ISO/FDIS 16889

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

General Information

• Status: Published
• ICS: 23.100.60 - Filters, seals and contamination of fluids
• Technical Committee: ISO/TC 131/SC 6 - Contamination control
• Drafting Committee: ISO/TC 131/SC 6/WG 2 - Filter and separator evaluation
• Current Stage: 5060 - Close of voting Proof returned by Secretariat
• Completion Date: 15-Dec-2021

RELATIONS

• Revised: ISO 16889:2008 - Hydraulic fluid power -- Filters -- Multi-pass method for evaluating filtration performance of a filter element
• Effective Date: 23-Apr-2020
• Revised: ISO 16889:2008/Amd 1:2018 - ISO 16889:2008/Amd 1:2018
• Effective Date: 23-Apr-2020

Standards Content (sample)

FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 16889
ISO/TC 131/SC 6
Hydraulic fluid power — Filters —
Secretariat: BSI
Multi-pass method for evaluating
Voting begins on:
2021-10-20 filtration performance of a filter
element
Voting terminates
on: 2021-12-15
Transmissions hydrauliques — Filtres — Évaluation des
performances par la méthode de filtration en circuit fermé

IMPORTANT — Please use this updated version dated 2021-10-05, and discard any previous

version of this FDIS.
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO-
ISO/FDIS 16889:2021(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN-
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
NATIONAL REGULATIONS. © ISO 2021
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ISO/FDIS 16889:2021(E)
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ISO/FDIS 16889:2021(E)
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
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ISO/FDIS 16889:2021(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation 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 compared to the previous edition 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.
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ISO/FDIS 16889:2021(E)
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

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 to ISO 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.

The ISO 23369 standard multi-pass testing methods for evaluating the performance of hydraulic fluid

power filter elements under cyclic-flow conditions has been developed to supplement steady-state

testing of ISO 16889.
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FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 16889:2021(E)
Hydraulic fluid power — Filters — Multi-pass method for
evaluating filtration performance of a filter element
1 Scope
This document describes the following:

a) 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.

b) a procedure for determining the contaminant capacity, particulate removal and differential

pressure characteristics;

c) 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.

d) 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
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ISO/FDIS 16889:2021(E)

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
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ISO/FDIS 16889:2021(E)
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
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ISO/FDIS 16889:2021(E)
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 upstream count of particles larger than size x

u,x

A particles per millilitre overall average downstream count of particles larger than size x

d,x
c milligrams per litre average base upstream gravimetric level
c ′ milligrams per litre desired base upstream gravimetric level
c milligrams per litre average injection gravimetric level
c ′ milligrams per litre desired injection gravimetric level
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)
m grams contaminant mass injected
m grams contaminant mass injected at element differential pressure
m grams retained capacity
n — number of counts in specific time period

N particles per millilitre number of upstream particles larger than size x at count j

u,x,j

N particles per millilitre number of downstream particles larger than size x at count j

d,x,j
average upstream count of particles larger than size x at time interval
N particles per millilitre
u,xt,
average downstream count of particles larger than size x at time
N particles per millilitre
d,xt,
interval t
p pascals or kilopascals (bar) pressure
Δp pascals or kilopascals (bar) differential pressure
Δp pascals or kilopascals (bar) final differential pressure
q litres per minute test flow rate
q litres per minute discarded downstream sample flow rate
q litres per minute average injection flow rate
q ′ litres per minute desired injection flow rate
q litres per minute discarded upstream sample flow rate
t minute test time
t minute predicted test time
t minute final test time
t minute test time at element differential pressure
V litres final measured injection system volume
V litres initial measured injection system volume

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 .
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ISO/FDIS 16889:2021(E)
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
V litres minimum validated injection system volume
x , x micrometres particle sizes
1 2
x micrometres interpolated particle size
int
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
β — average filtration ratio at particle size x (ISO 11171 calibration)
x(c)

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.

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ISO/FDIS 16889:2021(E)
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.
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ISO/FDIS 16889:2021(E)
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
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
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 —
Temperature °C ±1 °C ±2 °C
Time s ±1 s —
Injection system volume L ±2 % —
Filter test system volume L ±2 % ±5 %

Sensor flow rate variation is included in the overall 10 % allowed between sensors.

b 2
1 mm /s = 1 cSt (centistoke).
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.

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
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.

When comparing test results between two filters, the base upstream gravimetric levels are expected to be the same.

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.
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ISO/FDIS 16889:2021(E)

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 Tabl
...

PROJET
NORME ISO/FDIS
FINAL
INTERNATIONALE 16889
ISO/TC 131/SC 6
Transmissions hydrauliques — Filtres
Secrétariat: BSI
— Évaluation des performances par la
Début de vote:
2021-10-20 méthode de filtration en circuit fermé
Vote clos le:
Hydraulic fluid power — Filters — Multi-pass method for evaluating
2021-12-15
filtration performance of a filter element
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT
INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSER-
VATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT
CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMEN-
TATION EXPLICATIVE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-
Numéro de référence
MERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
ISO/FDIS 16889:2021(F)
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI-
BILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTA-
TION NATIONALE. © ISO 2021
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/FDIS 16889:2021(F)
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y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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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
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ISO/FDIS 16889:2021(F)
Avant-propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.

L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document

a été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2

(voir www.iso.org/directives).

L’attention est 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 le lien suivant: www.iso.org/iso/fr/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 intègre également l’Amendement ISO 16889:2008/Amd 1:2018.

Les principales modifications par rapport à l’édition précédente 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.
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ISO/FDIS 16889:2021(F)
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.

La méthode de filtration multi-passe sous débit cyclique de la norme ISO 23369 permettant l’évaluation

des performances des éléments filtrants d’une transmission hydraulique a été élaborée en complément

des essais en conditions stables de l’ISO 16889.
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PROJET FINAL DE NORME INTERNATIONALE ISO/FDIS 16889:2021(F)
Transmissions hydrauliques — Filtres — Évaluation des
performances par la méthode de filtration en circuit fermé
1 Domaine d’application
Le présent document décrit:

a) 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.

b) un mode opératoire pour déterminer leur capacité de rétention, leur efficacité de filtration des

particules et leur perte de charge;

c) 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.

d) 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
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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 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
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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
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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.

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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 amont moyen global de particules dont la taille est
A particules par millilitre
u,x
supérieure à x
nombre aval moyen global de particules dont la taille est
A particules par millilitre
d,x
supérieure à x
c milligrammes par litre concentration amont moyenne théorique
c ′ milligrammes par litre concentration amont moyenne visée
c milligrammes par litre concentration moyenne d’injection
c ′ milligrammes par litre concentration d’injection visée
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)
m grammes masse de polluant injectée
m grammes masse de polluant injectée à la pression différentielle de l’élément
m grammes capacité de rétention
n — comptage pendant une période de temps spécifique
nombre de particules amont dont la taille est supérieure à x
N particules par millilitre
u,x,j
au comptage j
nombre de particules aval dont la taille est supérieure à x
N particules par millilitre
d,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
nombre aval moyen de particules dont la taille est supérieure à x
N particules par millilitre
d,xt,
à l’intervalle de temps t
p pascals ou kilopascals (bar) Pression
Δp pascals ou kilopascals (bar) pression différentielle
Δp pascals ou kilopascals (bar) pression différentielle
q litres par minute débit d’essai
q litres par minute débit de l’échantillon aval rejeté
q litres par minute débit d’injection moyen
q ′ litres par minute débit d’injection souhaité
q litres par minute débit de l’échantillon amont rejeté
t minutes temps d’essai
t minutes temps d’essai prévu
t minutes temps d’essai final
t minutes temps d’essai à la pression différentielle de l’élément
V litres volume final mesuré dans le circuit d’injection
V litres volume initial mesuré dans le circuit d’injection

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 .
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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
V litres volume minimal validé du circuit d’injection
x , x micromètres taille des particules
1 2
x micromètres taille des particules interpolée
int
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
rapport de filtration moyen à la taille de particule x
β —
x(c)
(étalonnage ISO 11171)

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.

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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.
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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
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
L/min ±1,5 % ±3 %
automatique de particules
2 b 2
Viscosité cinématique mm /s ±2 % ±1 mm /s
Masse g ±0,1 mg —
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 %

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).
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
...