ISO 11439:2013
(Main)Gas cylinders — High pressure cylinders for the on-board storage of natural gas as a fuel for automotive vehicles
Gas cylinders — High pressure cylinders for the on-board storage of natural gas as a fuel for automotive vehicles
ISO 11439:2013 specifies minimum requirements for light-weight refillable gas cylinders intended only for the on-board storage of high pressure compressed natural gas as a fuel for automotive vehicles to which the cylinders are to be fixed. The service conditions do not cover external loadings that can arise from vehicle collisions, etc. ISO 11439:2013 covers cylinders of any seamless steel, seamless aluminium alloy or non-metallic material construction, using any design or method of manufacture suitable for the specified service conditions. It does not cover cylinders of stainless steel. ISO 11439:2013 uses 200 bar as a reference working pressure, but other working pressures can be used. Cylinders covered by ISO 11439:2013 are designated Type 1, Type 2, Type 3 and Type 4.
Bouteilles à gaz — Bouteilles haute pression pour le stockage de gaz naturel utilisé comme carburant à bord des véhicules automobiles
L'ISO 11439:2013 spécifie les exigences minimales concernant les bouteilles à gaz rechargeables, légères, conçues uniquement pour le stockage de gaz naturel comprimé haute pression, utilisé comme carburant à bord des véhicules automobiles sur lesquels elles sont montées. Les conditions de services ne couvrent pas les charges externes que peuvent provoquer des collisions entre véhicules, etc. L'ISO 11439:2013 couvre les bouteilles fabriquées en n'importe quel type d'acier sans soudure, d'alliage d'aluminium sans soudure ou de matériau non métallique, de tout type de conception ou méthode de fabrication approprié aux conditions d'utilisation spécifiées. Elle ne couvre pas les bouteilles en acier inoxydable. Bien que la présente Norme internationale utilise une pression de service de référence de 200 bar, d'autres pressions de service peuvent être utilisées. Les bouteilles couvertes par l'ISO 11439:2013 sont désignées par Type 1, Type 2, Type 3 et Type 4.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11439
Second edition
2013-06-01
Gas cylinders — High pressure
cylinders for the on-board storage of
natural gas as a fuel for automotive
vehicles
Bouteilles à gaz — Bouteilles haute pression pour le stockage de gaz
naturel utilisé comme carburant à bord des véhicules automobiles
Reference number
©
ISO 2013
© ISO 2013
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Published in Switzerland
ii © ISO 2013 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Service conditions . 4
4.1 General . 4
4.2 Maximum pressures . 4
4.3 Design number of filling cycles . 4
4.4 Temperature range . 4
4.5 Gas composition . 5
4.6 External surfaces . 5
5 Inspection and testing . 6
6 Type approval procedure . 6
6.1 General . 6
6.2 Type approval . 6
6.3 Statement of service . 7
6.4 Design data . 7
6.5 Manufacturing data . 8
6.6 Fracture performance and non-destructive examination (NDE) defect size . 8
6.7 Specification sheet . 8
6.8 Additional supporting data . 8
6.9 Type approval certificate. 8
7 Requirements for type 1 metal cylinders . 8
7.1 General . 8
7.2 Materials . 9
7.3 Design Requirements . 9
7.4 Construction and workmanship .10
7.5 Prototype testing procedure .11
7.6 Batch tests .13
7.7 Tests on every cylinder .15
7.8 Batch acceptance certificate .15
7.9 Failure to meet test requirements .15
8 Requirements for type 2 hoop-wrapped cylinders .16
8.1 General .16
8.2 Materials .16
8.3 Design requirements .17
8.4 Construction and workmanship .18
8.5 Prototype testing procedure .20
8.6 Batch tests on liners and cylinders .22
8.7 Tests on every liner and cylinder .25
8.8 Batch acceptance certificate .26
8.9 Failure to meet test requirements .26
9 Requirements for type 3 fully-wrapped cylinders .27
9.1 General .27
9.2 Materials .27
9.3 Design requirements .28
9.4 Construction and workmanship .29
9.5 Prototype testing procedure .31
9.6 Batch tests on liners and cylinders .35
9.7 Tests on every liner and cylinder .36
9.8 Batch acceptance certificate .37
9.9 Failure to meet test requirements .37
10 Requirements for type 4 fully-wrapped composite cylinders .38
10.1 General .38
10.2 Materials .38
10.3 Design requirements .38
10.4 Construction and workmanship .39
10.5 Prototype testing procedure .40
10.6 Batch tests .47
10.7 Tests on every cylinder .48
10.8 Batch acceptance certificate .48
10.9 Failure to meet test requirements .49
11 Marking .49
12 Preparation for dispatch .50
Annex A (normative) Test methods and criteria .51
Annex B (normative) Ultrasonic examination .60
Annex C (informative) Non-destructive examination (NDE) defect size by flawed
cylinder cycling .64
Annex D (informative) Report forms .65
Annex E (informative) Standard working pressures .68
Annex F (informative) Verification of stress ratios using strain gauges .69
Annex G (informative) Manufacturer’s instructions for handling, use and inspection
of cylinders .70
iv © ISO 2013 – All rights reserved
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International
Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies
casting a vote.
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.
ISO 11439 was prepared by Technical Committee ISO/TC 58, Gas cylinders, Subcommittee SC 3,
Cylinder design.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 11439:2000), which has been technically
revised. In addition to editorial improvements, the principal technical difference between the first and
second editions is the clarification and alteration of the “Change of Design” requirements for the various
cylinder types.
Introduction
Cylinders for the on-board storage of fuel for natural gas vehicle service are required to be light-weight, at
the same time maintaining or improving on the level of safety currently existing for other pressure vessels.
Owners or users of cylinders designed to this International Standard should note that the cylinders are
designed to operate safely if used in accordance with specified service conditions for a specified finite
service life only. The expiry date is marked on each cylinder and it is the responsibility of owners and
users to ensure that cylinders are not used after that date, and that they are inspected in accordance
with the manufacturer’s instructions.
Users of this International Standard are encouraged to consider the environmental impacts associated
with performing certain tests.
vi © ISO 2013 – All rights reserved
INTERNATIONAL STANDARD ISO 11439:2013(E)
Gas cylinders — High pressure cylinders for the on-board
storage of natural gas as a fuel for automotive vehicles
1 Scope
This International Standard specifies minimum requirements for light-weight refillable gas cylinders
intended only for the on-board storage of high pressure compressed natural gas as a fuel for automotive
vehicles to which the cylinders are to be fixed. The service conditions do not cover external loadings that
can arise from vehicle collisions, etc.
This International Standard covers cylinders of any seamless steel, seamless aluminium alloy or non-
metallic material construction, using any design or method of manufacture suitable for the specified
service conditions. This International Standard does not cover cylinders of stainless steel. Although this
standard uses 200 bar as a reference working pressure, other working pressures can be used.
Cylinders covered by this International Standard are designated Type 1, Type 2, Type 3 and Type 4.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 148-1, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 1: Test method
ISO 306, Plastics — Thermoplastic materials — Determination of Vicat softening temperature (VST)
ISO 527-2, Plastics — Determination of tensile properties — Part 2: Test conditions for moulding and
extrusion plastics
ISO 2808, Paints and varnishes — Determination of film thickness
ISO 6506-1, Metallic materials — Brinell hardness test — Part 1: Test method
ISO 6892-1, Metallic materials — Tensile testing — Part 1: Method of test at room temperature
ISO 7866, Gas cylinders — Refillable seamless aluminium alloy gas cylinders — Design, construction and testing
ISO 9227, Corrosion tests in artificial atmospheres — Salt spray tests
ISO 9712, Non-destructive testing — Qualification and certification of NDT personnel
ISO 9809-1, Gas cylinders — Refillable seamless steel gas cylinders — Design, construction and testing —
Part 1: Quenched and tempered steel cylinders with tensile strength less than 1 100 MPa
ISO 9809-2, Gas cylinders — Refillable seamless steel gas cylinders — Design, construction and testing —
Part 2: Quenched and tempered steel cylinders with tensile strength greater than or equal to 1 100 MPa
ISO 9809-3, Gas cylinders — Refillable seamless steel gas cylinders — Design, construction and testing —
Part 3: Normalized steel cylinders
ISO 14130, Fibre-reinforced plastic composites — Determination of apparent interlaminar shear strength
by short-beam method
ISO 15403-1, Natural gas — Natural gas for use as a compressed fuel for vehicles — Part 1: Designation
of the quality
ISO/TR 15403-2, Natural gas — Natural gas for use as a compressed fuel for vehicles — Part 2: Specification
of the quality
ISO 15500-13, Road vehicles — Compressed natural gas (CNG) fuel system components — Part 13: Pressure
relief device (PRD)
ASTM D522-93a, Standard Test Methods for Mandrel Bend Test of Attached Organic Coatings
ASTM D1308-87, Standard Test Method for Effect of Household Chemicals on Clear and Pigmented
Organic Finishes
ASTM D2794-93, Standard Test Method for Resistance of Organic Coatings to the Effects of Rapid
Deformation (Impact)
ASTM D3170-87, Standard Test Method for Chipping Resistance of Coatings
ASTM D3359, Standard Test Methods for Measuring Adhesion by Tape Test
ASTM D3418, Standard Test Method for Transition Temperatures of Polymers by Differential Scanning
Calorimetry
1)
ASTM G154:2006 , Standard Practice for Operating Fluorescent Light Apparatus for UV Exposure of
Nonmetallic Materials
NACE/TM 0177-96, Laboratory Testing of Metals for Resistance to Sulfide Stress Cracking and Stress
Corrosion Cracking in H2S Environments
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
authorized inspection body
authorized inspection body, approved or recognized by the regulatory authority of the user country,
for the supervision of construction and testing of cylinders used for the on-board storage of natural gas
3.2
autofrettage
pressure application procedure used in manufacturing composite cylinders with metal liners, which
strains the liner past its yield point sufficient to cause permanent plastic deformation
3.3
autofrettage pressure
pressure within the overwrapped cylinder at which the required distribution of stresses between the
liner and the overwrap is established
3.4
batch – composite cylinders
group of not more than 200 cylinders plus cylinders for destructive testing, or if greater, one shift of
successive production of cylinders, successively produced from qualified liners having the same size,
design, specified materials of construction and process of manufacture
3.5
batch – metal cylinders/liners
group of not more than 200 cylinders/liners plus cylinders/liners for destructive testing, or if greater,
one shift of successive production of metal cylinders/liners, successively produced having the same
nominal diameter, wall thickness, design, specified material of construction, material cast, process of
manufacture, equipment for manufacture and heat treatment, and conditions of time, temperature and
atmosphere during heat treatment
1) Most recent version is ASTM G154-12a, 2012.
2 © ISO 2013 – All rights reserved
3.6
batch – non-metallic liners
group of not more than 200 liners plus liners for destructive testing, or if greater, one shift of successive
production of non-metallic liners, successively produced having the same nominal diameter, wall
thickness, design, specified material of construction and process of manufacture
3.7
burst pressure
highest pressure reached in a cylinder during a burst test
3.8
composite cylinder
cylinder made of resin-impregnated continuous filament wound over a metallic or non-metallic liner
3.9
destroyed
cylinder in a state of alteration which makes it physically unusable for its purpose
3.10
finished cylinders
completed cylinders which are ready for use, complete with identification marks and external coating
including integral insulation and/or protection as specified by the manufacturer on the design drawing
for the cylinder
3.11
liner
inner portion of the composite cylinder, comprising of a metallic or non-metallic vessel
3.12
manufacturer
person or organization responsible for the design, fabrication and testing of the cylinders
3.13
overwrap
reinforcement system of filament and resin applied over the liner
3.14
pre-stress
process of applying autofrettage or controlled tension winding
3.15
service life
life, in years, during which the cylinders can be used in accordance with the standard service conditions
3.16
settled pressure
gas pressure when a given settled temperature is reached
3.17
settled temperature
uniform gas temperature in the cylinder after the dissipation of any heat caused by filling
3.18
test pressure
required pressure applied during a pressure test
3.19
type 1 design
an all metal cylinder
3.20
type 2 design
a hoop wrapped cylinder with a load sharing metal liner and composite reinforcement on the
cylindrical part only
3.21
type 3 design
a fully wrapped cylinder with a load sharing metal liner and composite reinforcement on both the
cylindrical part and dome ends
3.22
type 4 design
a fully wrapped cylinder with a non-load sharing liner and composite reinforcement on both the
cylindrical part and dome ends
3.23
working pressure
settled pressure of a fully filled cylinder at a uniform temperature of 15 °C
4 Service conditions
4.1 General
4.1.1 Standard service conditions
The standard service conditions specified in this clause are provided as the basis for the design,
manufacture, inspection, testing and approval of cylinders that are to be mounted permanently on
vehicles and used to store natural gas at ambient temperatures for use as a fuel on the vehicles.
4.1.2 Service life
The service life for which cylinders are safe shall be specified by the cylinder manufacturer on the basis
of use under service conditions specified herein. The maximum service life shall be 20 years.
4.2 Maximum pressures
This International Standard is based upon a working pressure of 200 bar settled at 15 °C for natural gas
as a fuel with a maximum filling pressure of 260 bar. Other working pressures may be accommodated
by adjusting the pressure by the appropriate factor (ratio); e.g. a 240 bar working pressure system will
require pressures to be multiplied by 1,20. See also Annex E.
Except where pressures have been adjusted in this way, the cylinder shall be designed to be suitable for:
a) a pressure of 200 bar at a settled temperature of 15 °C;
b) a maximum pressure shall not exceed 260 bar, regardless of filling conditions or temperature.
4.3 Design number of filling cycles
Cylinders shall be designed to be filled up to 1 000 times per year of service.
4.4 Temperature range
4.4.1 Settled gas temperature
Settled temperature of gas in cylinders, which may vary from a minimum of –40 °C to a maximum of +65 °C.
4 © ISO 2013 – All rights reserved
4.4.2 Cylinder temperatures
Cylinders shall be designed for service conditions involving temperatures of between –40 °C and +82 °C.
Cylinder material temperatures over +65 °C are expected to be sufficiently local, or of short enough duration,
that the temperature of gas in the cylinder never exceeds +65 °C, except under the conditions of 4.4.3.
4.4.3 Transient temperatures
Developed gas temperatures in the cylinders during filling and discharge may vary beyond the limits of 4.4.1.
4.5 Gas composition
4.5.1 General
Cylinders shall be designed to tolerate being filled with natural gas meeting the specification
of ISO 15403-1 and ISO/TR 15403-2, and either of dry gas or wet gas as described in 4.5.2 or 4.5.3,
respectively. Methanol and/or glycol shall not be deliberately added to the natural gas.
NOTE Where it is suspected that wet-gas conditions may exist, it has been found that a minimum of 1 mg of
compressor oil per kg of gas has prevented the corrosion of steel cylinders.
4.5.2 Dry gas
Water vapour shall be limited to less than 32 mg/m (i.e. a pressure dewpoint of –9 °C at 200 bar).
Constituent maximum limits shall be:
Hydrogen sulfide and other soluble sulfides 23 mg/m
Oxygen 1 % (volume fraction)
Hydrogen, when cylinders are manufactured from a steel with an ultimate 2 % (volume fraction)
tensile strength exceeding 950 MPa
4.5.3 Wet gas
For gas that has a higher water content than that of dry gas, constituent limits shall be:
Hydrogen sulfide and other soluble sulfides 23 mg/m maximum
Oxygen 1 % (volume fraction) maximum
Carbon dioxide 3 % (volume fraction) maximum
Hydrogen 0,1 % (volume fraction) maximum
Compressor oil 1 mg/kg natural gas minimum (see Note 4.5.1)
4.6 External surfaces
It is not necessary for cylinders to be designed for continuous exposure to mechanical or chemical
attack (e.g. leakage from cargo that may be carried on vehicles or severe abrasion damage from road
conditions). However, cylinder external surfaces shall be designed to withstand inadvertent exposure
to mechanical or chemical attack consistent with their installation being carried out in accordance with
the instructions to be provided with the cylinder.
Mechanical or chemical attack may result from environments such as:
a) water, either by intermittent immersion or road spray;
b) salt, due to the operation of the vehicle near the ocean or where ice-melting salt is used;
c) ultraviolet radiation from sunlight;
d) impact of gravel;
e) solvents, acids and alkalis, fertilizers;
f) automotive fluids, including petrol, hydraulic fluids, battery acid, glycol and oils;
g) exhaust gases.
5 Inspection and testing
Evaluation of conformity can be carried out in accordance with the relevant regulations recognized by
the country(ies) where the cylinders are intended to be used.
To ensure that cylinders are in conformance to this International Standard, they shall be subject
to inspection and testing in accordance with Clauses 7, 8, 9, or 10 and Annex A as appropriate to the
construction. This shall be carried out by an authorized inspection body, hereafter referred to as “the
Inspector”, recognized in the countries of use. The Inspector shall be competent for inspection of cylinders.
6 Type approval procedure
6.1 General
Type approval consists of two parts:
a) design approval, comprising submission of information by the manufacturer to the Inspector, as
detailed in 6.3.
b) prototype testing, comprising testing carried out under the supervision of the Inspector. The
cylinder material, design, manufacture and examination shall be proved to be adequate for their
intended service by meeting the requirements of the prototype tests specified in 7.5, 8.5, 9.5 or 10.5,
and Annex A, as appropriate for the particular cylinder design.
The test data shall also document the dimensions, wall thicknesses and weights of each of the test cylinders.
6.2 Type approval
Cylinder designs shall be approved by the Inspector. Information shall be submitted by the manufacturer
with a request to the Inspector for approval, and shall include:
a) statement of service, in accordance with 6.3;
b) design data, in accordance with 6.4;
c) manufacturing data, in accordance with 6.5;
d) fracture performance and NDE defect size, in accordance with 6.6;
e) specification sheet, in accordance with 6.7;
f) additional supporting data, in accordance with 6.8.
6 © ISO 2013 – All rights reserved
6.3 Statement of service
The purpose of the statement of service is to guide users and installers of cylinders as well as to inform
the Inspector. The statement of service shall include:
a) a statement that the cylinder design is suitable for use in the service conditions defined in Clause 4
for the service life of the cylinder;
b) a statement of the service life;
c) the minimum periodic inspection requirements;
d) a specification for the pressure relief devices, and insulation if provided;
e) a specification for the support methods, protective coatings and any other items required but
not provided;
f) a description of the cylinder design;
g) any other information and instructions necessary to ensure the safe use and inspection of the cylinder.
6.4 Design data
6.4.1 Drawings
Drawings shall include, as a minimum:
a) title, manufacturer, reference number, date of issue, and revision numbers with dates of issue if
applicable;
b) reference to this International Standard and the cylinder type;
c) all cylinder dimensions complete with tolerances, including details of end closure shapes, openings,
and neck threads;
d) water capacity and mass (including any permanent attachments), complete with tolerance, of cylinders;
e) material specifications, mechanical properties (including tolerances where applicable) and, for
metal cylinders or metal liners, the specified hardness range;
f) other data such as, working pressure, autofrettage pressure, test pressure, minimum design burst
pressure, design life;
g) details of the fire protection system and of any exterior protective coating.
6.4.2 Stress analysis report
A finite element stress analysis or other stress analysis shall be carried out. A table summarizing the
calculated stresses shall be provided.
6.4.3 Material property data
A description of the materials and tolerances of the material properties used in the design shall be
provided. Test data shall also be presented characterizing the mechanical properties and the suitability
of the materials for service under the conditions specified in Clause 4.
6.4.4 Fire protection
The arrangement of pressure relief devices, and insulation if provided, that will protect the cylinder
from sudden rupture when exposed to the fire conditions in A.15 shall be specified. Test data shall
substantiate the effectiveness of the specified fire protection system.
NOTE A manufacturer may specify alternative PRD locations for specific vehicle installations.
6.5 Manufacturing data
Details of fabrication processes, non-destructive examinations, production tests and batch tests shall be
provided. Production processes such as heat treatment, end forming, resin-mix ratio, filament tension
and speed for controlled tension winding, curing times and temperatures, and autofrettage procedures
shall be specified.
Surface finish, thread details, acceptance criteria for ultrasonic examination (or equivalent), and
maximum lot sizes for batch tests shall also be specified.
6.6 Fracture performance and non-destructive examination (NDE) defect size
The manufacturer shall specify the maximum defect size for non-destructive examination that will
ensure leak before break (LBB) fracture performance, and will prevent failure by leakage or rupture of
the cylinder during its service life. The maximum defect size shall be established by a method suitable
to the design.
NOTE An example of a suitable method is given in Annex C.
6.7 Specification sheet
A summary of the documents providing the information required in 6.2 shall be listed on a specification
sheet for each cylinder design. The title, reference number, revision numbers and dates of original issue
and version issues of each document shall be given. All documents shall be signed or initialled by the issuer.
6.8 Additional supporting data
Additional data that would support the application may be provided.
6.9 Type approval certificate
If the results of the type approval according to 6.1 and the prototype testing according to 7.5, 8.5, 9.5 or
10.5, and Annex A, as appropriate to the particular cylinder design, are satisfactory, the Inspector shall
issue a test type approval certificate.
NOTE An example of a type approval certificate is given in Annex D.
7 Requirements for type 1 metal cylinders
7.1 General
This International Standard does not provide design formulae, nor list permissible stresses or strains,
but requires the adequacy of the design to be established by appropriate calculations and demonstrated
by testing to show that cylinders shall pass the materials, design qualification, production and batch
tests specified.
The design shall ensure a “leak-before-break” failure mode during normal service.
8 © ISO 2013 – All rights reserved
7.2 Materials
7.2.1 General requirements
Materials used shall be suitable for the service conditions specified in Clause 4. The design shall not have
incompatible materials in contact with each other.
7.2.2 Controls on chemical composition
7.2.2.1 Steel
Steels shall be aluminium- and/or silicon-killed. The chemical composition of all steels shall be declared
and defined at least by:
a) the carbon, manganese, aluminium and silicon contents in all cases;
b) the chromium, nickel, molybdenum, boron and vanadium contents, and that of any other alloying
elements intentionally added.
The sulfur and phosphorus content in the cast analysis shall not exceed the values given in Table 1.
Table 1 — Maximum sulfur and phosphorus limits
sulfur 0,010 % by mass
phosphorus 0,020 % by mass
sulfur + phosphorus 0,025 % by mass
7.2.2.2 Aluminium
Aluminium alloys may be used to produce cylinders provided that they meet all requirements of this
International Standard and have maximum lead and bismuth contents not exceeding 0,003 %.
2)
NOTE A list of registered alloys is maintained by the Aluminium Association Inc. and can be found under
the “International Registration Records”, entitled “International Alloy Designations and Chemical Composition
Limits for Wrought Aluminium and Wrought Aluminium Alloys”.
7.3 Design Requirements
7.3.1 Test pressure
The minimum test pressure used in manufacture shall be 1,5 times working pressure.
7.3.2 Burst pressure
The minimum burst pressure shall be not less than 2,25 times working pressure.
7.3.3 Stress analysis
The stresses in the cylinder shall be calculated for the working pressure, test pressure and design burst
pressure. The calculations shall use suitable analysis to establish stress distributions to justify the
minimum design wall thicknesses.
2) Aluminum Association Inc., 900 19th Street N.W., Washington D.C., 20006-2168, USA.
7.3.4 Maximum defect size
The maximum defect size at any location in the metal cylinder such that the cylinder meets pressure
cycling and LBB requirements, shall be specified.
The allowable defect size for NDE shall be determined by an appropriate method, e.g. as described in Annex C.
7.3.5 Openings
The centre line of openings shall coincide with the longitudinal axis of the cylinder.
7.3.6 Fire protection
The cylinder design shall be protected with pressure relief devices. The cylinder, its materials, pressure
relief devices (PRD) and any added insulation or protective material shall be designed collectively to
ensure adequate safety during fire conditions in the test specified in A.15. A manufacturer may specify
alternative PRD locations for specific vehicle installations in order to optimize safety considerations.
Pressure relief devices shall conform to ISO 15500-13.
7.3.7 Attachments
When a neck ring, foot ring or an attachment for support is provided, it shall be of material compatible with
that of the cylinder and shall be securely attached by a method other than welding, brazing or soldering.
7.4 Construction and workmanship
7.4.1 End closure
Each cylinder shall be examined for thickness and surface finish before end forming operations are
carried out. The base ends of aluminium cylinders shall not be sealed by a forming process. The base
ends of steel cylinders that have been closed by forming shall be NDE inspected or equivalent after
closure. Metal shall not be added in the process of closure at the ends.
7.4.2 Heat treatment
After end forming the cylinders shall be heat treated to the hardness range specified for the design.
Localized heat treatment shall not be used.
7.4.3 Neck threads
Threads shall be clean cut, even, without surface discontinuities, to gauge and conform to
International Standards.
7.4.4 Exterior environmental protection
Exterior protection may be provided. Examples of exterior protection methods are:
a) a surface finish giving adequate protection (e.g. metal sprayed on to aluminium, anodizing); or
b) a protective coating (e.g. organic coating, paint); if exterior coating is part of the design as specified
by the manufacturer the requirements of A.9 shall be met.
Any coatings applied to cylinders shall be such that the application process does not adversely affect the
mechanical properties of the cylinder. The coating shall be designed to facilitate subsequent in-service
inspection and the manufacturer shall provide guidance on coating treatment during such inspection in
order to ensure the continued integrity of the cylinder.
10 © ISO 2013 – All rights reserved
7.4.5 Traceability
Materials of construction affecting cylinder performance, as determined by the manufacturer, shall be
traceable to the extent required to recall cylinders, if necessary.
7.5 Prototype testing procedure
7.5.1 General requirements
Prototype testing shall be conducted on each new design, on finished cylinders that are representative
of normal production and complete with permanent identification marks. The test cylinders shall be
selected and the prototype tests specified in 7.5.2 (and detailed in Annex A) verified by the Inspector.
If more cylinders are subjected to the tests than are required by this International Standard, all results
shall be documented.
7.5.2 Prototype tests
7.5.2.1 Tests required
The Inspector shall select the necessary cylinders for testing and verify:
a) the tests specified in 7.5.2.2 or 7.5.2.3 (material tests) on one cylinder;
b) the test specified in 7.5.2.4 (hydrostatic pressure burst test) on three cylinders;
c) the test specified in 7.5.2.5 (ambient temperature pressure cycling test) on two cylinders;
d) the test specified in 7.5.2.6 (LBB test) on three cylinders;
e) the test specified in 7.5.2.7 (bonfire test) on one or two cylinders, as appropriate;
f) the test specified in 7.5.2.8 (penetration test) on one cylinder.
7.5.2.2 Material tests for steel cylinders
a) Tensile test
Steel from a finished cylinder shall meet the requirements of the tensile test in A.1.
b) Impact test
Steel from a finished cylinder shall meet the requirements of the impact test in A.2.
c) Sulfide stress cracking resistance test
If the upper limit of the specified tensile strength for the steel exceeds 950 MPa, the steel from a finished
cylinder shall meet the requirements of the sulfide stress cracking resistance test in A.3.
7.5.2.3 Material tests for aluminium alloy cylinders
a) Tensile test
Aluminium alloy from a finished cylinder shall meet the requirements of the tensile test in A.1.
b) Corrosion tests
Aluminium alloy from a finished cylinder shall meet the requirements of the corrosion tests in A.4.
c) Sustained load cracking tests
Aluminium alloy from a finished cylinder shall meet the requirements of the sustained load cracking
tests in A.5.
7.5.2.4 Hydrostatic pressure burst test
Three representative cylinders shall be hydrostatically pressurized to failure in accordance with A.12.
The cylinder burst pressures shall exceed the minimum burst pressure calculated by the stress analysis
for the design, and shall be at least 2,25 times working pressure. The fracture shall initiate in the
cylindrical
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 11439
Deuxième édition
2013-06-01
Bouteilles à gaz — Bouteilles haute
pression pour le stockage de gaz
naturel utilisé comme carburant à
bord des véhicules automobiles
Gas cylinders — High pressure cylinders for the on-board storage of
natural gas as a fuel for automotive vehicles
Numéro de référence
©
ISO 2013
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Publié en Suisse
ii © ISO 2013 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Conditions d’utilisation . 4
4.1 Généralités . 4
4.2 Pressions maximales. 5
4.3 Nombre maximal de cycles de remplissage . 5
4.4 Plage de températures . 5
4.5 Composition du gaz . 5
4.6 Surfaces externes . 6
5 Inspection et contrôle . 6
6 Procédure d’homologation de type . 7
6.1 Généralités . 7
6.2 Homologation de type . 7
6.3 Déclaration de service . 7
6.4 Données concernant la conception . 8
6.5 Données relatives à la fabrication . 8
6.6 Résistance à la rupture et taille des défauts pour les contrôles non destructifs (CND) . 9
6.7 Feuille de spécifications . 9
6.8 Données supplémentaires . 9
6.9 Certificat d’homologation de type . 9
7 Exigences pour les bouteilles métalliques de type 1 . 9
7.1 Généralités . 9
7.2 Matériaux . 9
7.3 Exigences de conception .10
7.4 Construction et fabrication .11
7.5 Procédure pour les essais sur prototype .11
7.6 Essais par lots .14
7.7 Essais sur chaque bouteille .16
7.8 Certificat d’approbation de lots .16
7.9 Non-conformité aux exigences relatives aux essais .16
8 Exigences pour les bouteilles frettées de type 2 .17
8.1 Généralités .17
8.2 Matériaux .17
8.3 Exigences de conception .18
8.4 Construction et fabrication .20
8.5 Procédure pour les essais sur prototype .21
8.6 Essais par lots sur des liners et sur des bouteilles .24
8.7 Essais sur chaque liner et sur chaque bouteille .27
8.8 Certificat d’approbation de lots .28
8.9 Non-conformité aux exigences relatives aux essais .28
9 Exigences pour les bouteilles entièrement bobinées de type 3 .29
9.1 Généralités .29
9.2 Matériaux .29
9.3 Exigences de conception .30
9.4 Construction et fabrication .32
9.5 Procédure pour les essais sur prototype .33
9.6 Essais par lots sur les liners et les bouteilles .37
9.7 Essais sur chaque liner et sur chaque bouteille .39
9.8 Certificat d’approbation de lots .40
9.9 Non-conformité aux exigences relatives aux essais .40
10 Exigences pour les bouteilles composite entièrement bobinées de type 4 .40
10.1 Généralités .40
10.2 Matériaux .41
10.3 Exigences de conception .41
10.4 Construction et fabrication .42
10.5 Procédure pour les essais sur prototype .43
10.6 Essais par lots .46
10.7 Essais sur chaque bouteille .51
10.8 Certificat d’approbation de lots .51
10.9 Non-conformité aux exigences relatives aux essais .51
11 Marquage .51
12 Préparation pour mise à disposition .52
Annexe A (normative) Méthodes d’essai et critères .53
Annexe B (normative) Contrôle par ultrasons .63
Annexe C (informative) Taille des défauts détectés par contrôle non destructif (CND)
par cyclage d’une bouteille entaillée .67
Annexe D (informative) Formulaires de rapports .68
Annexe E (informative) Pressions de service normalisées .71
Annexe F (informative) Vérification des rapports de contrainte en utilisant des jauges
de contrainte .72
Annexe G (informative) Instructions du fabricant pour la manipulation, l’utilisation
et l’inspection des bouteilles .73
iv © ISO 2013 – Tous droits réservés
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives
ISO/CEI, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de
Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote.
Leur publication comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L’ISO 11439 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 58, Bouteilles à gaz, sous-comité SC 3,
Construction des bouteilles.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 11439:2000), qui a fait l’objet d’une
révision technique. En plus d’améliorations éditoriales, la principale différence technique entre la
première et la deuxième éditions est une clarification et une révision des exigences de «Changement de
conception» pour les différents types de bouteilles.
Introduction
Les bouteilles pour le stockage de gaz naturel utilisé comme carburant à bord des véhicules automobiles
doivent être légères, tout en maintenant, voire en améliorant, le niveau de sécurité requis pour d’autres
récipients sous pression.
Il convient que les propriétaires ou les utilisateurs de bouteilles couvertes par la présente Norme
internationale sachent que les bouteilles sont conçues pour fonctionner en toute sécurité si elles sont
utilisées conformément aux conditions d’utilisation spécifiées, et pendant une durée de vie limitée à la
durée de vie spécifiée. La date d’expiration est indiquée sur chaque bouteille, et il est de la responsabilité
des propriétaires et des utilisateurs de s’assurer que les bouteilles ne sont pas utilisées au-delà de cette
date et qu’elles sont soumises à des contrôles, conformément aux spécifications du fabricant.
Les utilisateurs de la présente Norme internationale sont encouragés à considérer les impacts
environnementaux associés à la réalisation de certains des essais.
vi © ISO 2013 – Tous droits réservés
NORME INTERNATIONALE ISO 11439:2013(F)
Bouteilles à gaz — Bouteilles haute pression pour le
stockage de gaz naturel utilisé comme carburant à bord
des véhicules automobiles
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie les exigences minimales concernant les bouteilles à gaz
rechargeables, légères, conçues uniquement pour le stockage de gaz naturel comprimé haute pression,
utilisé comme carburant à bord des véhicules automobiles sur lesquels elles sont montées. Les conditions
de services ne couvrent pas les charges externes que peuvent provoquer des collisions entre véhicules, etc.
La présente Norme internationale couvre les bouteilles fabriquées en n’importe quel type d’acier sans
soudure, d’alliage d’aluminium sans soudure ou de matériau non métallique, de tout type de conception
ou méthode de fabrication approprié aux conditions d’utilisation spécifiées. Elle ne couvre pas les
bouteilles en acier inoxydable. Bien que la présente Norme internationale utilise une pression de service
de référence de 200 bar, d’autres pressions de service peuvent être utilisées.
Les bouteilles couvertes par la présente Norme internationale sont désignées par Type 1, Type 2,
Type 3 et Type 4.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de manière normative dans le présent
document et sont indispensables à son application. Pour les références datées, seule l’édition citée
s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y
compris les éventuels amendements).
ISO 148-1, Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy — Partie 1: Méthode d’essai
ISO 306, Plastiques — Matières thermoplastiques — Détermination de la température de ramollissement
Vicat (VST)
ISO 527-2, Plastiques — Détermination des propriétés en traction — Partie 2: Conditions d’essai des
plastiques pour moulage et extrusion
ISO 2808, Peintures et vernis — Détermination de l’épaisseur du feuil
ISO 6506-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Brinell — Partie 1: Méthode d’essai
ISO 6892-1, Matériaux métalliques — Essai de traction — Partie 1: Méthode d’essai à température ambiante
ISO 7866, Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz sans soudure en alliage d’aluminium destinées à être
rechargées — Conception, construction et essais
ISO 9227, Essais de corrosion en atmosphères artificielles — Essais aux brouillards salins
ISO 9712, Essais non destructifs — Qualification et certification du personnel END
ISO 9809-1, Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz rechargeables en acier sans soudure — Conception,
construction et essais — Partie 1: Bouteilles en acier trempé et revenu ayant une résistance à la traction
inférieure à 1 100 MPa
ISO 9809-2, Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz rechargeables en acier sans soudure — Conception,
construction et essais — Partie 2: Bouteilles en acier trempé et revenu ayant une résistance à la traction
supérieure ou égale à 1 100 MPa
ISO 9809-3, Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz rechargeables en acier sans soudure — Conception,
construction et essais — Partie 3: Bouteilles en acier normalisé
ISO 14130, Composites plastiques renforcés de fibres — Détermination de la résistance au cisaillement
interlaminaire apparent par essai de flexion sur appuis rapprochés
ISO 15403-1, Gaz naturel — Gaz naturel pour usage comme carburant comprimé pour véhicules — Partie 1:
Désignation de la qualité
ISO/TR 15403-2, Gaz naturel — Gaz naturel pour usage comme carburant comprimé pour véhicules —
Partie 2: Spécification de la qualité
ISO 15500-13, Véhicules routiers — Composants des systèmes de combustible gaz naturel comprimé
(GNC) — Partie 13: Dispositifs de limitation de pression
ASTM D522-93a, Standard Test Methods for Mandrel Bend Test of Attached Organic Coatings
ASTM D1308-87, Standard Test Method for Effect of Household Chemicals on Clear and Pigmented
Organic Finishes
ASTM D2794-93, Standard Test Method for Resistance of Organic Coatings to the Effects of Rapid
Deformation (Impact)
ASTM D3170-87, Standard Test Method for Chipping Resistance of Coatings
ASTM D3359, Standard Test Methods for Measuring Adhesion by Tape Test
ASTM D3418, Standard Test Method for Transition Temperatures of Polymers by Differential Scanning
Calorimetry
1)
, Standard Practice for Operating Fluorescent Light Apparatus for UV Exposure of
ASTM G154-2006
Nonmetallic Materials
NACE/TM 0177-96, Laboratory Testing of Metals for Resistance to Sulfide Stress Cracking and Stress
Corrosion Cracking in H2S Environments
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
organisme d’inspection autorisé
organisme d’inspection autorisé, approuvé et reconnu par l’autorité réglementaire du pays de l’utilisateur,
dont le rôle est de superviser la construction et les essais des bouteilles utilisées pour le stockage de gaz
naturel à bord des véhicules automobiles
3.2
autofrettage
procédure d’application de la pression utilisée pour la fabrication des bouteilles composites avec liners
métalliques, qui consiste à porter le liner au-delà de sa limite d’élasticité, de manière à provoquer une
déformation plastique permanente
3.3
pression d’autofrettage
pression à l’intérieur de la bouteille bobinée, à laquelle la distribution requise des contraintes entre le
liner et le bobinage est établie
1) Version plus récente: ASTM G154-12a, 2012.
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3.4
lot – bouteilles composites
groupe composé au plus de 200 bouteilles plus les bouteilles pour les essais destructifs, ou, si le groupe
est plus important, groupe de bouteilles produites sans interruption par une même équipe à partir de
liners qualifiés ayant même dimension, même conception, fabriquées avec les mêmes matériaux spécifiés
et en utilisant la même méthode de fabrication
3.5
lot – bouteilles/liners métalliques
groupe composé au plus de 200 bouteilles/liners métalliques plus les bouteilles/liners pour les essais
destructifs, ou, si le groupe est plus important, groupe de bouteilles/liners métalliques produits sans
interruption par une même équipe, de même diamètre nominal, même épaisseur de paroi, même
conception, fabriqués à partir du matériau spécifié, de la même coulée de matériau et en utilisant la
même méthode de fabrication, le même équipement de fabrication et le même traitement thermique,
ainsi que les mêmes conditions de temps, température et atmosphère au cours du traitement thermique
3.6
lot – liners non métalliques
groupe composé au plus de 200 liners plus les liners pour les essais destructifs, ou, si le groupe est plus
important, groupe de liners non métalliques produits sans interruption par une même équipe, de même
diamètre nominal, même épaisseur de paroi, même conception, même matériau spécifié et en utilisant
la même méthode de fabrication
3.7
pression de rupture
pression la plus élevée atteinte dans une bouteille durant un essai de rupture
3.8
bouteille composite
bouteille constituée d’un filament continu imprégné de résine bobiné autour d’un liner métallique ou
non métallique
3.9
détruite
bouteille dans un état d’altération qui la rend physiquement inutilisable aux fins prévues
3.10
bouteille finie
bouteille finie et prête à être utilisée, comportant un marquage d’identification ainsi qu’un revêtement
externe comprenant le système d’isolation et/ou de protection intégré spécifié par le fabricant sur le
plan de conception de la bouteille
3.11
liner
partie interne de la bouteille composite, constituée d’un récipient métallique ou non métallique
3.12
fabricant
personne ou organisme responsable de la conception, de la fabrication et des essais effectués sur les bouteilles
3.13
bobinage
système de renfort constitué de filament et de résine appliqué autour du liner
3.14
précontrainte
procédure d’application de l’autofrettage ou de la tension d’enroulement contrôlée
3.15
durée de vie en service
durée de vie, en années, pendant laquelle les bouteilles peuvent être utilisées conformément aux
conditions normalisées de service
3.16
pression stabilisée
pression du gaz lorsqu’une température stabilisée donnée est atteinte
3.17
température stabilisée
température du gaz uniforme dans la bouteille après dissipation de toute chaleur provoquée par le remplissage
3.18
pression d’épreuve
pression à laquelle la bouteille est soumise pendant un essai de pression
3.19
conception de type 1
bouteille entièrement métallique
3.20
conception de type 2
bouteille frettée avec un liner métallique reprenant les efforts et avec un renfort en composite au niveau
de la partie cylindrique uniquement
3.21
conception de type 3
bouteille entièrement bobinée avec un liner métallique reprenant les efforts et avec un renfort en
composite au niveau de la partie cylindrique et des ogives
3.22
conception de type 4
bouteille entièrement bobinée avec un liner ne reprenant pas les efforts et avec un renfort en composite
au niveau de la partie cylindrique et des ogives
3.23
pression de service
pression stabilisée d’une bouteille entièrement remplie à une température uniforme de 15 °C
4 Conditions d’utilisation
4.1 Généralités
4.1.1 Conditions d’utilisation normalisées
Les conditions d’utilisation normalisées spécifiées dans cet article servent de base à la conception, à la
fabrication, au contrôle, aux essais et à l’homologation des bouteilles destinées à être montées de façon
permanente sur les véhicules et utilisées pour stocker, à température ambiante, le gaz naturel utilisé
comme carburant dans les véhicules.
4.1.2 Durée de vie en service
La durée de vie en service pour laquelle les bouteilles peuvent être utilisées en toute sécurité doit être
spécifiée par le fabricant de la bouteille en prenant comme base les conditions d’utilisation ci-incluses.
La durée de vie en service maximale doit être de 20 ans.
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4.2 Pressions maximales
La présente Norme internationale est basée sur une pression de service du gaz naturel carburant de
200 bar stabilisée à 15 °C avec une pression maximale au remplissage de 260 bar. D’autres pressions de
service peuvent être utilisées en ajustant la pression par le facteur (rapport) approprié. Par exemple,
une pression de service de 240 bar demanderait que toutes les pressions soient multipliées par 1,20.
Voir aussi l’Annexe E.
À l’exception des cas où les pressions ont été ajustées de cette façon, la bouteille doit être conçue pour
être acceptable pour:
a) une pression de 200 bar à une température stabilisée de 15 °C;
b) une pression maximale ne devant pas dépasser 260 bar, quelles que soient les conditions de
remplissage ou de température.
4.3 Nombre maximal de cycles de remplissage
Les bouteilles doivent être conçues pour être remplies jusqu’à 1 000 fois par année de service.
4.4 Plage de températures
4.4.1 Température stabilisée du gaz
La température stabilisée du gaz dans les bouteilles peut varier d’une valeur minimale de – 40 °C à une
valeur maximale de + 65 °C.
4.4.2 Températures dans les bouteilles
Les bouteilles doivent être conçues pour des conditions de service impliquant des températures
comprises entre – 40 °C + 82 °C. Il est prévu que les températures de matériaux des bouteilles dépassant
+ 65 °C soient suffisamment localisées ou de courte durée pour que la température du gaz dans la
bouteille ne dépasse jamais + 65 °C, sauf dans les conditions définies en 4.4.3.
4.4.3 Températures transitoires
Les températures du gaz développées dans les bouteilles durant le remplissage et la décharge peuvent
varier au-delà des limites indiquées en 4.4.1.
4.5 Composition du gaz
4.5.1 Généralités
Les bouteilles doivent être conçues de façon à pouvoir être remplies avec du gaz naturel conforme aux
spécifications de l’ISO 15403-1 et de l’ISO/TR 15403-2 et à celles concernant le gaz sec ou le gaz humide
respectivement décrites en 4.5.2 ou 4.5.3. Du méthanol et/ou du glycol ne doivent pas être délibérément
ajoutés au gaz naturel.
Note Lorsque la présence de conditions de gaz humide est suspectée, il a été démontré qu’une quantité
minimale de 1 mg d’huile pour compresseur par kg de gaz empêchait la corrosion des bouteilles en acier.
4.5.2 Gaz sec
La vapeur d’eau doit être limitée à moins de 32 mg/m (c’est-à-dire avec un point de rosée de – 9 °C à
200 bar). Les limites maximales sur les constituants doivent être:
Sulfure d’hydrogène et autres sulfures solubles: 23 mg/m
Oxygène: 1 % (fraction volumique)
Hydrogène, quand les bouteilles sont fabriquées
à partir d’un acier avec une charge de rupture 2 % (fraction volumique)
dépassant 950 MPa:
4.5.3 Gaz humide
Pour un gaz dont la teneur en eau est supérieure à celle du gaz sec, les limites sur les constituants
doivent être:
Sulfure d’hydrogène et autres sulfures solubles: 23 mg/m au maximum
Oxygène: 1 % (fraction volumique) au maximum
Dioxyde de carbone: 3 % (fraction volumique) au maximum
Hydrogène: 0,1 % (fraction volumique) au maximum
1 mg/kg de gaz naturel au minimum (voir Note
Huile pour compresseur:
en 4.5.1)
4.6 Surfaces externes
Il n’est pas nécessaire de concevoir les bouteilles pour une exposition continue aux attaques mécaniques et
chimiques (par exemple fuite d’un chargement pouvant être transporté sur des véhicules, ou dommages
graves dus à l’abrasion en raison des conditions sur la route). Cependant, en égard à leur installation
réalisée en conformité avec les instructions fournies avec les bouteilles, les surfaces externes des bouteilles
doivent être conçues pour être exposées par inadvertance aux attaques mécaniques et chimiques.
Les attaques mécaniques et chimiques peuvent résulter d’environnements tels que:
a) l’eau, en immersion intermittente ou éclaboussure provenant de la route;
b) le sel, si le véhicule est utilisé à proximité de l’océan ou si du sel est utilisé pour fondre la glace;
c) le rayonnement ultraviolet de la lumière solaire;
d) l’impact de graviers;
e) les solvants, aux acides et également aux alcalis et aux fertilisants;
f) les fluides pour véhicules, y compris l’essence, les fluides hydrauliques, l’acide d’accumulateurs, le
glycol et les huiles;
g) les gaz d’échappement.
5 Inspection et contrôle
L’évaluation de la conformité peut être effectuée suivant les réglementations appropriées reconnues par
le (les) pays où les bouteilles sont destinées à être utilisées.
6 © ISO 2013 – Tous droits réservés
Afin de s’assurer que les bouteilles sont en conformité avec la présente Norme internationale, elles
doivent être soumises à une inspection et à des contrôles conformément aux Articles 7, 8, 9 ou 10, et
à l’Annexe A, suivant le type de conception. Cela doit être fait par un organisme d’inspection autorisé
(dénommé ci-après «l’inspecteur») reconnu dans les pays d’utilisation. L’inspecteur doit être compétent
pour l’inspection des bouteilles.
6 Procédure d’homologation de type
6.1 Généralités
L’homologation de type comprend deux parties:
a) homologation de la conception, comprenant la soumission de l’information du fabricant à l’inspecteur,
comme détaillé en 6.3.
b) des essais sur prototype, comprenant les essais réalisés sous la supervision de l’inspecteur.
Le matériau des bouteilles, la conception, la fabrication et les contrôles doivent être prouvés
conformément au service envisagé en satisfaisant les exigences des essais sur prototype spécifiés
en 7.5, 8.5, 9.5 ou 10.5, et à l’Annexe A, suivant la conception des bouteilles.
Les données d’essai doivent aussi fournir les dimensions, les épaisseurs de paroi et les masses de chacune
des bouteilles d’essai.
6.2 Homologation de type
La conception des bouteilles doit être homologuée par l’inspecteur. Les renseignements suivants doivent
être fournis par le fabricant à l’inspecteur à l’appui d’une demande d’homologation:
a) la déclaration de service, conformément à 6.3;
b) les données concernant la conception, conformément à 6.4;
c) les données concernant la fabrication, conformément à 6.5;
d) la résistance à la rupture et la taille des défauts pour les contrôles non destructifs (CND),
conformément à 6.6;
e) la feuille de spécifications, conformément à 6.7;
f) des données supplémentaires, conformément à 6.8.
6.3 Déclaration de service
L’objectif de la déclaration de service est de fournir des lignes directrices aux utilisateurs et installateurs
des bouteilles ainsi que d’informer l’inspecteur. La déclaration de service doit comprendre:
a) une déclaration indiquant que la conception de la bouteille est appropriée à son utilisation dans les
conditions de service définies dans l’Article 4, pour la durée de vie en service de la bouteille;
b) une spécification de la durée de vie en service;
c) les exigences minimales relatives à l’inspection périodique;
d) une spécification des dispositifs de limitation de pression, et de l’isolation si elle est fournie;
e) une spécification pour les méthodes de fixation, les revêtements de protection et tous les autres
accessoires nécessaires mais non fournis;
f) une description de la conception de la bouteille;
g) toute autre information et instructions nécessaires pour assurer l’utilisation en toute sécurité et le
contrôle de la bouteille.
6.4 Données concernant la conception
6.4.1 Plans
Les plans doivent contenir, au minimum, les indications suivantes:
a) le titre, le fabricant, le numéro de référence, la date d’édition et les numéros de révision avec les
dates d’édition le cas échéant;
b) une référence à la présente Norme internationale et le type de la bouteille;
c) toutes les dimensions de la bouteille finie avec les tolérances, y compris les détails des ogives, des
ouvertures et des filetages de col;
d) la capacité en eau et la masse de la bouteille finie (y compris les accessoires permanents) avec
les tolérances;
e) les spécifications des matériaux, les caractéristiques mécaniques (y compris les plages de tolérances,
le cas échéant) et, pour les bouteilles et liners métalliques, la plage de dureté spécifiée;
f) d’autres données, telles que la pression de service, la pression d’autofrettage, la pression d’essai, la
pression minimale de rupture de conception, la durée de vie de conception;
g) les détails sur le système de protection contre le feu et sur tout revêtement de protection extérieur.
6.4.2 Rapport d’analyse des contraintes
Une analyse de contrainte par éléments finis ou par toute autre méthode doit être fournie. Un tableau
résumant les contraintes calculées doit être fourni.
6.4.3 Données concernant les propriétés des matériaux
Une description des matériaux et tolérances des caractéristiques des matériaux utilisés pour la conception
doit être fournie. Doivent être également présentés, les résultats d’essai définissant les caractéristiques
mécaniques et déterminant si les matériaux sont appropriés au service dans les conditions définies dans
l’Article 4.
6.4.4 Protection contre le feu
La disposition des systèmes de protection contre les surpressions, et l’isolation si elle est fournie,
qui protégeront la bouteille d’une rupture soudaine si elle est exposée aux conditions de feu définies
dans l’Article A.15, doit être spécifiée. Les résultats d’essai doivent prouver l’efficacité du système de
protection spécifié contre le feu.
NOTE Un fabricant peut spécifier d’autres emplacements des dispositifs de limitation de pression pour des
installations spécifiques sur véhicule.
6.5 Données relatives à la fabrication
Les détails concernant les modes de fabrication, les contrôles non destructifs, les essais de production
et les essais par lots doivent être fournis. Les procédés de fabrication tels que le traitement thermique,
le formage des extrémités, le coefficient de mélange de la résine, la tension et la vitesse pour le bobinage
sous tension du filament, les temps et les températures de cuisson et les procédures d’autofrettage
doivent être spécifiés.
Le fini de surface, les détails du filetage, les critères d’acceptation pour l’examen par ultrasons
(ou équivalent) et la taille maximale des lots pour les essais par lots doivent également être spécifiés.
8 © ISO 2013 – Tous droits réservés
6.6 Résistance à la rupture et taille des défauts pour les contrôles non destructifs (CND)
Le fabricant doit spécifier la taille maximale de défaut pour les contrôles non destructifs. Cette taille de défaut
assurera la fuite avant rupture et empêchera la défaillance par fuite ou par rupture de la bouteille durant
sa vie en service. La taille maximale de défaut doit être établie par une méthode adaptée à la conception.
NOTE Un exemple de méthode appropriée est donné dans l’Annexe C.
6.7 Feuille de spécifications
Un résumé des documents fournissant les informations requises en 6.2 doit apparaître dans une feuille
de spécifications pour chaque modèle de bouteille. Le titre, le numéro de référence, les numéros de
révisions et les dates de première édition et des versions successives de chaque document doivent être
indiqués. Tous les documents doivent être signés ou visés par celui qui les a émis.
6.8 Données supplémentaires
Des données supplémentaires à l’appui de la demande peuvent être fournies.
6.9 Certificat d’homologation de type
Si les résultats de l’homologation de conception conformément à 6.1 et les essais sur prototype effectués
conformément à 7.5, 8.5, 9.5 ou 10.5, et à l’Annexe A, suivant la conception de la bouteille, se révèlent
satisfaisants, l’inspecteur doit délivrer un certificat d’homologation de type.
NOTE Un exemple de certificat d’homologation de type est donné dans l’Annexe D.
7 Exigences pour les bouteilles métalliques de type 1
7.1 Généralités
La présente Norme internationale ne fournit pas de formules pour la conception, ni de contraintes ou
de déformations admissibles, mais elle demande que la validité de la conception soit établie par des
calculs appropriés et prouvée par des essais destinés à montrer que les bouteilles satisfont aux essais
concernant les matériaux, la qualification de la conception, la production et les essais par lots spécifiés.
La conception doit permettre d’assurer un mode de défaillance de type «fuite avant rupture» durant le
service normal.
7.2 Matériaux
7.2.1 Exigences générales
Les matériaux utilisés doivent être acceptables pour les conditions de services spécifiées dans l’Article 4.
La conception ne doit pas mettre en contact des matériaux incompatibles.
7.2.2 Contrôle sur la composition chimique
7.2.2.1 Acier
Les aciers doivent être calmés à l’aluminium et/ou au silicium. La composition chimique de tous les
aciers doit être déclarée et définie au minimum par:
a) la teneur en carbone, manganèse, aluminium et silicium, dans tous les cas;
b) la teneur en chrome, nickel, molybdène, bore et vanadium, et en tout autre élément d’alliage ajouté
de manière intentionnelle.
Dans l’analyse de la coulée, les teneurs en soufre et en phosphore du Tableau 1 ne doivent pas être dépassées.
Tableau 1 — Teneurs en soufre et en phosphore à ne pas dépasser
soufre 0,010 % en masse
phosphore 0,020 % en masse
soufre + phosphore 0,025 % en masse
7.2.2.2 Aluminium
Les alliages d’aluminium peuvent être utilisés pour produire des bouteilles, sous réserve qu’ils
satisfassent à toutes les exigences de la présente Norme internationale, et que leur teneur maximale en
plomb et en bismuth ne dépasse pas 0,003 %.
NOTE Une liste des alliages enregistrés intitulée «International Alloy Designations and Chemical Composition
2)
Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys» est tenue à jour par l’Aluminum Association Inc. et
mise à disposition sous les «Registration Records Series».
7.3 Exigences de conception
7.3.1 Pression d’épreuve
La pression minimale d’épreuve utilisée en fabrication doit être égale à 1,5 fois la pression de service.
7.3.2 Pression de rupture
La pression minimale de rupture ne doit pas être inférieure à 2,25 fois la pression de service.
7.3.3 Analyse des contraintes
Les contraintes dans la bouteille doivent être calculées pour la pression de service, la pression d’essai et
la pression de rupture de conception. Les calculs doivent utiliser une analyse adéquate pour établir la
distribution des contraintes afin de justifier les épaisseurs minimales de conception des parois.
7.3.4 Taille maximale de défaut
La taille maximale de défaut en tout point de la bouteille métallique, telle que la bouteille satisfasse aux
exigences de cyclage en pression et de l’essai de fuite avant rupture, doit être spécifiée.
La taille admissible de défaut pour les contrôles non destructifs doit être déterminée par une méthode
appropriée, par exemple en utilisant l’Annexe C.
7.3.5 Ouvertures
L’axe des ouvertures doit coïncider avec l’axe longitudinal de la bouteille.
7.3.6 Protection contre le feu
La bouteille doit être protégée par des dispositifs de limitation de la pression. La bouteille, ses matériaux,
les dispositifs de limitation de la pression et toute isolation ou matériau de protection ajoutés doivent être
conçus collectivement pour assurer une sûreté appropriée dans les conditions d’essai au feu spécifiées
dans l’Article A.15. Un fabricant peut spécifier d’autres emplacements des dispositifs de limitation de
pression pour des installations spécifiques sur véhicule pour optimiser les considérations de sûreté.
Les dispositifs de limitation de pression doivent être conformes à l’ISO 15500-13.
2) Aluminum Association Inc., 900 19th Street N.W., Washington D.C., 20006-2168, États-Unis.
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7.3.7 Attaches
Quand un anneau est fixé au col ou au pied, ou bien quand une attache pour support est fournie, ils
doivent être d’un matériau compatible avec celui de la bouteille et doivent être fixés par une méthode
autre que le soudage à l’arc, le brasage ou la soudure.
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