ISO 16889:2022
(Main)Hydraulic fluid power — Filters — Multi-pass method for evaluating filtration performance of a filter element
Hydraulic fluid power — Filters — Multi-pass method for evaluating filtration performance of a filter element
This document describes the following: — a multi-pass filtration performance test with continuous contaminant injection for hydraulic fluid power filter elements; NOTE 1 For the background interlaboratory study used to verify the test methodology, see Annex D. — a procedure for determining the contaminant capacity, particulate removal and differential pressure characteristics; — a test currently applicable to hydraulic fluid power filter elements that exhibit an average filtration ratio greater than or equal to 75 for particle sizes ≥ 25 µm(c), and a final reservoir gravimetric level of less than 200 mg/L; NOTE 2 It is necessary to determine by validation the range of flow rates and the lower particle size limit that can be used in test facilities. — a test using ISO medium test dust (ISO MTD) contaminant and a test fluid in accordance with Annex A. This document is intended to provide a test procedure that yields reproducible test data for appraising the filtration performance of a hydraulic fluid power filter element without influence of electrostatic charge. This document applies to three test conditions: — test condition 1, with a base upstream gravimetric level of 3 mg/L; — test condition 2, with a base upstream gravimetric level of 10 mg/L; — test condition 3, with a base upstream gravimetric level of 15 mg/L.
Transmissions hydrauliques — Filtres — Évaluation des performances par la méthode de filtration en circuit fermé
Le présent document décrit: — un essai évaluant les performances de filtration en circuit fermé d’éléments filtrants de transmission hydraulique avec injection continue d’un polluant; NOTE 1 Pour l’étude interlaboratoires de base permettant de vérifier la méthode d’essai, voir l’Annexe D. — un mode opératoire pour déterminer leur capacité de rétention, leur efficacité de filtration des particules et leur perte de charge; — un essai applicable à l’heure actuelle aux éléments filtrants de transmission hydraulique ayant un rapport de filtration moyen supérieur ou égal à 75 pour les particules de taille inférieure ou égale à 25 µm(c) et une concentration finale dans le réservoir inférieur à 200 mg/L; NOTE 2 Il est nécessaire de déterminer par validation la plage de débits et la limite inférieure des tailles de particules pouvant être utilisées avec les installations d’essai. — un essai utilisant le contaminant ISO Medium Test Dust (ISO MTD, une poudre d’essai moyenne) et un fluide d’essai conformément à l’Annexe A. Le présent document est destiné à fournir un mode opératoire générant des données d’essai reproductibles pour l’évaluation des performances de filtration d’un élément filtrant de transmission hydraulique sans l’influence de charges électrostatiques. Le présent document s’applique à trois conditions d’essai: — condition d’essai 1, essais réalisés avec une concentration théorique amont de 3 mg/L; — condition d’essai 2, essais réalisés avec une concentration théorique amont de 10 mg/L; — condition d’essai 3, essais réalisés avec une concentration théorique amont de 15 mg/L.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16889
Third edition
2022-01
Hydraulic fluid power — Filters —
Multi-pass method for evaluating
filtration performance of a filter
element
Transmissions hydrauliques — Filtres — Évaluation des
performances par la méthode de filtration en circuit fermé
Reference number
© ISO 2022
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Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
3.1 General terms . 2
3.2 Terms related to differential pressure . 2
4 Symbols . 4
5 General procedures . 5
6 Test equipment .5
7 Measuring instrument accuracy and test condition variations . 6
8 Filter performance test circuit validation procedures . 7
8.1 Filter test system validation . 7
8.2 Validation of contaminant injection system . 8
9 Summary of information required prior to testing . 9
10 Preliminary preparation . 9
10.1 Test filter assembly . 9
10.2 Contaminant injection system . . 10
10.3 Filter test system . 11
11 Filter performance test .12
12 Calculations .13
13 Data presentation .15
14 Identification statement .17
Annex A (normative) Base test-fluid properties .20
Annex B (informative) Test system design guide .22
Annex C (informative) Examples of report calculations and graphs .28
Annex D (informative) Summary of data from the interlaboratory test programme
conducted to verify the procedure in this document .37
Bibliography .43
iii
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 of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 131, Fluid power systems, Subcommittee
SC 6, Contamination control.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 16889:2008), which has been technically
revised. It also incorporates the Amendment ISO 16889:2008/Amd 1:2018.
The main changes are as follows:
— deletion of Table 4 (previous references to Table 4 replaced by references to ISO 11943:2021,
Table C.2);
— harmonization of conductivity levels with ISO 23369.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
iv
Introduction
In hydraulic fluid power systems, one of the functions of the hydraulic fluid is to separate and lubricate
the moving parts of the components. The presence of solid particulate contamination produces wear,
resulting in loss of efficiency, reduced component life and subsequent unreliability.
A hydraulic filter is provided to control the number of particles circulating within the system to a level
that is commensurate with the degree of sensitivity of the components to the contaminant and the level
of reliability required by the users.
To enable the comparison of the relative performance of filters so that the most appropriate filter can
be selected, it is necessary that test procedures be available. The performance characteristics of a filter
are a function of the element (its medium and geometry) and the housing (its general configuration and
seal design).
In practice, a filter is subjected to a continuous flow of contaminant entrained in the hydraulic fluid
until some specified terminal differential pressure (relief-valve cracking pressure or differential-
pressure indicator setting) is reached.
Both the length of operating time (prior to reaching terminal pressure) and the contaminant level at
any point in the system are functions of the rate of contaminant addition (ingression plus generation
rates) and the performance characteristics of the filter.
Therefore, it is necessary that a realistic laboratory test to establish the relative performance of a
filter provide the test filter with a continuous supply of ingressed contaminant and allow the periodic
monitoring of the filtration performance characteristics of the filter.
It is also necessary that the test provide an acceptable level of repeatability and reproducibility, and
that a standard test contaminant, the ISO medium test dust (ISO MTD) in accordance with ISO 12103-1,
be featured. This product has been shown to have a consistent particle-size distribution and is available
worldwide. The filtration performance of the filter is determined by measurement of the upstream and
downstream particle-size distributions using automatic particle counters validated according to ISO
International Standards.
This test is intended to differentiate filter elements according to their functional performance but is not
intended to represent performance under actual field operating conditions. Test conditions are steady-
state, and the dynamic characteristics of industrial hydraulic systems are not represented. Other test
protocols exist or are under development to evaluate performance with cyclic flow, high viscosity, flow
fatigue, etc.
ISO 23369 (multi-pass testing method for evaluating the performance of hydraulic fluid power filter
elements under cyclic-flow conditions) has been developed to supplement the steady-state testing of
ISO 16889.
v
INTERNATIONAL STANDARD ISO 16889:2022(E)
Hydraulic fluid power — Filters — Multi-pass method for
evaluating filtration performance of a filter element
1 Scope
This document describes the following:
— a multi-pass filtration performance test with continuous contaminant injection for hydraulic fluid
power filter elements;
NOTE 1 For the background interlaboratory study used to verify the test methodology, see Annex D.
— a procedure for determining the contaminant capacity, particulate removal and differential pressure
characteristics;
— a test currently applicable to hydraulic fluid power filter elements that exhibit an average filtration
ratio greater than or equal to 75 for particle sizes ≥ 25 µm(c), and a final reservoir gravimetric level
of less than 200 mg/L;
NOTE 2 It is necessary to determine by validation the range of flow rates and the lower particle size limit that
can be used in test facilities.
— a test using ISO medium test dust (ISO MTD) contaminant and a test fluid in accordance with
Annex A.
This document is intended to provide a test procedure that yields reproducible test data for appraising
the filtration performance of a hydraulic fluid power filter element without influence of electrostatic
charge.
This document applies to three test conditions:
— test condition 1, with a base upstream gravimetric level of 3 mg/L;
— test condition 2, with a base upstream gravimetric level of 10 mg/L;
— test condition 3, with a base upstream gravimetric level of 15 mg/L.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 1219-1, Fluid power systems and components — Graphical symbols and circuit diagrams — Part 1:
Graphical symbols for conventional use and data-processing applications
ISO 2942, Hydraulic fluid power — Filter elements — Verification of fabrication integrity and determination
of the first bubble point
ISO 3722, Hydraulic fluid power — Fluid sample containers — Qualifying and controlling cleaning methods
ISO 3968, Hydraulic fluid power — Filters — Evaluation of differential pressure versus flow
ISO 4021, Hydraulic fluid power — Particulate contamination analysis — Extraction of fluid samples from
lines of an operating system
ISO 4405, Hydraulic fluid power — Fluid contamination — Determination of particulate contamination by
the gravimetric method
ISO 5598, Fluid power systems and components — Vocabulary
ISO 11171, Hydraulic fluid power — Calibration of automatic particle counters for liquids
ISO 11943:2021, Hydraulic fluid power — Online automatic particle-counting systems for liquids —
Methods of calibration and validation
ISO 12103-1:2016, Road vehicles — Test contaminants for filter evaluation — Part 1: Arizona test dust
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 5598 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1 General terms
3.1.1
contaminant mass injected
mass of specific particulate contaminant injected into the test circuit to obtain the terminal differential
pressure
3.1.2
rest conductivity
electrical conductivity at the initial instant of current measurement after a d.c. voltage is impressed
between electrodes
Note 1 to entry: It is the reciprocal of the resistance of uncharged fluid in the absence of ionic depletion or
polarization.
3.1.3
retained capacity
mass of the specific particulate contaminant effectively retained by the filter element when the terminal
element differential pressure is reached
3.2 Terms related to differential pressure
3.2.1
differential pressure
difference between the tested component inlet and outlet pressure as measured under the specified
conditions
Note 1 to entry: See Figure 1 for a graphical depiction of differential pressure terms.
3.2.2
clean assembly differential pressure
difference between the tested component inlet and outlet pressures as measured with a clean filter
housing containing a clean filter element
3.2.3
clean element differential pressure
differential pressure of the clean element calculated as the difference between the clean assembly
differential pressure and the housing differential pressure
3.2.4
final assembly differential pressure
assembly differential pressure at the end of a test, equal to the sum of the housing plus the terminal
element differential pressures
3.2.5
housing differential pressure
differential pressure of the filter housing without an element
3.2.6
terminal element differential pressure
maximum differential pressure across the filter element as designated by the manufacturer to limit
useful performance
Key
X test time or mass injected 3 clean element differential pressure
Y differential pressure 4 housing differential pressure
1 final assembly (end of test) differential pressure 5 clean assembly differential pressure
2 terminal element differential pressure
Figure 1 — Differential pressure conventions for multi-pass test
4 Symbols
4.1 The graphical symbols used in this document are in accordance with ISO 1219-1.
4.2 The letter symbols used in this document are shown in Table 1.
Table 1 — Letter symbols
Symbol Unit Description or explanation
A particles per millilitre overall average downstream count of particles larger than size x
d,x
A
particles per millilitre overall average upstream count of particles larger than size x
u,x
c milligrams per litre average base upstream gravimetric level
b
c ′ milligrams per litre desired base upstream gravimetric level
b
c milligrams per litre average injection gravimetric level
i
c ′ milligrams per litre desired injection gravimetric level
i
test reservoir gravimetric level at 80 % assembly differential pres-
c milligrams per litre
sure
k — number of the reporting interval corresponding to the time intervals
m grams mass of contaminant needed for injection
m grams estimated filter element contaminant capacity (mass injected)
e
m grams contaminant mass injected
i
m grams contaminant mass injected at element differential pressure
p
m grams retained capacity
R
n — number of counts in specific time period
N particles per millilitre number of downstream particles larger than size x at count j
d,x,j
average downstream count of particles larger than size x at time
N particles per millilitre
d,xt,
interval t
N particles per millilitre number of upstream particles larger than size x at count j
u,x,j
average upstream count of particles larger than size x at time interval
N particles per millilitre
u,xt,
t
b
p pascals or kilopascals (bar) pressure
b
Δp pascals or kilopascals (bar) differential pressure
b
Δp pascals or kilopascals (bar) final differential pressure
f
q litres per minute test flow rate
q litres per minute discarded downstream sample flow rate
d
q litres per minute average injection flow rate
i
q ′ litres per minute desired injection flow rate
i
q litres per minute discarded upstream sample flow rate
u
t minute test time
t minute final test time
f
t minute predicted test time
pr
t minute test time at element differential pressure
p
V litres final measured injection system volume
if
V litres initial measured injection system volume
ii
a
The subscript (c) signifies that the filtration ratio, β , and the average filtration ratio, β are determined in
x(c) x(c)
accordance with the method in this document using automatic particle counters calibrated in accordance with ISO 11171.
b 5 2
1 bar = 0,1 MPa = 10 Pa; 1 MPa = 1 N/mm .
Table 1 (continued)
Symbol Unit Description or explanation
V litres minimum required operating injection system volume
min
V litres final measured filter test system volume
tf
V litres minimum validated injection system volume
v
x micrometres interpolated particle size
int
x , x micrometres particle sizes
1 2
a
β — filtration ratio at particle size x (ISO 11171 calibration)
x(c)
β — filtration ratio at particle size x and time interval t
x,t
a
β — average filtration ratio at particle size x (ISO 11171 calibration)
x(c)
a
The subscript (c) signifies that the filtration ratio, β , and the average filtration ratio, β are determined in
x(c)
x(c)
accordance with the method in this document using automatic particle counters calibrated in accordance with ISO 11171.
b 5 2
1 bar = 0,1 MPa = 10 Pa; 1 MPa = 1 N/mm .
5 General procedures
5.1 Set up and maintain apparatus in accordance with Clauses 6 and 7.
5.2 Validate equipment in accordance with Clause 8.
5.3 Run all tests in accordance with Clauses 9, 10 and 11.
5.4 Analyse test data in accordance with Clause 12.
5.5 Present data from Clauses 10, 11 and 12 in accordance with the requirements of Clause 13.
6 Test equipment
6.1 Suitable timer.
6.2 Automatic particle counter(s) (APCs), calibrated in accordance with ISO 11171.
6.3 ISO medium test dust (ISO MTD, ISO 12103-1 — A3), in accordance with ISO 12103-1, dried
at 110 °C to 150 °C for not less than 1 h for quantities less than 200 g.
For quantities greater than 200 g, dry for at least 30 min per additional 100 g. For use in the test system,
mix the test dust into the test fluid, mechanically agitate, then disperse ultrasonically with a power
2 2
density of 3 000 W/m to 10 000 W/m .
Ensure that the ISO MTD used conforms to all the requirements of ISO 12103-1 — A3, especially the
volume particle size distribution shown in ISO 12103-1:2016, Table 2.
NOTE This dust is commercially available. For availability of ISO MTD, contact the ISO secretariat service or
national members of ISO.
6.4 On-line counting system, and dilution system if necessary, validated in accordance with
ISO 11943.
6.5 Sample bottles, containing less than 20 particles larger than 6 µm(c) per millilitre of bottle
volume, qualified in accordance with ISO 3722, to collect samples for gravimetric analyses.
6.6 Petroleum-based test fluid, in accordance with Annex A.
NOTE 1 The use of this carefully controlled hydraulic fluid assures greater reproducibility of results and is
based upon current practices, other accepted filter standards and its worldwide availability.
NOTE 2 The use of an anti-static agent can affect the test results.
6.7 Filter performance test circuit, composed of a filter test system and a contaminant injection
system.
6.7.1 Filter test system, consisting of the following:
a) a reservoir, a pump, fluid-conditioning apparatus and instrumentation that are capable of
accommodating the range of flow rates, pressures and volumes required by the procedure and
capable of meeting the validation requirements of Clause 8;
b) a clean-up filter capable of providing an initial system contamination level as specified in Table 3;
c) a configuration that is insensitive to the intended operative contaminant level;
d) a configuration that does not alter the test contaminant distribution over the anticipated test
duration;
e) pressure taps in accordance with ISO 3968;
f) fluid sampling sections upstream and downstream of the test filter in accordance with ISO 4021.
NOTE For typical configurations that have proved satisfactory, refer to Annex B.
6.7.2 Contaminant injection system, consisting of the following:
a) a reservoir, a pump, fluid-conditioning apparatus and instrumentation that are capable of
accommodating the range of flow rates, pressures and volumes required by the procedure and
capable of meeting the validation requirements of Clause 8;
b) a configuration that is insensitive to the intended operative contaminant level;
c) a configuration that does not alter the test contaminant distribution over the anticipated test
duration;
d) a fluid sampling section in accordance with ISO 4021.
NOTE For typical configurations that have proved satisfactory, refer to Annex B.
6.8 Membrane filters and associated laboratory equipment, suitable for conducting the
gravimetric method in accordance with ISO 4405.
7 Measuring instrument accuracy and test condition variations
7.1 Use and maintain measuring instrument accuracy and test condition variations within the limits
given in Table 2.
Table 2 — Measuring instrument accuracy and test condition variation
Instrument reading Allowed test condition
Test parameter SI unit
accuracy variation
Conductivity pS/m ±10 % 1 500 ± 500
d
Differential pressure Pa or kPa (bar) ±5 % —
Base upstream gravimetric level mg/L — ±10 %
Injection flow rate mL/min ±2 % ±5 %
Test flow rate L/min ±2 % ±5 %
Automatic particle counter
a
L/min ±1,5 % ±3 %
(APC) sensor flow rate
2 b 2
Kinematic viscosity mm /s ±2 % ±1 mm /s
Mass g ±0,1 mg —
c
Temperature °C ±1 °C ±2 °C
Time s ±1 s —
Injection system volume L ±2 % —
Filter test system volume L ±2 % ±5 %
a
Sensor flow rate variation is included in the overall 10 % allowed between sensors.
b 2
1 mm /s = 1 cSt (centistoke).
c
Or as required to guarantee the viscosity tolerance.
d 5 2
1 bar = 0,1 MPa = 10 Pa; 1 MPa = 1 N/mm .
7.2 Maintain specific test parameters within the limits in Table 3 depending on the test condition
being used.
Table 3 — Test condition values
Parameter Condition 1 Condition 2 Condition 3
Less than 1 % of the minimum level specified in
Initial contamination level for filter test system ISO 11943:2021, Table C.2, measured at the smallest particle
size being counted.
Initial contamination level for injection system Less than 1 % of the injection gravimetric level.
a
Base upstream gravimetric level, mg/L 3 ± 0,3 10 ± 1,0 15 ± 1,5
Minimum of five sizes, including 30 µm(c), selected to
cover the presumed filter performance range from β = 2 to
b
Recommended particle sizes for counting
β = 1 000. Typical sizes are 4 µm(c), 5 µm(c), 6 µm(c), 7 µm(c),
8 µm(c), 10 µm(c), 12 µm(c), 14 µm(c), 20 µm(c) and 25 µm(c).
Sampling and counting method On-line automatic particle counting.
a
When comparing test results between two filters, the base upstream gravimetric levels are expected to be the same.
b
When a fine filter element is being tested, it might not be possible to count those particle sizes for which filtration
ratios are low (for example, β = 2 or β = 10), and when a coarser filter element is being tested, it might not be possible to
count or determine those particle sizes for which filtration ratios are high (for example, β = 200 or β = 1 000), because this
can require measurements that are beyond the limits of the APC or the test conditions specified in this document.
8 Filter performance test circuit validation procedures
8.1 Filter test system validation
8.1.1 Validate the filter test system at the minimum flow rate at which it is operated. Install a conduit
in place of filter housing during validation.
8.1.2 Adjust the total fluid volume of the filter test system (exclusive of the clean-up filter circuit),
such that it is numerically within the range of 25 % to 50 % of the minimum volume flow rate, expressed
in litres per minute, with a minimum of 5 L.
It is recommended that the system be validated with a fluid volume numerically equal to 50 % of the
minimum test volume flow rate for flow rates less than or equal to 60 L/min, or 25 % of the minimum
test volume flow rate for flow rates greater than 60 L/min.
NOTE This is the ratio of volume to flow rate required by the filter test procedure (see 10.3.4).
8.1.3 Contaminate the system fluid to the base upstream gravimetric level for each test condition (1,
2 or 3) selected as shown in Table 3 using the ISO 12103-1 — A3 test dust.
8.1.4 Verify that the flow rate through each particle-counting sensor is equal to the value used for the
particle-counter calibration within the limits of Table 2.
8.1.5 Circulate the fluid in the test system for 60 min, conducting continuous on-line automatic
particle counts from the upstream sampling section for a period of 60 min. The sample flow from this
section shall not be interrupted for the duration of the validation.
8.1.6 Record the cumulative on-line particle counts at equal time intervals not exceeding 1 min for
the duration of the 60 min test at the particle sizes selected from those given in Table 3, including the
30 µm(c) particle size.
8.1.7 Accept the validation test only if:
a) the particle count obtained for a given size at each sample interval does not deviate more than
±15 % from the average particle count from all sample intervals for that size, and
b) the average of all cumulative particle counts per millilitre is within the range of acceptable counts
in accordance with ISO 11943:2021, Table C.2.
8.1.8 Validate the on-line particle counting system, and dilution systems if used, in accordance with
ISO 11943.
8.2 Validation of contaminant injection system
8.2.1 Validate the contaminant injection system at the maximum gravimetric level, maximum
injection system volume, minimum injection flow rate, and for the length of time required to deplete
the complete usable volume.
8.2.2 Prepare the contaminant injection system to contain the required amount of test contaminant
and required fluid volume consistent with the configuration of that system.
NOTE All ancillary procedures used in the preparation of the contaminant injection system become part of
the validation procedure. Alteration of these procedures requires revalidation of the system.
8.2.3 Add dust to the contaminant injection system and circulate for a minimum of 15 min.
8.2.4 Initiate injection flow from the contaminant injection system, collecting this flow externally to
the system. Obtain an initial sample at this point and measure the injection flow rate.
8.2.5 Maintain the injection flow rate within ±5 % of the desired injection flow rate.
8.2.6 Obtain samples of the injection flow and measure the injection flow rate at 30 min, 60 min,
90 min and 120 min or at a minimum of four equivalent intervals depending on the system’s depletion
rate.
8.2.7 Analyse the gravimetric level of each sample obtained in 8.2.6 in accordance with ISO 4405.
8.2.8 Measure the volume of fluid remaining in the injection system at the end of the validation test.
This is the minimum validation volume, V .
v
8.2.9 Accept the validation only if:
a) the gravimetric level of each sample obtained in 8.2.6 is within ±10 % of the gravimetric level
determined in 8.2.1 and the variation between the samples does not exceed ±5 % of the mean,
b) the injection flow rate at each sample point is within ±5 % of the selected validation flow rate (see
8.2.1) and the variation between sample flow rates does not exceed ±5 % of the average, and
c) the volume of fluid remaining in the injection system, V (see 8.2.8), plus the quantity (average
v
injection flow rate [8.2.9 b)] times the total injection time) is within ±10 % of the initial volume (see
8.2.2).
9 Summary of information required prior to testing
Prior to applying the requirements of this document to a particular hydraulic filter element, establish
the following:
a) fabrication integrity test pressure (see ISO 2942),
b) filter element test flow rate,
c) terminal element differential pressure,
d) presumed particle size values for specific filtration ratios, and
e) presumed value, m , of the filter element retained capacity (mass injected).
e
10 Preliminary preparation
10.1 Test filter assembly
10.1.1 Ensure that test fluid cannot bypass the filter element under evaluation.
10.1.2 Subject the test filter element to a fabrication integrity test in accordance with ISO 2942.
NOTE The test fluid specified in 6.6 can be used for conducting the fabrication integrity test.
If the filter element is not readily accessible, as in the case of a spin-on configuration, the fabrication
integrity test can be conducted following the multi-pass test, with the element removed. However, it
should be appreciated that a low and, perhaps unacceptable, first bubble point value determined in such
a case does not mean that such a value would have been obtained if the fabrication integrity test had
been conducted before the multi-pass test.
Disqualify the filter element from further testing if it fails to meet the designated test pressure.
Allow the fluid to evaporate from the test filter element before installing it in the test filter housing,
where applicable.
10.2 Contaminant injection system
10.2.1 Select a desired base upstream gravimetric level, c ′, from Table 3 such that the predicted test
b
time, t , calculated in accordance with Formula (1), is preferably in the range of 1 h to 3 h:
pr
1000×m
e
t = (1)
pr
cq′ ×
b
A second filter element may be tested for capacity analysis if the value of the estimated capacity of the
test element is not supplied by the filter manufacturer.
NOTE Predicted test times shorter than 1 h or longer than 3 h are acceptable as long as the selected test
condition 1, 2 or 3 is maintained.
10.2.2 Calculate the minimum required operating injection system volume, V , that is compatible
min
with the predicted test time, t , and a desired value for the injection flow rate, using Formula (2):
pr
′
Vt=×()12, ×qV+ (2)
mini v
The volume calculated in Formula (2) assures a sufficient quantity of contaminated fluid to load the test
filter element plus 20 % for adequate circulation throughout the test. Larger injection system volumes
may be used.
′
A value for the injection flow rate, q , of 0,25 L/min is commonly used and ensures that the downstream
i
sample flow expelled from the filter test system does not significantly influence the test results. Lower
or higher injection flow rates may be used provided that the base upstream gravimetric level is
maintained. The injection flow rate should equal or exceed the value used in 8.2.5.
′
10.2.3 Calculate the desired gravimetric level, c , of the injection system using Formula (3):
i
′
cq×
b
′
c = (3)
i
′
q
i
10.2.4 Adjust the total initial volume, V , of the contaminant injection system (measured at the test
ii
temperature) to the value calculated in 10.2.2 and record this value on the report sheet given in
Figure 2.
10.2.5 Calculate the quantity of contaminant, m, needed for the contaminant injection system using
Formula (4):
cV′×
iii
m= (4)
10.2.6 Prior to adding the ISO 12103-1 — A3 test dust to the contaminant injection system, verify that
the background fluid contamination is less than that specified in Table 3.
10.2.7 Prepare the contaminant injection system to contain the quantity of fluid, V , and ISO 12103-1
ii
—A3 test dust, m (see 10.2.5), using the same procedure that is used for the contamination injection
system validation (see 8.2).
10.2.8 Adjust the injection flow rate at stabilized test temperature to within ±5 % of the value
calculated in 10.2.2 and maintain throughout the test. Record this value on the report sheet given in
Figure 2. Return the injection system sampling flow directly to the injection reservoir during set-up.
10.3 Filter test system
10.3.1 Install the filter housing (without test element) in the filter test system and thoroughly bleed of
air.
10.3.2 It is recommended that the rest conductivity of the test fluid should be checked and maintained
in the range of 1 500 pS/m ± 500 pS/m (see ASTM D-4308). This can be accomplished by the addition of
an anti-static agent. The addition of an anti-static agent can affect the test results. Use of an anti-static
agent that has a date code older than 18 months is not recommended
10.3.3 Circulate the fluid in the filter test system at the rated flow and at a test temperature such that
the fluid viscosity is maintained at 15 mm /s; record the temperature and determine the differential
pressure of the empty filter housing in accordance with ISO 3968.
10.3.4 Adjust the total fluid volume of the filter test system (exclusive of the clean-up filter circuit)
such that its value in litres is numerically between of 25 % to 50 % of the designated test volume flow
rate through the filter, expressed in litres per minute, with a minimum value of 5 L.
If the designated test volume flow rate is less than or equal to 60 L/min, it is recommended that the filter
test system fluid volume be numerically equal to 50 % of the test volume flow rate. If the designated test
volume flow rate is greater than 60 L/min, it is recommended that the filter test system fluid volume be
numerically equal to 25 % of the test volume flow rate.
NOTE Repeatable results require that the system volume be maintained constant. The specified range of
ratios between the test system fluid volume and the test volume flow rate from 1:4 to 1:2 minimizes the physical
size of the system reservoir, as well as the quantity of test fluid required, while maximizing the mixing conditions
in the reservoir.
10.3.5 Establish a fluid background contamination level less than that specified in Table 3.
10.3.6 Effectuate on-line automatic particle counting in accordance with the following procedure.
a) Adjust the upstream and downstream sampling flow rates to an initial upstream value compatible
with the sampling procedure used and adjust the downstream flow rate to within ±5 % of the
injection flow rate, maintaining uninterrupted flow from both sampling points during the entire
test.
b) Adjust the upstream and downstream dilution flow rates, if required for automatic particle
counting, so that at the end of testing, the flow rates and concentrations at the particle counters are
compatible with the instrument requirements.
The upstream and downstream sensor flow rates should be set and maintained at the values and
within the limits specified in 8.1.4 and Table 2.
c) Return the undiluted and unfiltered sampling flow upstream of the test filter directly to the test
reservoir.
If the upstream sample is diluted or filtered for on-line automatic particle counting, the diluted or
filtered fluid should be collected outside of the filter test system.
If the upstream sample flow is diluted or filtered, the downstream sample flow rate to be discarded
should be reduced by a value equal to the upstream sample flow that is collected outside the
system. This is to assist in maintaining a constant system volume that should be kept within ±5 %
of the initial system volume.
10.3.7 Adjust the particle counter thresholds corresponding to the particle sizes selected from Table 3.
11 Filter performance test
11.1 Install the test filter element into its housing and subject the assembly to the specified test
conditions (test flow rate and test temperature established in 10.3.3 to maintain viscosity at
2 2
15 mm /s ± 1,0 mm /s) and reaffirm the fluid level.
11.2 Measure and record the clean assembly differential pressure. Calculate and record the clean
element differential pressure by subtracting the housing differential pressure measured in 10.3.3 from
the clean assembly differential pressure.
11.3 Calculate the final assembly differential pressure by adding the terminal element differential
pressure to the housing differential pressure.
11.4 Measure and record the initial system contamination level using on-line particle counting
upstream of the test filter element.
11.5 Bypass the system clean-up filter if the upstream contamination level is less than that specified
in Table 3.
11.6 Obtain a sample from the contaminant injection system. Label it “Initial injection gravimetric
sample”.
11.7 Measure and verify the injection flow rate. The injection flow rate shall be continuously measured
to ensure that the flow rate is maintained within the specified tolerances.
11.8 Initiate the filter test by:
a) allowing the injection flow to enter the filter test system reservoir,
b) starting the timer, and
c) diverting the downstream sample flow from the test system to maintain a constant system volume
within a tolerance of ±5 % [see 10.3.6 a)].
11.9 Conduct and record the on-line particle counts on the upstream and downstream fluid at equal
time intervals not exceeding 1 min until the differential pressure across the filter assembly has
increased to the terminal value calculated in 11.3.
The upstream and downstream sensor flow rates should be equal to the values chosen in 10.3.6 b),
within the limits specified in Table 2.
Flow rates through sensors should be monitored and recorded throughout the test and maintained
within the limits specified in Table 2.
Care should be taken to use on-line dilution as required to avoid exceeding the coincidence limit of the
automatic particle counter, as determined in accordance with ISO 11171.
It is recommended that the flow rate and dilution ratio be controlled and recorded to calculate the
exact amount of test fluid that is passed through the sensor for each count.
It is recommended that a minimum counting volume of 10 mL be used to obtain statistically significant
particle counts.
11.10 Record the assembly differential pressure at the beginning of each particle count throughout the
test.
Continuous differential pressure measurements using a differential pressure transducer are
recommended for this purpose.
11.11 Extract a bottle sample for gravimetric analysis from upstream of the test filter when the
assembly differential pressure has reached 80 % of the terminal assembly differential pressure.
11.12 Conclude the test at the final assembly differential pressure by;
a) recording the final test time,
b) diverting the injection flow from the filter test system, and
c) stopping the flow to the test filter.
11.13 Measure and record the final volume in the filter test system as V .
tf
11.14 Measure and record the final injection system volume as V .
if
11.15 Obtain the fluid sample for determining the final injection gravimetric level from the contaminant
injection system.
11.16 Check that there is no visual evidence that filter element damage has occurred as a result of
performing this test.
NOTE Although the installation and test procedures are checked for qualification prior to testing, it is
advisable to check when interpreting the results that the test has been performed satisfactorily.
12 Calculations
12.1 Establish 10 reporting times, t, equal to 10 %, 20 %, 30 % . 100 % of the final test time [see
11.12 a)] and record these times on the report sheet shown in Figure 2.
12.2 Calculate the assembly differential pressure corresponding to each reporting time by conducting
a linear interpolation between the nearest measured differential pressures prior to and after that time.
For the 100 % time point, use the final assembly differential pressure.
12.3 Calculate and record on the report sheet given in Figure 2 the element differential pressures
corresponding to each of the reporting times by subtracting the housing differential pressure from
each respective assembly differential pressure.
12.4 For each particle count obtained during the test (see 11.9), calculate the cumulative particle
count per millilitre at each par
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 16889
Troisième édition
2022-01
Transmissions hydrauliques — Filtres
— Évaluation des performances par la
méthode de filtration en circuit fermé
Hydraulic fluid power — Filters — Multi-pass method for evaluating
filtration performance of a filter element
Numéro de référence
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
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Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 2
3.1 Termes généraux . 2
3.2 Termes relatifs à la pression différentielle . 2
4 Symboles . 4
5 Modes opératoires généraux .6
6 Équipement d’essai . 6
7 Exactitude des instruments de mesure et variations des conditions d’essai .8
8 Modes opératoires de validation du circuit de mesure des performances des filtres .9
8.1 Validation du circuit d’essai des filtres . 9
8.2 Validation du circuit d’injection des polluants . 9
9 Récapitulatif des informations requises avant la réalisation des essais .10
10 Préparation préliminaire . .10
10.1 Élément filtrant d’essai . 10
10.2 Circuit d’injection des polluants . 11
10.3 Circuit d’essai des filtres .12
11 Essais de performances du filtre .13
12 Calculs .14
13 Présentation des données .17
14 Déclaration d’identification .18
Annexe A (normative) Propriété de base des fluides d’essai .21
Annexe B (informative) Instructions pour la conception du banc d’essai .23
Annexe C (informative) Exemples de calculs et de graphiques du rapport .29
Annexe D (informative) Résumé des données d’un essai interlaboratoires mené pour
vérifier le mode opératoire du présent document .38
Bibliographie . 44
iii
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 attirée 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 dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 131, Transmissions hydrauliques et
pneumatiques, sous-comité SC 6, Contrôle de la contamination.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 16889:2008), qui a fait l’objet d’une
révision technique. Elle incorpore également l’Amendement ISO 16889:2008/Amd 1:2018.
Les principales modifications sont les suivantes:
— suppression du Tableau 4 (anciennes références au Tableau 4 remplacées par des références à
l’ISO11943:2021, Tableau C.2);
— harmonisation des niveaux de conductivité avec l’ISO 23369.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
iv
Introduction
Dans les circuits de transmission hydraulique, l’une des fonctions du fluide hydraulique est de séparer
et de lubrifier les parties mobiles des composants. La présence d’une contamination particulaire solide
génère une usure, ce qui entraîne une perte d’efficacité, une réduction de la durée de vie des composants
et, par conséquent, un manque de fiabilité.
Un filtre hydraulique est utilisé pour maintenir le nombre de particules circulant à l’intérieur du circuit
à un niveau adapté à la sensibilité des composants aux polluants et au niveau de fiabilité requis par les
utilisateurs.
Afin de comparer les performances relatives des filtres en vue de choisir le filtre le plus approprié, il
est nécessaire de disposer des modes opératoires d’essai. Les performances d’un filtre dépendent de
l’élément (son milieu filtrant et sa géométrie) et du corps (sa configuration générale et la conception de
son joint d’étanchéité).
Dans la pratique, un filtre est soumis à un écoulement continu de polluants entraînés dans le fluide
hydraulique jusqu’à ce qu’une certaine pression différentielle soit atteinte (pression d’ouverture du
clapet de décharge ou réglage de l’indicateur de pression différentielle).
La durée de fonctionnement (avant d’atteindre la pression finale) et la teneur en polluants en tout
point du circuit dépendent du taux d’ajout de polluants (taux d’entrée plus taux de production) et des
performances du filtre.
Par conséquent, il est nécessaire qu’un essai de laboratoire réaliste de détermination des performances
relatives du filtre en essai le soumette à un écoulement continu de polluants et permette un mesurage
périodique de ses performances.
Il est également nécessaire que l’essai possède un niveau acceptable de répétabilité et de reproductibilité
et qu’un polluant d’essai standard, la poudre d’essai moyenne ISO (ISO MTD) conformément à
l’ISO 12103-1, soit utilisé. Il est reconnu que cette poudre possède une distribution granulométrique
homogène et qu’elle est disponible dans le monde entier. Les performances d’un filtre sont déterminées
en mesurant la granulométrie des particules en amont et en aval du filtre en utilisant des compteurs de
particules automatiques validés selon les normes ISO.
Cet essai est destiné à différencier les éléments filtrants selon leurs performances fonctionnelles, mais
n’est pas destiné à représenter leurs performances dans les conditions de fonctionnement réelles de
terrain. Les conditions d’essai correspondent à un régime d’écoulement continu et les caractéristiques
dynamiques des circuits hydrauliques industriels ne sont pas représentées. D’autres protocoles d’essai
existent ou sont en cours d’élaboration pour évaluer les performances avec des écoulements cycliques,
une viscosité élevée, une fatigue à l’écoulement, etc.
L'ISO 23369 (permettant l’évaluation des performances d'un élément filtrant par la méthode de
filtration multi-passe sous débit cyclique) a été élaborée en complément des essais en conditions stables
de l’ISO 16889.
v
NORME INTERNATIONALE ISO 16889:2022(F)
Transmissions hydrauliques — Filtres — Évaluation des
performances par la méthode de filtration en circuit fermé
1 Domaine d’application
Le présent document décrit:
— un essai évaluant les performances de filtration en circuit fermé d’éléments filtrants de transmission
hydraulique avec injection continue d’un polluant;
NOTE 1 Pour l’étude interlaboratoires de base permettant de vérifier la méthode d’essai, voir l’Annexe D.
— un mode opératoire pour déterminer leur capacité de rétention, leur efficacité de filtration des
particules et leur perte de charge;
— un essai applicable à l’heure actuelle aux éléments filtrants de transmission hydraulique ayant un
rapport de filtration moyen supérieur ou égal à 75 pour les particules de taille inférieure ou égale
à 25 µm(c) et une concentration finale dans le réservoir inférieur à 200 mg/L;
NOTE 2 Il est nécessaire de déterminer par validation la plage de débits et la limite inférieure des tailles
de particules pouvant être utilisées avec les installations d’essai.
— un essai utilisant le contaminant ISO Medium Test Dust (ISO MTD, une poudre d’essai moyenne) et
un fluide d’essai conformément à l’Annexe A.
Le présent document est destiné à fournir un mode opératoire générant des données d’essai
reproductibles pour l’évaluation des performances de filtration d’un élément filtrant de transmission
hydraulique sans l’influence de charges électrostatiques.
Le présent document s’applique à trois conditions d’essai:
— condition d’essai 1, essais réalisés avec une concentration théorique amont de 3 mg/L;
— condition d’essai 2, essais réalisés avec une concentration théorique amont de 10 mg/L;
— condition d’essai 3, essais réalisés avec une concentration théorique amont de 15 mg/L.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. 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 1219-1, Transmissions hydrauliques et pneumatiques — Symboles graphiques et schémas de circuit —
Partie 1: Symboles graphiques en emploi conventionnel et informatisé
ISO 2942, Transmissions hydrauliques — Éléments filtrants — Vérification de la conformité de fabrication
et détermination du point de première bulle
ISO 3722, Transmissions hydrauliques — Flacons de prélèvement — Homologation et contrôle des méthodes
de nettoyage
ISO 3968, Transmissions hydrauliques — Filtres — Évaluation de la perte de charge en fonction du débit
ISO 4021, Transmissions hydrauliques — Analyse de la pollution par particules — Prélèvement des
échantillons de fluide dans les circuits en fonctionnement
ISO 4405, Transmissions hydrauliques — Pollution des fluides — Détermination de la pollution particulaire
par la méthode gravimétrique
ISO 5598, Transmissions hydrauliques et pneumatiques — Vocabulaire
ISO 11171, Transmissions hydrauliques — Étalonnage des compteurs automatiques de particules en
suspension dans les liquides
ISO 11943:2021, Transmissions hydrauliques — Systèmes de comptage automatique en ligne de particules
en suspension dans les liquides — Méthodes d’étalonnage et de validation
ISO 12103-1:2016, Véhicules routiers — Poussière pour l'essai des filtres — Partie 1: Poussière d'essai
d'Arizona
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de l'ISO 5598 ainsi que les suivants
s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1 Termes généraux
3.1.1
masse de polluant injectée
masse de polluant particulaire spécifique injectée dans le circuit d’essai pour obtenir la pression
différentielle terminale
3.1.2
conductivité au repos
conductivité électrique au moment initial de mesure du courant, après impression d’une tension en
courant continu entre les électrodes
Note 1 à l'article: Il s’agit de l’inverse de la résistance de fluide non chargé sans appauvrissement ou de polarisation
ionique.
3.1.3
capacité de rétention
masse de polluant particulaire spécifique effectivement retenue par l’élément filtrant lorsque sa
pression différentielle finale est atteinte
3.2 Termes relatifs à la pression différentielle
3.2.1
pression différentielle
différence entre les pressions mesurées à l’entrée et à la sortie de l’appareil soumis à essai dans les
conditions spécifiées
Note 1 à l'article: Voir la Figure 1 pour la représentation des différents termes relatifs à la pression.
3.2.2
pression différentielle du montage d’essai propre
différence entre les pressions mesurées à l’entrée et à la sortie d’un corps de filtre contenant un élément
filtrant neuf
3.2.3
pression différentielle de l’élément neuf
pression différentielle de l’élément neuf calculée par la différence entre la pression différentielle du
montage d’essais propre et la pression différentielle du corps seul
3.2.4
pression différentielle finale du montage d’essai
pression différentielle aux bornes du montage à la fin de l’essai, qui est égale à la somme de la pression
différentielle du corps et de la pression différentielle finale de l’élément filtrant
3.2.5
pression différentielle du corps
pression différentielle du corps de filtre sans élément filtrant
3.2.6
pression différentielle finale de l’élément filtrant
pression différentielle maximale dans l’élément filtrant, telle que définie par le fabricant pour limiter
les performances utiles
Légende
X temps d’essai ou masse injectée 3 pression différentielle de l’élément neuf
Y pression différentielle 4 pression différentielle du corps
1 pression différentielle finale du montage (fin de l’essai) 5 pression différentielle du montage d’essai
propre
2 pression différentielle finale de l’élément filtrant
Figure 1 — Conventions relatives aux pressions différentielles pour l’essai de filtration
en circuit fermé
4 Symboles
4.1 Les symboles graphiques employés dans le présent document sont conformes à l’ISO 1219-1.
4.2 Les symboles littéraux utilisés dans le présent document sont présentés dans le Tableau 1.
Tableau 1 — Symboles littéraux
Symbole Unité Description ou explication
nombre aval moyen global de particules dont la taille est
A particules par millilitre
d,x
supérieure à x
nombre amont moyen global de particules dont la taille est
A particules par millilitre
u,x
supérieure à x
c milligrammes par litre concentration amont moyenne théorique
b
c ′ milligrammes par litre concentration amont moyenne visée
b
c milligrammes par litre concentration moyenne d’injection
i
c ′ milligrammes par litre concentration d’injection visée
i
concentration du réservoir d’essai à 80 % de la pression différentielle
c milligrammes par litre
du montage
nombre d’intervalles d’enregistrement correspondant aux intervalles
k —
de temps
m grammes masse de polluant nécessaire pour l’injection
m grammes capacité de rétention estimée de l’élément filtrant (masse injectée)
e
m grammes masse de polluant injectée
i
m grammes masse de polluant injectée à la pression différentielle de l’élément
p
m grammes capacité de rétention
R
n — comptage pendant une période de temps spécifique
nombre de particules aval dont la taille est supérieure à x
N particules par millilitre
d,x,j
au comptage j
nombre aval moyen de particules dont la taille est supérieure à x
N particules par millilitre
d,xt,
à l’intervalle de temps t
nombre de particules amont dont la taille est supérieure à x
N particules par millilitre
u,x,j
au comptage j
nombre amont moyen de particules dont la taille est supérieure à x
N particules par millilitre
u,xt,
à l’intervalle de temps t
b
p pascals ou kilopascals (bar) Pression
b
Δp pascals ou kilopascals (bar) pression différentielle
b
Δp pascals ou kilopascals (bar) pression différentielle finale
f
q litres par minute débit d’essai
q litres par minute débit de l’échantillon aval rejeté
d
q litres par minute débit d’injection moyen
i
q ′ litres par minute débit d’injection souhaité
i
q litres par minute débit de l’échantillon amont rejeté
u
t minutes temps d’essai
t minutes temps d’essai final
f
t minutes temps d’essai prévu
pr
t minutes temps d’essai à la pression différentielle de l’élément
p
V litres volume final mesuré dans le circuit d’injection
if
V litres volume initial mesuré dans le circuit d’injection
ii
a
L’indice (c) signifie que le rapport de filtration, β , et que le rapport de filtration moyen, β ont été déterminés
x(c) x(c)
conformément à la méthode donnée dans le présent document en utilisant des compteurs automatiques de particules
étalonnés conformément à l’ISO 11171.
b 5 2
1 bar = 0,1 MPa = 10 Pa; 1 MPa = 1 N/mm .
Tableau 1 (suite)
Symbole Unité Description ou explication
V litres volume minimal de fonctionnement requis pour le circuit d’injection
min
V litres volume final mesuré du circuit d’essai
tf
V litres volume minimal validé du circuit d’injection
v
x micromètres taille des particules interpolée
int
x , x micromètres taille des particules
1 2
a
β — rapport de filtration à la taille de particule x (étalonnage ISO 11171)
x(c)
rapport de filtration à la taille de particule x et à l’intervalle de temps
β —
x,t
t
rapport de filtration moyen à la taille de particule x
a
β —
x(c)
(étalonnage ISO 11171)
a
L’indice (c) signifie que le rapport de filtration, β , et que le rapport de filtration moyen, β ont été déterminés
x(c) x(c)
conformément à la méthode donnée dans le présent document en utilisant des compteurs automatiques de particules
étalonnés conformément à l’ISO 11171.
b 5 2
1 bar = 0,1 MPa = 10 Pa; 1 MPa = 1 N/mm .
5 Modes opératoires généraux
5.1 Monter et entretenir l’appareillage conformément aux Articles 6 et 7.
5.2 Valider le matériel conformément à l’Article 8.
5.3 Réaliser tous les essais conformément aux Articles 9, 10 et 11.
5.4 Analyser les données d’essai conformément à l’Article 12.
5.5 Présenter les données provenant des Articles 10, 11 et 12 conformément aux exigences de
l’Article 13.
6 Équipement d’essai
6.1 Chronomètre approprié.
6.2 Un ou plusieurs compteurs automatiques de particules, étalonnés conformément à
l’ISO 11171.
6.3 Poudre d’essai ISO (ISO MTD, ISO 12103-1 — A3), conformément à l’ISO 12103-1, séchée à une
température comprise entre 110 °C et 150 °C durant au moins 1 h pour des quantités inférieures à 200 g.
Pour les quantités supérieures à 200 g, sécher pendant au moins 30 min par tranche de 100 g
supplémentaires. Avant de l’introduire dans le circuit d’essai, mélanger la poudre d’essai dans le
fluide d’essai, agiter mécaniquement, puis disperser par traitement ultrasonique avec une densité de
2 2
puissance comprise entre 3 000 W/m et 10 000 W/m .
S’assurer que la poudre d’essai ISO utilisée est conforme aux exigences de l’ISO 12103-1 — A3,
notamment par sa distribution granulométrique en volume donnée dans l’ISO 12103-1:2016, Tableau 2.
NOTE Cette poudre est disponible dans le commerce. Contacter le service du secrétariat de l’ISO ou des
membres nationaux de l’ISO pour obtenir des informations quant à sa disponibilité.
6.4 Circuits de comptage et de dilution en ligne, le cas échéant, ayant été validés conformément à
l’ISO 11943.
6.5 Flacons d’échantillonnage, contenant moins de 20 particules de taille supérieure à 6 µm(c) par
millilitre du volume de flacon, qualifiés conformément à l’ISO 3722, pour prélever des échantillons
destinés aux analyses gravimétriques.
6.6 Fluide à base de pétrole, conformément à l’Annexe A.
NOTE 1 L’utilisation de ce fluide hydraulique contrôlé avec soin garantit une plus grande reproductibilité des
résultats et est fondée sur des pratiques courantes, d’autres normes reconnues sur les filtres et sa disponibilité à
l’échelle mondiale.
NOTE 2 L’utilisation d’un agent antistatique peut affecter les résultats de l’essai.
6.7 Circuit servant à mesurer les performances de filtration, comprenant un circuit d’essai et un
circuit d’injection des polluants.
6.7.1 Le circuit d’essai, constitué comme suit:
a) un réservoir, une pompe, un appareil de conditionnement du fluide et des instruments adaptés
aux plages de débits, de pressions et de volumes requises par le mode opératoire et capables de
satisfaire aux exigences de validation de l’Article 8;
b) un filtre de dépollution capable de fournir le niveau initial de propreté du circuit spécifié dans le
Tableau 3;
c) une configuration insensible au niveau de pollution opérationnel prévu;
d) une configuration qui ne modifiera pas la granulométrie des polluants d’essai pour la durée prévue
de l’essai;
e) des prises de pression conformément à l’ISO 3968;
f) des sections d’échantillonnage du fluide en amont et en aval du filtre d’essai conformément à
l’ISO 4021.
NOTE Pour les configurations types ayant été démontrées comme étant satisfaisantes, consulter l’Annexe B.
6.7.2 Le circuit d’injection des polluants, constitué comme suit:
a) un réservoir, une pompe, un appareil de conditionnement du fluide et des instruments adaptés
aux plages de débits, de pressions et de volumes requises par le mode opératoire et capables de
satisfaire aux exigences de validation de l’Article 8;
b) une configuration insensible au niveau de pollution opérationnel prévu;
c) une configuration qui ne modifiera pas la granulométrie des polluants d’essai pour la durée prévue
de l’essai;
d) une section d’échantillonnage du fluide conformément à l’ISO 4021.
NOTE Pour les configurations types ayant été démontrées comme étant satisfaisantes, consulter l’Annexe B.
6.8 Membranes filtrantes et équipements de laboratoire associés, adaptés au mesurage de
concentration conformément à l’ISO 4405.
7 Exactitude des instruments de mesure et variations des conditions d’essai
7.1 Utiliser et maintenir l’exactitude des instruments de mesure et les variations des conditions
d’essai dans les limites spécifiées dans le Tableau 2.
Tableau 2 — Exactitude des instruments de mesure et variation des conditions d’essai
Précision de lecture Variation des conditions
Paramètre d’essai Unité SI
des instruments d’essai autorisées
Conductivité pS/m ±10 % 1 500 ± 500
d
Pression différentielle Pa ou kPa (bar) ±5 % —
Concentration théorique amont mg/L — ±10 %
Débit d’injection mL/min ±2 % ±5 %
Débit d’essai L/min ±2 % ±5 %
Débit du capteur du compteur
a
L/min ±1,5 % ±3 %
automatique de particules
2 b 2
Viscosité cinématique mm /s ±2 % ±1 mm /s
Masse g ±0,1 mg —
c
Température °C ±1 °C ±2 °C
Temps s ±1 s —
Volume du circuit d’injection L ±2 % —
Volume du circuit d’essai L ±2 % ±5 %
a
Variation du débit des capteurs à inclure dans les 10 % d’écart total autorisés entre les capteurs.
b 2
1 mm /s = 1 cSt (centistoke).
c
Ou tel qu’exigé pour garantir la tolérance de viscosité.
d 5 2
1 bar = 0,1 MPa = 10 Pa; 1 MPa = 1 N/mm .
7.2 Maintenir les paramètres d’essai spécifiques dans les limites spécifiées dans le Tableau 3 selon la
condition d’essai choisie.
Tableau 3 — Valeurs des conditions d’essai
Paramètre Condition 1 Condition 2 Condition 3
Inférieur à 1 % du niveau minimal spécifié dans l’ISO 11943:2021,
Niveau de pollution initial du circuit d’essai
Tableau C.2, mesuré à la taille de particule la plus petite devant
des filtres
être comptée.
Niveau de pollution initial pour le circuit
Inférieur à 1 % de la concentration d’injection.
d’injection
a
Concentration théorique amont, mg/L 3 ± 0,3 10 ± 1,0 15 ± 1,5
Au moins cinq tailles, y compris 30 µm(c), choisies pour couvrir
Tailles de particules recommandées devant la plage présumée de performances du filtre (β = 2 à β = 1 000).
b
être comptées Les tailles types sont 4 µm(c), 5 µm(c), 6 µm(c), 7 µm(c), 8 µm(c),
10 µm(c), 12 µm(c), 14 µm(c), 20 µm(c) et 25 µm(c).
Méthode d’échantillonnage et de comptage Comptage automatique en ligne des particules.
a
Lors de la comparaison des résultats d’essai de deux filtres, il est attendu que les concentrations théoriques amont
soient identiques.
b
Lorsqu’un élément filtrant fin est soumis à essai, il peut s’avérer impossible de compter les particules à des seuils pour
lesquels les rapports de filtration sont faibles (par exemple, β = 2 ou β = 10), et lorsqu’un élément filtrant plus gros est
soumis à essai, il peut s’avérer impossible de compter ou de déterminer les tailles de particules pour lesquelles les rapports
de filtration sont élevés (par exemple, β = 200 ou β = 1 000), car cela peut exiger des mesures sortant des limites du compteur
automatique de particules ou des conditions spécifiées dans le présent document.
8 Modes opératoires de validation du circuit de mesure des performances
des filtres
8.1 Validation du circuit d’essai des filtres
8.1.1 Valider le circuit d’essai au débit minimal pour lequel il est conçu. Installer un tube à la place du
corps de filtre pendant la validation.
8.1.2 Ajuster le volume total de fluide du circuit d’essai (à l’exclusion du circuit de dépollution) à une
valeur comprise entre 25 % et 50 % de la valeur minimale du débit volumique exprimé en litres par
minute, avec 5 L au minimum.
Il est recommandé que le circuit soit validé avec un volume de fluide égal à 50 % du débit volumique
minimal d’essai pour des débits inférieurs ou égaux à 60 L/min, ou à 25 % du débit volumique minimal
d’essai pour des débits supérieurs ou 60 L/min.
NOTE Cela est le rapport volume/débit requis pour le mode opératoire d’essai des filtres (voir 10.3.4).
8.1.3 Contaminer le fluide du circuit pour chaque condition d’essai à utiliser (1, 2 ou 3) à la
concentration théorique amont spécifiée dans le Tableau 3 utilisant la poudre d’essai ISO 12103-1 ― A3.
8.1.4 Vérifier que le débit passant dans chaque capteur de comptage des particules est égal à celui
utilisé pour l’étalonnage du compteur de particules dans les limites du Tableau 2.
8.1.5 Faire circuler le fluide dans le circuit d’essai pendant 60 min en réalisant des comptages
automatiques en ligne de particules à partir de la prise d’échantillons amont pendant 60 min. Le débit
d’échantillonnage depuis cette section ne doit pas être interrompu pendant la durée de la validation.
8.1.6 Enregistrer les comptages cumulés à des intervalles de temps égaux ne dépassant pas 1 min
pour la durée de l’essai de 60 min aux tailles de particules choisies parmi celles indiquées dans le
Tableau 3, y compris la taille 30 µm(c).
8.1.7 Accepter l’essai de validation seulement si:
a) le nombre de particules comptées à une taille donnée à chaque intervalle d’échantillonnage ne
dévie pas de plus de ±15 % par rapport au nombre moyen de particules comptées à cette taille
pendant les autres intervalles de temps; et
b) la moyenne de l’ensemble des comptages cumulés de particules par millilitre dans la plage de
comptages acceptables selon l’ISO 11943:2021, Tableau C.2.
8.1.8 Valider le circuit des particules, ainsi que les circuits de dilution s’ils sont employés,
conformément à l’ISO 11943.
8.2 Validation du circuit d’injection des polluants
8.2.1 Valider le circuit d’injection des polluants à la concentration maximale et au volume maximal du
circuit d’injection, au débit d’injection minimal et pour la durée requise pour vider la totalité du volume
disponible.
8.2.2 Préparer le circuit d’injection des polluants pour qu’il puisse contenir la quantité requise de
polluant d’essai et le volume de fluide requis compatibles avec la configuration de ce circuit.
NOTE Tous les modes opératoires utilisés pour la préparation du circuit d’injection des polluants sont inclus
dans le mode opératoire de validation. En cas d’altération de ces modes opératoires, une revalidation du circuit
est requise.
8.2.3 Introduire de la poudre dans le circuit d’injection des polluants et la faire circuler pendant
15 min au minimum.
8.2.4 Lancer l’injection des polluants et collecter ce flux à l’extérieur du circuit. Obtenir un échantillon
initial à ce point et mesurer le débit d’injection.
8.2.5 Maintenir le débit à ±5 % du débit d’injection souhaité.
8.2.6 Obtenir des échantillons du flux d’injection et mesurer le débit d’injection à 30 min, 60 min,
90 min et 120 min ou à quatre intervalles équivalents au minimum selon la vitesse de vidange du circuit.
8.2.7 Mesurer la concentration de chaque échantillon obtenu en 8.2.6 conformément à l’ISO 4405.
8.2.8 Mesurer le volume de fluide restant dans le circuit d’injection à l’issue de l’essai de validation.
Cela représente le volume minimal de validation, V .
v
8.2.9 Accepter la validation seulement si:
a) la concentration de chaque échantillon obtenu en 8.2.6 correspond à ±10 % de la concentration
déterminée en 8.2.1 et si la variation entre les échantillons ne dépasse pas ±5 % de la moyenne;
b) le débit d’injection à chaque point d’échantillonnage correspond à ±5 % du débit de validation
déterminé en 8.2.1 et si la variation entre deux débits d’échantillons ne dépasse pas ±5 % de la
moyenne; et
c) le volume de fluide restant dans le circuit d’injection, V (voir 8.2.8), plus la quantité (débit
v
d’injection moyen [voir 8.2.9 b)] multiplié par le temps total d’injection) correspond à ±10 % du
volume initial (voir 8.2.2).
9 Récapitulatif des informations requises avant la réalisation des essais
Avant d’appliquer les exigences du présent document à un élément filtrant spécifique, déterminer les
éléments suivants:
a) la pression de l’essai de conformité de fabrication (voir l’ISO 2942);
b) le débit d’essai de l’élément filtrant;
c) la pression différentielle finale de l’élément filtrant,
d) les valeurs présumées des tailles de particules pour des rapports de filtration spécifiques; et
e) la valeur présumée, m , de la capacité de rétention de l’élément filtrant (masse injectée).
e
10 Préparation préliminaire
10.1 Élément filtrant d’essai
10.1.1 S’assurer que le fluide d’essai ne peut pas contourner l’élément filtrant à soumettre à essai.
10.1.2 Soumettre l’élément filtrant d’essai à un essai de conformité de fabrication conformément à
l’ISO 2942.
NOTE Le fluide d’essai spécifié en 6.6 peut être utilisé pour réaliser l’essai de conformité de fabrication.
Si l’élément filtrant n’est pas facilement accessible, comme dans le cas d’un filtre vissable, l’essai de
conformité de fabrication peut être réalisé après l’essai d’efficacité en circuit fermé, en retirant l’élément.
Toutefois, il convient de comprendre que si la valeur du point de première bulle déterminée dans un tel
cas s’avère être basse, voire inacceptable, cela ne signifie pas qu’une telle valeur serait obtenue si l’essai
de conformité de fabrication avait été réalisé avant l’essai de filtration en circuit fermé.
Disqualifier l’élément filtrant des autres essais s’il ne satisfait pas à la pression d’essai désignée.
Le cas échéant, permettre l’évaporation du fluide de l’élément filtrant d’essai avant de l’installer dans le
corps de filtre.
10.2 Circuit d’injection des polluants
10.2.1 Choisir la concentration théorique amont souhaitée, c ′, dans le Tableau 3 de sorte que le temps
b
prévisionnel, t , d’essai calculé par la Formule (1), soit de préférence compris entre 1 h et 3 h:
pr
1000×m
e
t = (1)
pr
cq′ ×
b
Un second élément filtrant peut être soumis à essai pour en connaître la capacité de rétention, si celle
de l’élément filtrant à soumettre à essai n’est pas indiquée par le fabricant du filtre.
NOTE Les temps d’essai prévus inférieurs à 1 h ou supérieurs à 3 h sont acceptables tant que la condition
d’essai choisie 1, 2 ou 3, est maintenue.
10.2.2 Calculer le volume minimal de fluide requis pour le circuit d’injection, V , qui soit compatible
min
avec le temps d’essai prévu, t , et une valeur souhaitée pour le débit d’injection en utilisant la
pr
Formule (2):
′
Vt=×()12, ×qV+ (2)
mini v
Le volume calculé dans la Formule (2) assurera une quantité suffisante de fluide contaminé pour
charger l’élément filtrant d’essai plus 20 % pour obtenir une circulation adaptée durant l’essai. Des
volumes de circuit d’injection plus importants peuvent être utilisés.
′
Un débit d’injection de 0,25 L/min est couramment utilisé pour q , . Cette valeur permet d’assurer que
i
le débit d’échantillon aval extrait du circuit d’essai n’influence pas les résultats de manière significative.
Des débits d’injection plus faibles ou plus élevés peuvent être utilisés à condition que la concentration
théorique amont soit maintenue. Il convient que le débit d’injection soit supérieur ou égal à la valeur
utilisée en 8.2.5.
′
10.2.3 Calculer la concentration, c , , souhaitée dans le circuit d’injection en utilisant la Formule (3):
i
cq′ ×
b
′
c = (3)
i
′
q
i
10.2.4 Ajuster le volume total initial, V du circuit d’injection des polluants (mesuré à la température
ii
d’essai) par rapport à la valeur calculée en 10.2.2, et la noter dans le rapport d’essai de la Figure 2.
10.2.5 Calculer la quantité de polluant, m, à introduire dans le circuit d’injection en utilisant la
Formule (4):
′
cV×
iii
m= (4)
10.2.6 Avant d’ajouter la poudre d’essai ISO 12103-1 — A3 dans le circuit d’injection, vérifier que le
niveau de contamination initiale du fluide est inférieur à celui spécifié dans le Tableau 3.
10.2.7 Préparer le circuit d’injection afin qu’il puisse contenir le volume de fluide, V , ainsi que la
ii
poudre d’essai ISO 12103-1 — A3, m (voir 10.2.5), en utilisant le même mode opératoire que celui utilisé
pour la validation du circuit d’injection des polluants (voir 8.2).
10.2.8 Ajuster le débit d’injection à la température d’essai stabilisée à ±5 % de la valeur calculée en
10.2.2 et le maintenir pour la durée de l’essai. Noter ce débit dans le rapport d’essai de la Figure 2.
Renvoyer l’écoulement d’échantillonnage du circuit d’injection directement dans le réservoir d’injection
durant l’installation.
10.3 Circuit d’essai des filtres
10.3.1 Installer le corps de filtre (sans l’élément filtrant) sur le circuit d’essai et purger l’air.
10.3.2 Il est recommandé de vérifier la conductivité au repos du fluide d’essai et de la maintenir dans
une plage de 1 500 pS/m ± 500 pS/m (voir ASTM D-4308). Cela peut être effectué par l’ajout d’un agent
antistatique. L’ajout d’un agent antistatique peut affecter les résultats de l’essai. L’utilisation d’un agent
antistatique dont le code de date est supérieur à 18 mois n’est pas recommandé.
10.3.3 Faire circuler le fluide dans le circuit d’essai au débit spécifié et à une température d’essai
tels que la viscosité du fluide est maintenue à 15 mm /s; enregistrer la température et déterminer la
pression différentielle du corps de filtre vide conformément à l’ISO 3968.
10.3.4 Ajuster le volume total de fluide, en litres, dans le circuit d’essai (à l’exclusion du circuit de
dépollution) de sorte qu’il se situe numériquement entre 25 % et 50 % du débit volumique spécifié pour
l’essai, en litres par minute, avec 5 L au minimum.
Si le débit volumique d’essai spécifié est inférieur ou égal à 60 L/min, il est recommandé que le volume
de fluide dans le circuit d’essai soit numériquement égal à 50 % du débit volumique d’essai. Si le débit
volumique d’essai spécifié est supérieur ou égal à 60 L/min, il est recommandé que le volume de fluide
dans le circuit d’essai soit numériquement égal à 25 % du débit volumique d’essai.
NOTE Il est préférable de maintenir un volume constant dans le circuit pour obtenir des résultats
reproductibles. La plage spécifiée de rapports entre le volume de fluide dans le circuit d’essai et le débit
volumique d’essai comprise entre 1:4 et 1:2 réduit le plus possible la taille physique du réservoir du circuit, ainsi
que la quantité de fluide d’essai requis, tout en maximisant les conditions de mélange dans le réservoir.
10.3.5 Obtenir un niveau de contamination de base du fluide inférieur à celui spécifié dans le Tableau 3.
10.3.6 Effectuer un comptage automatique en ligne des particules en:
a) ajustant les débits d’échantillonnage amont et aval à une valeur amont initiale compatible avec le
mode opératoire d’échantillonnage utilisé et en ajustant le débit aval à ±5 % du débit d’injection et
en maintenant un flux continu à partir des deux points d’échantillonnage pendant toute la durée de
l’essai;
b) ajustant les débits de dilution amont et aval si cela est nécessaire pour le comptage automatique
des particules, de sorte qu’à l’issue des essais, les débits et les concentrations mesurés au niveau
des compteurs de particules soient compatibles avec les exigences des instruments.
Il convient que les débits à travers les capteurs amont et aval soient ajustés et maintenus aux
valeurs et dans les limites, spécifiées en 8.1.4 et dans le Tableau 2;
c) renvoyant l’écoulement d’échantillonnage amont non dilué et non filtré directement dans le
réservoir d’essai.
Si l’échantillon amont est dilué ou filtré pour le comptage automatique de particules, il convient que
le fluide dilué ou filtré soit collecté à l’extérieur du circuit d’essai des filtres.
Si l’écoulement d’échantillonnage amont est dilué ou filtré, il convient que le débit d’échantillonnage
aval à rejeter soit réduit d’une valeur égale au débit d’échantillonnage amont qui est récolté à
l’extérieur du circuit. Cela contribue à maintenir un volume constant dans le circuit qu’il convient
de maintenir à ±5 % du volume initial du circuit.
10.3.7 Ajuster les seuils du compteur de particules aux tailles choisies dans le Tableau 3.
11 Essais de performances du filtre
11.1 Installer l’élément filtrant d’essai dans son corps et soumettre l’ensemble aux conditions d’essai
spécifiées (débit d’essai et température d’essai déterminés en 10.3.3 pour maintenir la viscosité à
2 2
15 mm /s ± 1,0 mm /s) et réajuster le niveau du fluide.
11.2 Mesurer et enregistrer la pression différentielle de l’ensemble propre. Calculer et enregistrer la
pression différentielle de l’élément neuf en soustrayant la pression différentielle du corps mesurée en
10.3.3 de celle de l’ensemble propre.
11.3 Calculer la pression différentielle finale de l’ensemble en ajoutant la pression différentielle finale
de l’élément à celle du corps.
11.4 Mesurer et enregistrer le niveau de contamination initial du circuit par un comptage en ligne de
particules en amont de l’élément filtrant en essai.
11.5 Contourner le filtre de dépollution du circuit si le niveau de contamination amont est inférieur à
celui spécifié dans le Tableau 3.
11.6 Prélever un échantillon dans le cir
...
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