir Figure 2), il est recommandé d’utiliser les valeurs de
conception suivantes:
— a ≥ 2 a;
— a ≥ 2 a;
— h ≥ 0,12 D;
— r ≥ 0,075 D.
Le plan de conception doit au moins montrer les valeurs pour a , a , h et r.
1 2
Afin d’obtenir une distribution satisfaisante des contraintes, l’épaisseur de la paroi de la bouteille doit
être augmentée progressivement dans la zone de transition entre la partie cylindrique et le fond.
La conception doit être vérifiée et s’avérer satisfaisante lors de l’application de l’essai de cylage de
pression décrit en 9.2.2.
a
ha
Figure 2 — Fonds concaves
7.5 Conception du goulot
7.5.1 Le diamètre extérieur du goulot et l’épaisseur de sa paroi doivent être compatibles avec le couple
appliqué lors du montage du robinet sur la bouteille. Ce couple peut varier selon le diamètre, la forme du
filetage ainsi que le moyen d’étanchéité utilisé dans le montage du robinet.
NOTE Pour des conseils relatifs aux couples, se reporter à l’ISO 13341.
7.5.2 Lors de la détermination de l’épaisseur minimale, il convient de prendre en considération le fait
que l’épaisseur de paroi doit empêcher toute dilatation permanente du goulot au cours du montage initial
ou des montages ultérieurs du robinet sur la bouteille, sans pièce complémentaire. Le diamètre extérieur
et l’épaisseur du goulot de la bouteille ne doivent pas être endommagés (aucune déformation permanente
ou fissure) du fait de l’application du couple maximal requis pour fixer le robinet sur la bouteille (voir
l’ISO 13341) et des contraintes exercées lorsque la bouteille est soumise à sa pression d’épreuve. Dans
des cas spécifiques (par exemple bouteilles à paroi très mince) où ces contraintes ne peuvent pas être
supportées par le goulot lui-même, ce dernier peut être conçu pour être équipé d’un renfort, tel qu’une
collerette ou une bague frettée, à condition que le matériau et les dimensions du renfort soient clairement
spécifiés par le fabricant et que cette configuration fasse partie de la procédure d’approbation de type.
a’
D/2
7.6 Frettes de pied
Lorsque qu’une frette de pied est fournie, elle doit être suffisamment résistante et réalisée dans un
matériau compatible avec celui de la bouteille. Il convient que sa forme soit de préférence cylindrique
et qu’elle donne à la bouteille une stabilité suffisante. La frette de pied doit être fixée sur la bouteille
par une méthode autre que le soudage, le brasage dur ou le brasage tendre. Tous les interstices pouvant
constituer des retenues d’eau doivent être rendus étanches par une méthode autre que le soudage, le
brasage dur ou le brasage tendre.
7.7 Collerettes
Lorsqu’une collerette est prévue, elle doit être suffisamment résistante et réalisée dans un matériau
compatible avec celui de la bouteille et elle doit être fixée par une méthode autre que le soudage, le
brasage dur ou le brasage tendre.
La charge axiale à appliquer pour retirer la collerette doit être supérieure à 10 fois la masse de la bouteille
vide et au moins égale à 1 000 N, et le couple nécessaire pour faire tourner la collerette est supérieur à
100 Nm.
7.8 Plan de conception
Un plan indiquant toutes les cotes ainsi que les spécifications du matériau et les détails relatifs à la
conception des raccords permanents doit être réalisé. Les dimensions des raccords non liés à la sécurité
peuvent être convenues entre le client et le fabricant et n’ont de ce fait pas besoin d’être indiquées dans
le plan de conception.
8 Construction et exécution
8.1 Généralités
La bouteille doit être réalisée:
a) par forgeage ou matriçage à partir d’un lingot ou d’une billette massifs;
b) à partir d’un tube sans soudure;
c) par emboutissage d’une tôle; ou
d) par formage à froid ou cryoformage.
Le procédé de fermeture du fond ne doit comporter aucun apport de métal. Le colmatage des défauts de
fabrication des fonds n’est pas autorisé.
8.2 Épaisseur de la paroi
Pendant la production, l’épaisseur de chaque bouteille ou enveloppe semi-finie doit être vérifiée.
L’épaisseur de la paroi ne doit, en aucun point, être inférieure à l’épaisseur minimale spécifiée.
8.3 Défauts de surface
Les surfaces internes et externes de la bouteille finie doivent être examinées visuellement afin de
déterminer qu’elles sont exemptes de défauts susceptibles de nuire à la sécurité de la bouteille en service.
NOTE Voir l’Annexe A pour des exemples de défauts et leur évaluation.
10 © ISO 2014 – Tous droits réservés

8.4 Examen aux ultrasons
8.4.1 Après le traitement thermique final de la bouteille et le formage à froid et après obtention de
l’épaisseur finale de la paroi cylindrique, chaque bouteille doit être examinée aux ultrasons pour
rechercher les défauts internes, externes et sous-jacents, conformément à l’Annexe B.
L’examen aux ultrasons n’est pas nécessaire pour les petites bouteilles ayant une longueur cylindrique
inférieure à 200 mm ou pour lesquelles le produit p × V < 600 (pour R ≥ 650 MPa) ou p × V < 1 200
h ma h
(pour R < 650 MPa).
ma
8.4.2 Quelle que soit la taille de la bouteille, outre l’examen aux ultrasons spécifié en 8.4.11, la surface
cylindrique devant être fermée (pour créer l’ogive et, dans le cas de bouteilles fabriquées à partir de tube,
également le fond) doit subir un examen aux ultrasons avant le procédé de formage afin de détecter tout
défaut qui, après la fermeture, pourrait être situé dans les extrémités de la bouteille.
8.5 Ovalisation
L’ovalisation de l’enveloppe cylindrique, c’est-à-dire la différence entre les diamètres extérieurs maximal
et minimal d’une même section, ne doit pas être supérieure à 2 % de la valeur moyenne de ces diamètres.
Pour l’étirement à froid et les bouteilles cryoformées, de plus hautes valeurs sont acceptables à condition
qu’elles soient validées par un essai de cyclage de pression, et le maximum doit être spécifié sur le plan
de conception approuvé.
8.6 Diamètre moyen
Le diamètre extérieur moyen de la partie cylindrique à l’extérieur des zones de transition d’une section
transversale ne doit pas s’écarter de plus de ± 1 % de la valeur de conception nominale.
Pour l’étirement à froid et les bouteilles cryoformées, de plus hautes valeurs sont acceptables à condition
qu’elles soient validées par un essai de cyclage de pression, et le maximum doit être spécifié sur le plan
de conception approuvé.
8.7 Rectitude
L’écart maximal de la partie cylindrique du corps par rapport à une ligne droite, ne doit pas
dépasser 3 mm/m (voir Figure 3).
Pour l’étirement à froid et les bouteilles cryoformées, de plus hautes valeurs peuvent être utilisées si
elles sont acceptables pour l’usage prévu et garantissent la sécurité.
8.8 Verticalité et stabilité
Pour une bouteille conçue pour reposer sur son fond, l’écart par rapport à la verticale ne doit pas
dépasser 10 mm/m (voir Figure 3), et il est recommandé que le diamètre extérieur de la surface en
contact avec le sol soit supérieur à 75 % du diamètre extérieur nominal.
Pour l’étirement à froid et les bouteilles cryoformées, de plus hautes valeurs pour l’écart par rapport à
la verticale peuvent être utilisées si elles sont acceptables pour l’usage prévu et garantissent la sécurité.
Légende
1 maximum 0,01 × l (voir 8.8)
2 maximum 0,003 × l (voir 8.7)
Figure 3 — Illustration de l’écart de la partie cylindrique de l’enveloppe par rapport à une ligne
droite et à la verticale
8.9 Filetage du goulot
Le filetage interne du goulot doit être conforme à une norme reconnue convenue entre les parties afin
de pouvoir utiliser un robinet correspondant et, de ce fait, réduire au minimum les contraintes exercées
au niveau du goulot résultant de l’opération de serrage du robinet. Les filetages internes du goulot
doivent être vérifiés au moyen des calibres correspondant au filetage convenu du goulot ou par une
autre méthode convenue entre les parties.
NOTE Par exemple, lorsque le filetage du goulot doit être conforme à l’ISO 11116-1, les calibres correspondants
sont spécifiés dans l’ISO 11116-2.
Les filetages du goulot doivent être usinés très précisément, de forme complète et exempts de tout profil
vif, par exemple des bavures.
9 Procédure d’approbation de type
9.1 Exigences générales
Une spécification technique de chaque nouveau type de bouteille, ou de la famille de bouteilles comme
indiqué en f) ci-dessous, comprenant le plan et les calculs de conception, les caractéristiques de l’acier,
le procédé de fabrication et le traitement thermique, doit être fournie par le fabricant au contrôleur. Les
essais d’approbation de type détaillés en 9.2 doivent être réalisés sous la responsabilité du contrôleur
sur chaque nouveau type de bouteille.
Une bouteille doit être considérée comme étant d’un nouveau type, par rapport à une conception
existante approuvée, quand au moins un des alinéas suivants s’applique:
a) elle est fabriquée dans une usine différente;
12 © ISO 2014 – Tous droits réservés
l
l
b) elle est fabriquée selon un procédé différent (voir 8.1). Ceci comprend les modifications majeures
du procédé de fabrication réalisées au cours de la production, par exemple forgeage en repoussage,
modification du type de traitement thermique, etc.;
c) elle est fabriquée à partir d’un acier dont les limites de composition chimique spécifiées sont
différentes de celles utilisées dans l’approbation de type initiale;
d) elle reçoit un traitement thermique différent en dehors des limites spécifiées en 6.3 et 6.4;
e) le fond ou le profil du fond a été modifié, par exemple fond concave, convexe ou hémisphérique ou
également s’il y a modification du rapport épaisseur du fond/diamètre de la bouteille;
f) la longueur totale de la bouteille a été augmentée de plus de 50 % (les bouteilles ayant un rapport
longueur/diamètre inférieur à 3 ne doivent pas être utilisées comme des bouteilles de référence
pour tout nouveau type ayant un rapport supérieur à 3);
g) le diamètre nominal extérieur a été modifié;
h) l’épaisseur minimale garantie a été modifiée;
i) la pression d’épreuve hydraulique (p ) a été augmentée (lorsqu’une bouteille doit être utilisée avec
h
une pression de service inférieure à celle pour laquelle l’approbation de conception a été donnée,
elle ne
...