ISO 16111:2008

Transportable gas storage devices - Hydrogen absorbed in reversible metal hydride

ISO 16111:2008 defines the requirements applicable to the material, design, construction, and testing of transportable hydrogen gas storage systems, referred to as “metal hydride assemblies” (MH assemblies) which utilize shells not exceeding 150 l internal volume and having a maximum developed pressure (MDP) not exceeding 25 MPa (250 bar). It only applies to refillable storage MH assemblies where hydrogen is the only transferred media. Storage MH assemblies intended to be used as fixed fuel-storage onboard hydrogen fuelled vehicles are excluded. ISO 16111:2008 is intended to be used for certification purposes.

Appareils de stockage de gaz transportables — Hydrogène absorbé dans un hydrure métallique réversible

L'ISO 16111:2008 définit les exigences applicables aux matériaux, à la conception, à la fabrication et à la mise à l'essai des systèmes de stockage de l'hydrogène gazeux transportables, appelés systèmes à hydrures métalliques (systèmes HM), qui utilisent des enveloppes ayant un volume interne inférieur ou égal à 150 l et ayant une pression développée maximale (MDP) ne dépassant pas 25 MPa (250 bar). Elle est applicable uniquement aux systèmes HM de stockage rechargeables où l'hydrogène est le seul élément transféré. Les systèmes HM de stockage destinés à être utilisés comme réservoirs de carburant fixes à bord des véhicules à hydrogène sont exclus. L'ISO 16111:2008 est destinée à être utilisée à des fins de certification.

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 13-Nov-2008
• Withdrawal Date: 13-Nov-2008
• ICS: 71.100.20 - Gases for industrial application
• Technical Committee: ISO/TC 197 - Hydrogen technologies
• Drafting Committee: ISO/TC 197 - Hydrogen technologies
• Parallel Committee: ISO/TC 58/SC 3 - Cylinder design
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Start Date: 16-Aug-2018
• Completion Date: 13-Dec-2025
• Directive: TRRTP121 - Sklep o objavi prilog A in B k Evropskemu sporazumu o mednarodnem cestnem prevozu nevarnega blaga (ADR)

Relations

• Revised: ISO 16111:2018 - Transportable gas storage devices - Hydrogen absorbed in reversible metal hydride
• Effective Date: 05-Nov-2015
• Revises: ISO/TS 16111:2006 - Transportable gas storage devices - Hydrogen absorbed in reversible metal hydride
• Effective Date: 15-Apr-2008

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16111
First edition
2008-11-15
Transportable gas storage devices —
Hydrogen absorbed in reversible metal
hydride
Appareils de stockage de gaz transportables — Hydrogène absorbé
dans un hydrure métallique réversible

Reference number
©
ISO 2008
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword .iv
Introduction.v
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 Terms and definitions .2
4 Service conditions.4
4.1 Pressures .4
4.2 Rated capacity .4
4.3 Temperature ranges .4
4.4 Environmental conditions .5
4.5 Service life.5
4.6 Hydrogen quality .5
4.7 Special service conditions .5
5 Design considerations.5
5.1 General .5
5.2 Material selection .5
5.3 Shell design .6
5.4 Design strength .7
5.5 Overpressure and fire protection .7
5.6 Loading of hydrogen absorbing alloy.8
5.7 Shut-off valves.8
5.8 Actively cooled MH assemblies .9
5.9 Particulate containment.10
6 Inspection and testing .10
6.1 General .10
6.2 Type / qualification tests.10
6.3 Batch tests .21
6.4 Routine tests and inspections .22
7 Marking, labelling, and documentation.22
7.1 Marking.22
7.2 Labelling.23
8 Documentation accompanying the product .23
8.1 Material safety data sheets.23
8.2 Users or operating manual.23
Annex A (informative) Material compatibility for hydrogen service .25
Annex B (normative) Environmental tests .28
Annex C (informative) Type approval certificate .33
Annex D (informative) Acceptance certificate.35
Bibliography.37

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 16111 was prepared by Technical Committee ISO/TC 197, Hydrogen technologies, with participation by
Technical Committee ISO/TC 58, Gas cylinders, Subcommittee SC 3, Cylinder design.
This first edition cancels and replaces ISO/TS 16111:2006, which has been technically revised.
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Introduction
As the utilization of gaseous hydrogen evolves from the chemical industry into various emerging applications,
such as fuel for fuel cells and internal combustion engines and other specialty hydrogen applications, the
importance of new and improved storage techniques has become essential. One of these techniques employs
the absorption of hydrogen into specially formulated alloys. The material can be stored and transported in a
solid form, and the hydrogen later released and used under specific thermodynamic conditions. This
International Standard describes the service conditions, design criteria, type tests, batch tests and routine
tests for transportable hydride-based hydrogen storage systems, referred to as “metal hydride assemblies”
(MH assemblies). Types of MH assemblies may serve as: fuel cell cartridges; hydrogen fuel storage
containers; high-purity hydrogen supplies and others.

INTERNATIONAL STANDARD ISO 16111:2008(E)

Transportable gas storage devices — Hydrogen absorbed in
reversible metal hydride
1 Scope
This International Standard defines the requirements applicable to the material, design, construction, and
testing of transportable hydrogen gas storage systems, referred to as “metal hydride assemblies” (MH
assemblies) which utilize shells not exceeding 150 l internal volume and having a maximum developed
pressure (MDP) not exceeding 25 MPa (250 bar). This International Standard only applies to refillable storage
MH assemblies where hydrogen is the only transferred media. Storage MH assemblies intended to be used as
fixed fuel-storage onboard hydrogen fuelled vehicles are excluded. This International Standard is intended to
be used for certification purposes.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application 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 7225, Gas cylinders — Precautionary labels
ISO 7866, Gas cylinders — Refillable seamless aluminium alloy gas cylinders — Design, construction and
testing
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 10297:2006, Transportable gas cylinders — Cylinder valves — Specification and type testing
ISO 11114-4, Transportable gas cylinders — Compatibility of cylinder and valve materials with gas contents —
Part 4: Test methods for selecting metallic materials resistant to hydrogen embrittlement
ISO 11119-1, Gas cylinders of composite construction — Specification and test methods — Part 1: Hoop
wrapped composite gas cylinders
ISO 11119-2:2002, Gas cylinders of composite construction — Specification and test methods — Part 2: Fully
wrapped fibre reinforced composite gas cylinders with load-sharing metal liners
ISO 14246, Transportable gas cylinders — Gas cylinder valves — Manufacturing tests and inspections
ISO 14687, Hydrogen fuel — Product specifications
ISO 16528-1, Boilers and pressure vessels — Part 1: Performance requirements
UN Recommendations on the Transport of Dangerous Goods. Model Regulations
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
absorbed
taken and held through the formation of bonding interactions within the bulk of the material
3.2
burst pressure
highest pressure reached in an MH assembly during a burst test
3.3
design stress limit
total stress loading allowed on the shell wall
NOTE In MH assemblies, the shell design takes into account the gas pressure plus other stresses, such as pressure
exerted by expansion of the hydrogen absorbing alloy.
3.4
fuel cell cartridge
article that stores fuel for discharge into the fuel cell through a valve(s) that controls the discharge of fuel into
the fuel cell
3.5
fuel cell cartridge
MH assembly, which stores hydrogen for use as a fuel in a fuel cell
3.6
full flow capacity pressure
gas pressure at which the pressure relief device is fully open
3.7
hydrogen absorbing alloy
material capable of combining directly with hydrogen gas to form a reversible metal hydride
3.8
internal component
structure, matrix, material or device contained within the shell (excluding hydrogen gas, hydrogen absorbing
alloy and metal hydride)
NOTE Internal components may be used for purposes such as heat transfer, preventing movement of the hydrogen
absorbing alloy/metal hydride and/or to prevent excessive stress on the shell walls due to hydride expansion.
3.9
internal volume
water capacity of the shell
3.10
maximum developed pressure
MDP
highest gas gauge pressure for an MH assembly at rated capacity and equilibrated at the maximum service
temperature
NOTE The MDP term was specifically selected for MH assemblies to avoid confusion with the MAWP and the service
pressure used in other ISO International Standards.
3.11
metal hydride
solid material formed by reaction between hydrogen and hydrogen absorbing alloy
2 © ISO 2008 – All rights reserved

3.12
metal hydride assembly
MH assembly
single complete hydrogen storage system, including shell, metal hydride, pressure relief device (PRD),
shut-off valve, other appurtenances and internal components
NOTE 1 The MH assembly extends only to, and includes, the first shut-off valve.
NOTE 2 A fuel cell cartridge is a type of MH assembly.
3.13
normal operating conditions
range of pressures, temperatures, hydrogen flow rates, hydrogen quality, etc., specified for all use and filling
operations
3.14
normal service conditions
range of pressures, temperatures, hydrogen flow rates, hydrogen quality, etc., specified for all normal
operating, transportation and storage conditions
3.15
pressure relief device
PRD
device intended to prevent the rupture of an MH assembly in the event of overpressure or exposure to fire
NOTE A pressure relief device may be “pressure-activated”, set to activate at a certain pressure. Alternatively, a
pressure relief device may be “thermally-activated”, set to activate at a certain temperature. A pressure relief device may
also be both “pressure-activated” and “thermally-activated”.
3.16
pressure relief valve
PRV
reseatable PRD
3.17
rated capacity
maximum quantity of hydrogen deliverable under specified conditions
3.18
rated charging pressure
RCP
maximum pressure to be applied to the MH assembly for refilling
NOTE The RCP is not necessarily equal to the equilibrium plateau pressure of the hydrogen absorbing alloy.
3.19
reversible metal hydride
metal hydride for which there exists an equilibrium condition where the hydrogen absorbing alloy, hydrogen
gas and the metal hydride co-exist
NOTE Changes in pressure or temperature will shift the equilibrium favouring the formation or decomposition of the
metal hydride with respect to the hydrogen absorbing alloy and hydrogen gas.
3.20
rupture
structural failure of a shell resulting in the sudden release of stored energy
3.21
shell
enclosure of any shape (cylindrical, prismatic, cubic, etc.) designed to contain the hydrogen gas, metal
hydride and other internal components of the MH assembly
NOTE A shell may be a cylinder, a pressure vessel or other type of container.
3.22
stress level at MDP
sum of all the stresses on the shell wall caused by the metal hydride at rated capacity, hydrogen gas at MDP
and any other applicable mechanical loadings
3.23
test pressure
required pressure applied during a pressure test for qualification
4 Service conditions
4.1 Pressures
4.1.1 Maximum developed pressure (MDP)
The MDP shall be determined by the manufacturer from the metal hydride's temperature–pressure
characteristics at the maximum service temperature. In no case shall the MDP exceed 0,8 times the test
pressure of the shell. The MDP shall not exceed 25 MPa (250 bar).
4.1.2 Rated charging pressure (RCP)
The RCP shall be specified by the manufacturer in order to prevent charging at a pressure that could result in
the shell wall stress exceeding the design stress limit.
4.1.3 Stress level at MDP
The stress level at MDP shall be determined by the manufacturer from the hydrogen absorbing alloy's packing
and expansion properties, the MDP within the MH assembly, and other applicable mechanical loadings.
4.2 Rated capacity
The manufacturer shall state the rated capacity of the MH assembly by units of mass of hydrogen.
4.3 Temperature ranges
4.3.1 Operating temperature range
The minimum and maximum temperature for normal operating conditions to which the MH assembly is rated
shall be specified by the manufacturer.
4.3.2 Service temperature range
The minimum and maximum temperature for normal service conditions to which the MH assembly is rated
shall be specified by the manufacturer. At a minimum, this range shall be of at least from −40 °C to 65 °C and
shall include the entire operating temperature range.
4 © ISO 2008 – All rights reserved

4.4 Environmental conditions
The MH assemblies are expected to be exposed to a number of environmental conditions over their service
life, such as vibration and shock, varying humidity levels, and corrosive environments. The manufacturer shall
specify the environmental conditions for which the MH assembly was designed.
4.5 Service life
The service life for the MH assemblies shall be specified by the manufacturer on the basis of use under
service conditions specified herein. The service life shall not exceed that specified by the standard to which
the shell is designed as per 5.3.
4.6 Hydrogen quality
The minimum quality of the hydrogen gas that shall be used to fill an MH assembly shall be specified by the
manufacturer according to ISO 14687 or as appropriate.
NOTE If the quality of the hydrogen gas is considered a critical issue to avoid performance degradation of the MH
assembly, the manufacturer may consider including the information on the product label.
4.7 Special service conditions
Any additional service conditions that shall be met for the safe operation, handling and usage of the MH
assembly shall be specified by the manufacturer.
5 Design considerations
5.1 General
The MH assembly shall be designed and constructed to prevent leakage of hydrogen or metal hydride
particles under normal conditions of storage and transport.
5.2 Material selection
5.2.1 General
The MH assembly components shall be made of materials that are suitable for the range of conditions
expected over the life of the MH assembly. Components that are in contact with gaseous hydrogen and/or
metal hydride material shall be sufficiently resistant to their chemical and physical action under normal service
conditions to maintain operational and pressure containment integrity.
Hydrogen absorbing alloys and/or metal hydride materials that are classified as Type I explosive materials
according to the UN Recommendations on the Transport of Dangerous Goods shall not be used in an MH
assembly.
5.2.2 External surfaces
The MH assembly shell, shut-off valve, PRDs and other appurtenances shall be resistant to the environmental
conditions specified in 4.4. Resistance to these environmental conditions may be provided by using materials
inherently resistant to the environment or by applying resistant coatings to the components. Exterior protection
may be provided by using a surface finish giving adequate corrosion protection (e.g. metal sprayed on
aluminium or anodizing) or a protective coating (e.g. organic coating or paint). If an exterior coating is part of
the design, the coating shall be evaluated using the applicable test methods specified in Annex B. Any
coatings applied to MH assemblies shall be such that the application process does not adversely affect the
mechanical properties of the shell or performance and operation of other components. The coatings shall be
designed to facilitate subsequent in-service inspection and the manufacturer shall provide guidance on
coating treatment during such inspections to ensure the continued integrity of the MH assembly.
5.2.3 Compatibility
The compatibility of MH assembly materials with process fluids and solids, specifically embrittlement due to
the exposure to hydrogen, shall be considered. Guidance on compatibility of materials with gases is given in
ISO 11114-1 and ISO 11114-2. Materials necessary for the pressure containment and structural integrity of
the MH assembly and its internal and external appurtenances shall be resistant to hydrogen embrittlement,
hydrogen attack and reactivity with contained materials and maintain their integrity for the service life of the
MH assembly. Recognized test methods, such as those specified in ISO 11114-4, shall be used to select
metallic materials resistant to hydrogen embrittlement where required for pressure or structural integrity.
Consideration shall be given to the impact that temperature may have on hydrogen embrittlement.
Consideration shall be given to all of the chemical species that may be present during the charged, partially
charged and discharged states and their potential reactivity with the MH assembly material. The MH assembly
materials shall be selected so as the combination does not endanger the MH assembly integrity.
NOTE The susceptibility to hydrogen embrittlement of some commonly used metals is summarized in ISO/TR 15916.
Additional guidance regarding hydrogen compatibility is found in Annex A.
5.2.4 Temperature
The MH assembly materials shall be suitable for the service temperature range specified in 4.3.2.
5.3 Shell design
5.3.1 Shells with internal volume greater than 120 ml
The MH assembly shell shall be designed and tested according to ISO 7866, ISO 9809-1, ISO 9809-3,
ISO 11119-1, ISO 11119-2, or standards registered in accordance with ISO 16528-1, as applicable. Shells
designed and tested in accordance with ISO 9809-1 shall have a tensile strength less than 950 MPa. Shells
designed and tested in accordance with ISO 11119-1 or ISO 11119-2 that use seamless steel liners
conforming to ISO 9809-2 or to ISO 9809-1 shall have a tensile strength less than 950 MPa.
The shell shall not exceed 150 l internal volume, and the MDP shall not exceed 25 MPa (250 bar). The
maximum combined stresses for the loads described in 5.4 as well as the operating and service temperature
ranges for the MH assembly shall not exceed the limits prescribed by the standard to which the shell is
designed.
NOTE 1 Shells can be designed and tested according to one of the International Standards specified above, even
where the shell internal volume is less than that covered by the scope of that International Standard.
NOTE 2 An equivalent gas pressure calculated to be equal to the stress level at MDP can be used as the design
hydraulic test pressure for determining minimum shell wall thickness.
5.3.2 Shells with internal volume of 120 ml or less
For MH assemblies with an internal volume of 120 ml or less, the shell design shall be deemed to be
appropriate if the shell meets 5.3.1 or the MH assembly meets the following design and test criteria:
a) the pressure in the MH assembly shall not exceed 5 MPa (50 bar) at 55 °C when the MH assembly is
filled to its rated capacity; and
b) the MH assembly design shall withstand as required by 6.2.3, without leaking or bursting, a minimum
shell burst pressure of 2 times the pressure in the MH assembly at 55 °C when filled to rated capacity, or
1,6 times the pressure in the MH assembly at the maximum service temperature when filled to rated
capacity, or 200 kPa (2 bar) more than the MDP of the assembly at 55 °C when filled to rated capacity,
whichever is greater.
6 © ISO 2008 – All rights reserved

5.4 Design strength
The shell design shall take into account the stress level at 1,25 times MDP. Consideration of components
contributing to the stress level at MDP shall include but not be limited to:
⎯ 1,25 × MDP;
⎯ thermal stress, including dissimilar rates of thermal expansion and contraction;
⎯ weight of internals in any possible MH assembly orientation;
⎯ shock and vibration loading;
⎯ maximum stress due to hydrogen absorbing alloy expansion;
⎯ other mechanical loadings.
To verify that the design stress limit is not exceeded, the MH assembly design shall be subjected to the
hydrogen cycling and strain measurement test described in 6.2.6.
NOTE The process of introducing and subsequently removing hydrogen in the hydrogen absorbing alloy typically
causes it to expand and contract. In turn, this can result in large stresses inside the alloy's particles that cause them to
fragment into smaller particles, a phenomenon known as decrepitation. After several charge/discharge cycles, the average
particle size may have significantly decreased. Stresses on the MH assembly walls may be derived from expansion of the
hydrogen absorbing alloy during hydrogenation and from changes in the packing configuration due to decrepitation over
the service life of the MH assembly. The magnitude of the expansion/contraction phenomena will vary greatly as a function
of the hydrogen absorbing alloy used.
5.5 Overpressure and fire protection
5.5.1 General
The MH assembly shall be protected with one or more PRDs of the non-reclosing type, such as fusible
triggers, rupture disks and diaphragms, or of the re-sealable type, such as spring-loaded PRVs. The MH
assembly and any added component (e.g. insulation or protective material) shall collectively pass the fire test
specified in 6.2.2. The PRD shall conform to the requirements of 5.5.2 and 5.5.3 and the additional
requirements of the competent authority of country of use, as applicable.
For MH assemblies with an internal volume of 120 ml or less, other means may be used to protect from
overpressurization, such as venting through a feature integral to the shell. MH assemblies that use an
alternative means of relieving pressure shall meet the acceptance criteria of the fire test specified in 6.2.2.
5.5.2 PRD activation pressure
The pressure of actuation of pressure-activated PRDs shall be specified by the manufacturer and shall be
greater than the MDP but less than 1,25 times the MDP. In no case shall the pressure of actuation of a
pressure-activated PRD exceed the test pressure of the shell. For PRVs, the full flow capacity pressure shall
also be specified, and shall not exceed the test pressure of the shell.
5.5.3 PRD activation temperature
The temperature at which any thermally actuated PRD is set to activate shall be specified by the manufacturer
and correspond to an equilibrium pressure inside the MH assembly of less than 1,25 times the MDP. In no
case shall the temperature of actuation of a temperature-activated PRD result in an equilibrium pressure
inside the MH assembly that exceeds the test pressure of the shell. The PRD shall have a pressure rating
greater than the MDP at all temperatures less than or equal to 10 °C above the maximum service temperature.
In no case shall the PRD activate at a temperature lower than the maximum service temperature.
5.6 Loading of hydrogen absorbing alloy
Procedures and verification testing shall be put in place to ensure the consistent loading of the hydrogen
absorbing alloy/metal hydride in the MH assembly.
5.7 Shut-off valves
5.7.1 General
The MH assembly shall incorporate a shut-off valve that shall be capable of being closed when the MH
assembly is disconnected from the refill or gas-consuming equipment. The shut-off valve may be manually
actuated, such as by a handwheel, or automatically actuated.
All MH assemblies shall provide a means of shut-off valve protection that complies with 5.7.4 or 5.7.5.
The shut-off valve selection shall include verification that the shut-off valve seal is maintained with vacuum
conditions within the MH assembly.
NOTE Due to the temperature/pressure characteristics of metal hydrides, the development of sub-ambient pressures
are possible within MH assemblies.
5.7.2 MH assemblies with internal volume greater than 120 ml
Shut-off valves shall comply with ISO 10297:2006, or equivalent, with the following exceptions:
a) 3 times MDP shall be used as the test pressure;
b) Valve test pressure, p , shall be equal to 1,5 times the MDP.
vt
In addition, the shut-off valve shall meet all requirements and tests prescribed in this International Standard.
Alternatively, if the shut-off valve cannot demonstrate full compliance to ISO 10297:2006 or equivalent, the
shut-off valve construction and performance shall meet all the requirements and tests prescribed in this
International Standard as well as the following requirements:
⎯ the material requirements of ISO 10297:2006, 4.3;
⎯ the test requirements of ISO 10297:2006, 6.1 to 6.8, as they apply to the tests prescribed below with the
exception the valve test pressure, p , shall be equal to 1,5 times the MDP;
vt
⎯ the hydraulic pressure test of ISO 10297:2006, 6.9, with the exception that 3 times the MDP shall be used
as the test pressure;
⎯ the leak tightness test of ISO 10297:2006, 6.11, where p shall be equal to 1,5 times the MDP;
vt
⎯ the endurance test of ISO 10297:2006, 6.12, using a gas pressure equal to 0,5 times the MDP. When the
shut-off valve does not incorporate a handwheel, the forces and torques used in the endurance test shall
be representative of those used in service to open and close the valve member. Prior to and following the
endurance test, the shut-off valve shall be tested for leakage from an internal and external leakage
perspective at a test pressure of 1,5 times MDP at minimum and maximum service temperature. Leakage
rates less than or equal to 6 standard cm /h (standard conditions of 0 °C and 101,325 kPa absolute) shall
be acceptable.
The minimum rated pressure of the shut-off valve shall be at least equal to 1,5 times MDP.
In addition, the shut-off valve manufacturer shall demonstrate that the shut-off valve is subjected to the
requirements of ISO 14246.
8 © ISO 2008 – All rights reserved

5.7.3 MH assemblies with internal volume of 120 ml or less
For MH assemblies with an internal volume of 120 ml or less, the shut-off valve construction and performance
shall meet all requirements and tests prescribed in this International Standard as well as the following
requirements:
⎯ the material requirements of ISO 10297:2006, 4.3;
⎯ the test requirements of ISO 10297:2006, 6.1 to 6.8, as they apply to the tests prescribed below with the
exception that the valve test pressure, p , shall be equal to 1,5 times the MDP;
vt
⎯ the hydraulic pressure test of ISO 10297:2006, 6.9, with the exception that the test pressure shall be in
accordance with 5.3.2 b) and the test may be performed pneumatically;
⎯ the leak tightness test of ISO 10297:2006, 6.11, where p shall be equal to 1,5 times the MDP. Valve
vt
closure may be determined using torque, compression or other suitable means and the test gas shall be
helium;
⎯ the endurance test of ISO 10297:2006, 6.12, using a gas pressure equal to 0,5 times the MDP and
maximum number of 100 cycles. When the shut-off valve does not incorporate a handwheel, the forces
and torques used in the endurance test shall be representative of those used in service to open and close
the valve member. Prior to and following the endurance test, a shut-off valve shall be tested for leakage
from an internal and external leakage perspective at a test pressure of 1,5 times MDP at minimum and
maximum service temperature. Leakage rates less than or equal to 3 standard cm /h (standard
conditions of 0 °C and 101,325 kPa absolute) shall be acceptable.
The minimum rated pressure of the shut-off valve shall be at least equal to the MDP.
In addition, the shut-off valve manufacturer shall demonstrate that the shut-off valve is subjected to the
requirements of ISO 14246.
5.7.4 Integral shut-off valve protection
A MH assembly design that uses an integral method of shut-off valve protection that is not meant to be
removed for MH assembly operation, such as the use of a shroud, collar or recessing the valve in the MH
assembly, shall meet the requirements of the drop test in 6.2.4.
5.7.5 Removable shut-off valve protection
MH assembly designs that use a removable means of shut-off valve protection that is meant to be removed
for MH assembly operation, such as a cover, cap or guard, shall meet the requirements of the drop test in
6.2.4 with the protective means in place and meet the requirements of the shut-off valve impact test in 6.2.7
without the protective means in place.
Removable means of shut-off valve protection, having passed the drop test in 6.2.4, shall be acceptable for
use only with filled MH assemblies at a mass equal to or less than the mass tested and with MH assemblies
with shut-off valves of dimensions not exceeding those of the tested shut-off valve.
5.8 Actively cooled MH assemblies
MH assemblies that employ an active cooling system to control and/or affect system temperature shall be
designed to ensure that there will be no inadvertent leakage of fluid between the MH assembly and the
cooling system. The cooling system shall be employed when performing the hydrogen cycling and strain
measurement test in 6.2.6.
5.9 Particulate containment
Particulate matter shall not impede the functioning of the valves or PRDs. A means of particulate matter
containment may be used to achieve this purpose. The MH assemblies shall meet the requirements of the fire
test of 6.2.2 and the hydrogen cycling and strain measurement test of 6.2.6.
6 Inspection and testing
6.1 General
Evaluation of conformity shall be performed in accordance with the relevant regulations of the country where
the MH assemblies are used.
In order to ensure that the MH assemblies are in compliance with this International Standard, they shall be
subject to inspection and testing in accordance with this clause. Inspection and testing shall be performed by
an authorized inspection body recognized in the countries of use.
NOTE Some countries do not require inspection and testing to be carried out by an authorized inspection body.
6.2 Type/qualification tests
6.2.1 General
The following type tests shall be performed to qualify an MH assembly design. The MH assemblies used for
the type tests shall be representative of production MH assemblies. The data for all type tests shall be
acquired using calibrated instruments.
Any change in shell design, hydrogen absorbing alloy, manufacturing process or loading procedure of
hydrogen absorbing alloy shall require repeating the fire test of 6.2.2, the drop test of 6.2.4 and the hydrogen
cycling and strain measurement test of 6.2.6, and, if applicable, the thermal cycling test of 6.2.8.
Compliance to this International Standard shall be recorded for each MH assembly design on a type approval
certificate. An example of a suitably worded certificate is given in Annex C.
6.2.2 Fire test
6.2.2.1 General
The fire test shall be performed on all new MH assembly designs to demonstrate that the fire protection
system, such as PRD and/or integral thermal insulation, will prevent the rupture of the MH assembly under the
specified fire conditions.
Any significant change to the design as defined in the standard (see 5.3.1) to which the shell is designed
(including, but not limited to, changes in diameter, length, shell material type and minimum design thickness)
and any change to the type, number or flow capacity of the PRD, means of solid particulate containment or in
the hydrogen absorbing alloy shall necessitate repeating the fire test.
As an exception, a manufacturer may use data and engineering calculations, based on previous fire test
results on existing designs, in cases involving design changes that would reduce the risk of shell failure in the
fire test (e.g. reduction in shell length, or increase in PRD flow capacity), to show that a new design does not
require repeating the fire test.
Precautions should be taken to ensure safety of personnel and property during the fire test in the event that an
MH assembly rupture occurs.
10 © ISO 2008 – All rights reserved

6.2.2.2 Sample preparation
The MH assembly shall be filled to rated capacity with hydrogen.
6.2.2.3 Data monitoring and recording
The temperature and pressure of the MH assembly shall be monitored remotely and recorded at intervals of
u15 s. A valve shall be installed to allow venting of the MH assembly in the event of a malfunction of the test
equipment or system.
In addition to the temperature and pressure readings, the following information shall also be recorded for each
test:
⎯ MH assembly manufacturer;
⎯ MH assembly part or model number;
⎯ unique identifier;
⎯ PRD-type and rating;
⎯ PRD location and orientation;
⎯ date of test;
⎯ MH assembly RCP;
⎯ number of charge/discharge cycles that the MH assembly has undergone;
⎯ MH assembly orientation (vertical, horizontal or inverted);
⎯ ambient temperature;
⎯ estimated wind condition/direction;
⎯ names of witnesses;
⎯ time of activation of PRD; and
⎯ elapsed time to completion of the test.
For MH assembly designs that contain small quantities of hydrogen that preclude accurate monitoring of
pressure during the fire test, a statement of justification for not monitoring the pressure during the fire test
shall be provided, along with a description of the means for determining activation of the PRD.
6.2.2.4 Test set-up, fire source and test method
The fire tests shall be conducted on at least three MH assemblies in each orientation of intended use and/or
transportation. For MH assembly designs for which the orientation of use and transportation are not specified,
at least three MH assemblies shall be fire tested in each of the vertical and horizontal orientation and any
other orientation due to asymmetry of the MH assembly design, if applicable. The tests shall include at least
one test with the PRD oriented towards the fire source and at least one test with the PRD oriented 180° away
from the fire source.
The MH assemblies, over their entire width, shall be subjected to a fire source of a maximum length of 1,65 m.
For MH assemblies less than 1,65 m in length, the fire source shall totally engulf the MH assembly. MH
assemblies longer than 1,65 m or equipped with multiple PRDs with a spacing greater than 1,65 m, shall be
subjected to a partial engulfment fire test in the horizontal orientation. If an MH assembly is longer than 1,65 m
and is fitted with a PRD at one end, the opposite end of the MH assembly shall be subjected to the fire source.
If the MH assembly is fitted with PRDs at both ends, or at more than one location along the length of the MH
assembly, the fire source shall be centred midway between the PRDs that are separated by the greatest
horizontal distance.
For MH assemblies less than or equal to 0,30 m in length, a temperature-indicating device shall be installed
within 0,05 m of, but not in contact with, the MH assembly surface near each end. For MH assemblies greater
than 0,30 m in length, a temperature-indicating device shall be installed at each end and one at the midpoint.
Temperature-indicating devices may be inserted into small metallic blocks (less than 0,025 m per side).
MH assemblies shall be subjected to a direct flame impingement test. Sufficient fuel shall be supplied to
ensure a burn time of at least 20 min. The MH assembly shall be placed in the test orientation with the MH
assembly at least 0,1 m above the fuel or at a greater height to ensure total flame engulfment. The fire shall
produce a flame that totally engulfs the MH assembly. Shielding shall be used to prevent direct flame
impingement on the shut-off valve, fittings, and/or PRD(s). The shielding shall not be in direct contact with the
specified fire protection system.
Any fuel may be used for the fire source, provided it supplies uniform heat sufficient to maintain the specified
test conditions for a minimum of 20 min. The fire test should to be carried out in a properly ventilated facility or
in open ground for safety. The selection of a fuel should take into consideration air pollution concerns. The
arrangement of the fire shall be recorded in detail to ensure that the rate of heat input to the MH assembly is
reproducible.
NOTE MH assemblies that have been subjected to the cycling and strain measurement test of 6.2.6 may be used in
this test.
6.2.2.5 Acceptance criteria
Any failure or inconsistency of the fire source during a test shall invalidate the result, and a re-test shall be
carried out. Any venting through, or rupture of, the shell, valve, fitting or tubing during the test that is not part
of the intended protection system, shall invalidate the result and a re-test shall be carried out.
The MH assembly design shall be deemed to have passed the fire test if, for all valid tests, there is no
generation of projectiles and one of the following criteria is met:
⎯ the PRD or other venting method of all MH assemblies subjected to the fire test vent each MH assembly
to zero gauge pressure without rupture of the MH assembly; or
⎯ all MH assemblies subjected to the fire test withstand the fire for a minimum of 20 min without rupture.
6.2.3 Initial burst tests for MH assemblies with an internal volume of 120 ml or less
At least three MH assemblies shall be subjected to an initial burst test to demonstrate compliance to 5.3.2 b).
Either a hydrostatic or a pneumatic burst test shall be performed; howe
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 16111
Première édition
2008-11-15
Appareils de stockage de gaz
transportables — Hydrogène absorbé
dans un hydrure métallique réversible
Transportable gas storage devices — Hydrogen absorbed in reversible
metal hydride
Numéro de référence
©
ISO 2008
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Web www.iso.org
Version française parue en 2009
Publié en Suisse
ii © ISO 2008 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction.v
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives.1
3 Termes et définitions .2
4 Conditions de service .4
4.1 Pressions.4
4.2 Capacité nominale.4
4.3 Plages de température.5
4.4 Conditions environnementales.5
4.5 Durée de vie utile.5
4.6 Qualité de l'hydrogène.5
4.7 Conditions particulières de service.5
5 Considérations relatives à la conception .5
5.1 Généralités .5
5.2 Choix des matériaux .5
5.3 Conception de l'enveloppe.6
5.4 Résistance de calcul .7
5.5 Protection contre la surpression et le feu .8
5.6 Chargement de l'alliage absorbant l'hydrogène .8
5.7 Robinets d'arrêt .8
5.8 Systèmes HM à refroidissement actif.10
5.9 Confinement des particules .10
6 Inspection et essais .10
6.1 Généralités .10
6.2 Essais de type/d'homologation.11
6.3 Essais par lots .23
6.4 Essais de routine et inspections .24
7 Marquage, étiquetage et documentation .24
7.1 Marquage.24
7.2 Étiquetage .24
8 Documentation accompagnant l'appareil .25
8.1 Fiche technique santé-sécurité.25
8.2 Guide de l'utilisateur ou guide d'utilisation.25
Annexe A (informative) Compatibilité matérielle avec l'utilisation d'hydrogène .27
Annexe B (normative) Essais environnementaux .30
Annexe C (informative) Certificat d'approbation de type.36
Annexe D (informative) Certificat d'acceptation .38
Bibliographie.40

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 16111 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 197, Technologies de l'hydrogène, en
collaboration avec le comité technique ISO/TC 58, Bouteilles à gaz, sous-comité SC 3, Construction des
bouteilles.
Cette première édition annule et remplace l'ISO/TS 16111:2006, qui a fait l'objet d'une révision technique.

iv © ISO 2008 – Tous droits réservés

Introduction
Au fur et à mesure que l'utilisation de l'hydrogène gazeux passe du domaine de l'industrie chimique à des
applications émergentes, telles que le domaine des carburants destinés aux piles à combustible, aux moteurs
à combustion interne et à d'autres applications de l'hydrogène spécialisées, croît l'importance du
développement et de l'amélioration des techniques de stockage de l'hydrogène. L'une de ces techniques fait
appel au phénomène de l'absorption de l'hydrogène dans des alliages spécialement formulés à cette fin. Ces
matériaux peuvent être stockés et transportés sous forme solide, et l'hydrogène absorbé peut ensuite être
libéré et utilisé dans des conditions thermodynamiques spécifiques. La présente Norme internationale décrit
les conditions de service, les critères de conception, les essais de type, les essais par lots et les essais de
routine qui s'appliquent aux systèmes de stockage et de transport utilisant un hydrure, c'est-à-dire aux
systèmes à hydrures métalliques (systèmes HM). Les types de systèmes HM concernés peuvent avoir
plusieurs utilisations: réservoirs de carburant pour pile à combustible; récipients de stockage d'hydrogène
combustible; dispositifs de distribution d'hydrogène à haute pureté, etc.

NORME INTERNATIONALE ISO 16111:2008(F)

Appareils de stockage de gaz transportables — Hydrogène
absorbé dans un hydrure métallique réversible
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale définit les exigences applicables aux matériaux, à la conception, à la
fabrication et à la mise à l'essai des systèmes de stockage de l'hydrogène gazeux transportables, appelés
systèmes à hydrures métalliques (systèmes HM), qui utilisent des enveloppes ayant un volume interne
inférieur ou égal à 150 l et ayant une pression développée maximale (MDP) ne dépassant pas 25 MPa
(250 bar). La présente Norme internationale est applicable uniquement aux systèmes HM de stockage
rechargeables où l'hydrogène est le seul élément transféré. Les systèmes HM de stockage destinés à être
utilisés comme réservoirs de carburant fixes à bord des véhicules à hydrogène sont exclus. La présente
Norme internationale est destinée à être utilisée à des fins de certification.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 7225, Bouteilles à gaz — Étiquettes informatives
ISO 7866, Bouteilles à gaz — Bouteilles sans soudure en alliage d'aluminium destinées à être rechargées —
Conception, construction et essais
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 10297:2006, Bouteilles à gaz transportables — Robinets de bouteilles — Spécifications et essais de type
ISO 11114-4, Bouteilles à gaz transportables — Compatibilité des matériaux des bouteilles et des robinets avec
les contenus gazeux — Partie 4: Méthodes d'essai pour le choix de matériaux métalliques résistants à la
fragilisation par l'hydrogène
ISO 11119-1, Bouteilles à gaz composites — Spécifications et méthodes d'essai — Partie 1: Bouteilles à gaz
frettées en matériau composite
ISO 11119-2:2002, Bouteilles à gaz composites — Spécifications et méthodes d'essai — Partie 2: Bouteilles à
gaz composites entièrement bobinées renforcées par des liners métalliques transmettant la charge
ISO 14246, Bouteilles à gaz transportables — Robinets de bouteilles à gaz — Essais de fabrication et
contrôles
ISO 14687, Carburant hydrogène — Spécification de produit
ISO 16528-1, Chaudières et récipients sous pression — Partie 1: Exigences de performance
Recommandations de l'ONU relatives au transport des marchandises dangereuses. Règlement type
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
absorbé
fixé et retenu par la formation de liaisons moléculaires dans la masse du matériau de stockage
3.2
pression de rupture
pression maximale atteinte dans un système HM au cours d'un essai de rupture
3.3
limite des contraintes de calcul
niveau maximal des contraintes de charge pouvant être appliquées à la paroi de l'enveloppe
NOTE Dans les systèmes HM, la conception de l'enveloppe prend en compte la pression des gaz de même que
d'autres facteurs de contraintes, comme la pression exercée lors de la dilatation de l'alliage absorbant l'hydrogène.
3.4
réservoir pour pile à combustible
dispositif qui permet de stocker un combustible destiné à être déchargé, dans une pile à combustible, à
travers un (des) robinet(s) contrôlant le déchargement du carburant dans la pile à combustible
3.5
réservoir pour pile à combustible
système HM, permettant de stocker de l'hydrogène destiné à alimenter une pile à combustible
3.6
pression nominale au débit maximal
pression du gaz à laquelle le dispositif contre les surpressions est complètement ouvert
3.7
alliage absorbant l'hydrogène
matériau capable de créer directement des liaisons moléculaires avec l'hydrogène gazeux pour constituer un
hydrure métallique réversible
3.8
composant interne
structure, matrice, matériau ou dispositif contenus à l'intérieur de l'enveloppe (à l'exclusion de l'hydrogène
gazeux, de l'alliage absorbant l'hydrogène, et des hydrures métalliques)
NOTE Les composants internes peuvent servir à assurer le transfert de chaleur, à empêcher le déplacement de
l'alliage absorbant l'hydrogène ou des hydrures métalliques, et/ou à empêcher que la dilatation de l'hydrure provoque des
contraintes excessives sur les parois de l'enveloppe.
3.9
volume interne
capacité volumétrique de l'enveloppe en eau
2 © ISO 2008 – Tous droits réservés

3.10
pression développée maximale
MDP
pression manométrique la plus élevée d'un système HM rempli à sa capacité nominale et en équilibre
thermique à sa température maximale de service
NOTE Le sigle MDP a été spécifiquement choisi pour les systèmes HM afin d'éviter la confusion avec le sigle MAWP
et avec la pression de service utilisée dans d'autres Normes internationales de l'ISO.
3.11
hydrure métallique
matériau solide résultant d'une réaction moléculaire entre l'hydrogène et l'alliage absorbant l'hydrogène
3.12
système à hydrures métalliques
système unique complet de stockage d'hydrogène, y compris l'enveloppe, les hydrures métalliques, le
dispositif contre les surpressions (PRD), le robinet d'arrêt, les autres accessoires et composants internes
NOTE 1 Le système HM comprend et inclut seulement le premier robinet d'arrêt.
NOTE 2 Un réservoir pour pile à combustible constitue un type de système HM.
3.13
conditions normales de fonctionnement
plages de pression, de température, de débit d'hydrogène, de qualité de l'hydrogène, etc., spécifiées pour
toutes utilisations et toutes opérations de remplissage
3.14
conditions normales de service
plages de pression, de température, de débit d'hydrogène, de qualité d'hydrogène, etc., spécifiées pour toutes
les conditions normales de fonctionnement, de transport et de stockage
3.15
dispositif contre les surpressions
PRD
dispositif destiné à empêcher la rupture d'un système HM en cas de surpression ou d'exposition au feu
NOTE Le dispositif contre les surpressions peut être muni d'un «détecteur de pression», réglé pour se déclencher à
une pression donnée. Au lieu de cela, le dispositif contre les surpressions peut être muni d'un «détecteur de température»,
réglé pour se déclencher à une certaine température. Le dispositif contre les surpressions peut aussi être déclenché à la
fois par un «détecteur de pression» et par un «détecteur de température».
3.16
soupape contre les surpressions
PRV
PRD refermable
3.17
capacité nominale
quantité maximale d'hydrogène pouvant être produite dans les conditions spécifiées
3.18
pression nominale de remplissage
RCP
pression maximale, applicable au système HM lors du remplissage
NOTE La RCP n'est pas nécessairement égale à la pression au plateau d'équilibre de l'alliage absorbant
l'hydrogène.
3.19
hydrure métallique réversible
hydrure métallique pour lequel il existe un état d'équilibre entre l'alliage absorbant l'hydrogène gazeux,
l'hydrogène gazeux et l'hydrure métallique
NOTE Des changements de pression ou de température auront pour effet de déplacer le point d'équilibre en
favorisant la formation ou la décomposition de l'hydrure métallique par rapport à l'alliage absorbant l'hydrogène gazeux et
l'hydrogène gazeux.
3.20
rupture
défaillance structurelle de l'enveloppe entraînant le dégagement soudain de l'énergie emmagasinée
3.21
enveloppe
enceinte de n'importe quelle forme (cylindrique, prismatique, cubique, etc.) destinée à contenir l'hydrogène
gazeux, des hydrures métalliques et les autres composants internes du système HM
NOTE L'enveloppe peut être un cylindre, un récipient sous pression ou un autre type de contenant.
3.22
niveau des contraintes à MDP
somme des contraintes appliquées sur la paroi de l'enveloppe par les hydrures métalliques à capacité
nominale, par l'hydrogène gazeux à MDP et par toute autre contrainte mécanique applicable
3.23
pression d'essai
pression requise appliquée durant l'essai sous pression pour l'homologation
4 Conditions de service
4.1 Pressions
4.1.1 Pression développée maximale (MDP)
La MDP doit être établie par le fabricant en fonction des caractéristiques de température-pression de l'hydrure
métallique à la température maximale de service. En aucun cas, la MDP ne doit dépasser 0,8 fois la pression
d'essai de l'enveloppe. La MDP ne doit pas dépasser 25 MPa (250 bar).
4.1.2 Pression nominale de remplissage (RCP)
La RCP doit être spécifiée par le fabricant afin d'empêcher le remplissage à une pression pouvant provoquer
des contraintes excédant les limites des contraintes de calcul sur les parois de l'enveloppe.
4.1.3 Niveau de contrainte à la MDP
Le niveau de contrainte à la MDP doit être déterminé par le fabricant en fonction des propriétés de tassement
et de dilatation de l'alliage absorbant l'hydrogène, de la MDP du système HM, et des autres contraintes
mécaniques applicables.
4.2 Capacité nominale
Le fabricant doit préciser la capacité nominale du système HM par unités de masse d'hydrogène.
4 © ISO 2008 – Tous droits réservés

4.3 Plages de température
4.3.1 Plage de température de fonctionnement
Les températures minimale et maximale correspondant aux conditions normales de fonctionnement du
système HM doivent être spécifiées par le fabricant.
4.3.2 Plage de température de service
Les températures minimale et maximale correspondant aux conditions normales de service du système HM
doivent être spécifiées par le fabricant. Au minimum, ces plages de températures doivent varier de −40 °C à
65 °C et doivent couvrir toute la plage de températures de fonctionnement.
4.4 Conditions environnementales
Les systèmes HM sont susceptibles d'être exposés à diverses conditions environnementales au cours de leur
durée de vie utile, notamment à des vibrations et des chocs, à des niveaux d'humidité variables, et à des
environnements corrosifs. Le fabricant doit spécifier les conditions environnementales pour lesquelles le
système HM a été conçu.
4.5 Durée de vie utile
La durée de vie utile des systèmes HM doit être précisée par le fabricant en fonction des conditions de service
spécifiées dans le présent document. La durée de vie utile ne doit pas dépasser celle spécifiée dans la norme
en fonction de laquelle l'enveloppe est conçue, conformément à 5.3.
4.6 Qualité de l'hydrogène
La qualité minimale de l'hydrogène gazeux qui doit être utilisé pour remplir le système HM doit être spécifiée
par le fabricant, conformément à l'ISO 14687 ou aux exigences appropriées.
NOTE S'il est essentiel d'assurer la qualité de l'hydrogène gazeux pour empêcher la perte de rendement du système
HM, le fabricant peut envisager d'ajouter des renseignements à cet effet sur l'étiquette du produit.
4.7 Conditions particulières de service
Toute autre condition de service indispensable au fonctionnement, à la manipulation et à l'utilisation
sécuritaire du système HM doit être spécifiée par le fabricant.
5 Considérations relatives à la conception
5.1 Généralités
Le système HM doit être conçu et fabriqué de manière à empêcher les fuites d'hydrogène ou de particules
d'hydrures métalliques dans des conditions normales de stockage et de transport.
5.2 Choix des matériaux
5.2.1 Généralités
Les composants du système HM doivent être faits de matériaux appropriés à la gamme des conditions
attendues pendant la durée de vie utile du système HM. Les composants qui sont en contact avec de
l'hydrogène gazeux et/ou des hydrures métalliques doivent être suffisamment résistants à leur action
chimique et physique, dans des conditions normales de service, pour maintenir un fonctionnement normal et
une pression de confinement adéquate.
Les alliages absorbant l'hydrogène et/ou les hydrures métalliques classés dans les matières explosives de
type I conformément aux Recommandations de l'ONU relatives au transport des marchandises dangereuses
ne doivent pas être utilisés dans un système HM.
5.2.2 Surfaces extérieures
L'enveloppe du système HM, le robinet d'arrêt, les PRD et les autres accessoires doivent pouvoir résister aux
conditions environnementales spécifiées en 4.4. La résistance à ces conditions environnementales peut être
assurée par l'utilisation de matériaux ayant une résistance intrinsèque aux effets environnementaux, ou par
l'application sur les composants d'enduits résistant à de tels effets. La protection extérieure peut être assurée
par l'utilisation d'un état de surface fournissant une protection adéquate contre la corrosion (par exemple
métallisation sur l'aluminium ou anodisation) ou un enduit protecteur (par exemple enduit organique ou
peinture). Lorsque la conception prévoit un enduit extérieur, cet enduit doit être évalué selon les méthodes
d'essai applicables décrites à l'Annexe B. Tout enduit appliqué sur les parois des systèmes HM doit avoir des
propriétés telles que le procédé d'application ne détériore en rien les propriétés mécaniques de l'enveloppe ou
le rendement et le fonctionnement d'autres composants. Les enduits doivent être sélectionnés de façon que
l'inspection subséquente en mode de service en soit facilitée, et le fabricant doit fournir des conseils sur le
traitement de l'enduit au cours de telles inspections afin d'assurer l'intégrité et la durabilité du système HM.
5.2.3 Compatibilité
La compatibilité des matériaux du système HM avec les fluides et les solides du processus, notamment la
fragilisation due à l'exposition à l'hydrogène, doit être prise en compte. Des indications sur la compatibilité des
matériaux et des gaz sont fournies dans l'ISO 11114-1 et l'ISO 11114-2. Les matériaux nécessaires à
l'intégrité de la structure et de ses accessoires intérieurs et extérieurs, ainsi qu'au maintien de la pression de
confinement du système HM, doivent pouvoir résister à la fragilisation par l'hydrogène, à la dégradation par
l'hydrogène, et à la réactivité avec les matériaux contenus, tout en préservant leur intégrité au cours de la
durée de vie utile du système HM. Des méthodes d'essai reconnues, telles celles spécifiées dans
l'ISO 11114-4, doivent être utilisées pour sélectionner des matériaux métalliques résistant à la fragilisation par
l'hydrogène, lorsque nécessaires au maintien de la pression ou à la préservation de l'intégrité structurale.
L'effet que la température peut avoir sur la fragilisation des matériaux métalliques par l'hydrogène doit être
pris en considération.
L'on doit également prendre en considération tous les composés chimiques qui peuvent être présents en
situation de charge, de charge partielle ou de décharge, et la réactivité potentielle de ces composés avec les
matériaux constituant le système HM. Les matériaux du système HM doivent être sélectionnés de manière
que leur combinaison ne compromette pas l'intégrité du système HM.
NOTE Des indications sur la sensibilité à la fragilisation par l'hydrogène de quelques métaux couramment utilisés
sont sommairement données dans l'ISO/TR 15916. Des conseils supplémentaires sur la compatibilité avec l'hydrogène
sont fournis dans l'Annexe A.
5.2.4 Température
Les matériaux constituant le système HM doivent être appropriés aux plages de températures de service
indiquées en 4.3.2.
5.3 Conception de l'enveloppe
5.3.1 Enveloppes ayant un volume interne supérieur à 120 ml
L'enveloppe du système HM doit être conçue et soumise à essai, selon le cas, conformément à l'ISO 7866,
l'ISO 9809-1, l'ISO 9809-3, l'ISO 11119-1, l'ISO 11119-2 ou selon des normes enregistrées en conformité
avec l'ISO 16528-1. Les enveloppes conçues et mises à l'essai conformément à l'ISO 9809-1 doivent avoir
une résistance à la traction inférieure à 950 MPa. Les enveloppes conçues et mises à l'essai conformément à
l'ISO 11119-1 ou l'ISO 11119-2 et qui comportent des parois en acier sans soudure conformément à
l'ISO 9809-2 ou l'ISO 9809-1 doivent avoir une résistance à la traction inférieure à 950 MPa.
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La capacité de l'enveloppe ne doit pas être supérieure à 150 l d'eau, et la MDP ne doit pas dépasser 25 MPa
(250 bar). Le niveau de contrainte à la MDP, y compris les facteurs connexes énumérés en 5.4, doit être égal
ou inférieur à la limite des contraintes de calcul permise par la norme selon laquelle l'enveloppe est conçue.
NOTE 1 Les enveloppes peuvent être conçues et mises à l'essai conformément à l'une des Normes internationales
ci-avant spécifiées, même dans le cas où le volume interne de l'enveloppe est inférieur à celui que couvre la Norme
internationale.
NOTE 2 Une pression des gaz calculée comme équivalant au niveau de contrainte à la MDP peut être utilisée comme
pression hydraulique de conception servant à définir l'épaisseur minimale de la paroi de l'enveloppe.
5.3.2 Enveloppes ayant un volume interne égal ou inférieur à 120 ml
Pour les systèmes HM ayant un volume intérieur égal ou inférieur à 120 ml, l'enveloppe doit également être
conçue de façon à répondre à toutes les exigences de 5.3.1 et de manière que le système HM réponde aux
critères de conception et d'essai suivants:
a) la pression dans le système HM ne doit pas dépasser 5 MPa (50 bar) à 55 °C lorsque le système HM est
rempli à sa capacité nominale;
b) la conception du système HM doit lui permettre de supporter, comme spécifié en 6.2.3, sans fuite ni
éclatement, une pression minimale d'éclatement de l'enveloppe égale à 2 fois la pression dans le
système HM à 55 °C, lorsqu'il est rempli à sa capacité nominale, ou 200 kPa (2 bar) de plus que la
pression dans le système HM à 55 °C, lorsqu'il est rempli à sa capacité nominale, la plus élevée des
deux pressions étant déterminante.
5.4 Résistance de calcul
La conception de l'enveloppe doit prendre en compte le niveau de contrainte à 1,25 fois la MDP. Parmi les
facteurs contribuant au niveau de contrainte à la MDP, l'on doit tenir compte des facteurs suivants, sans s'y
limiter:
⎯ 1,25 ¥ MDP;
⎯ la contrainte thermique, y compris les différents taux de dilatation et de contraction thermiques;
⎯ le poids des composants intérieurs du système HM dans n'importe quelle orientation possible;
⎯ les charges appliquées par les chocs et les vibrations;
⎯ la contrainte maximale provoquée par la dilatation des alliages absorbant l'hydrogène;
⎯ toute autre contrainte mécanique.
Afin de s'assurer que la limite des contraintes de calcul n'est pas dépassée, la conception du système HM doit
être examinée en fonction de l'essai cyclique de l'hydrogène et de l'essai de mesure des déformations décrits
en 6.2.6.
NOTE Le processus consistant à introduire l'hydrogène dans des alliages qui l'absorbent, et à retirer l'hydrogène
après coup, provoque la dilatation et la contraction de ce gaz. En conséquence, cela peut entraîner d'importantes
contraintes à l'intérieur des particules constituant l'alliage, en les fragmentant en plus petites particules, un phénomène
connu sous le nom de décrépitation. Après plusieurs cycles charge/décharge, la dimension moyenne des particules peut
avoir diminué de façon appréciable. Des contraintes sur les parois du système HM peuvent être dues à la dilatation des
alliages absorbant l'hydrogène pendant l'hydrogénation, et aux modifications dans le tassement dû à la décrépitation tout
au long de la durée de vie utile du système HM. L'ampleur du phénomène de dilatation/contraction varie grandement en
fonction des alliages utilisés pour absorber l'hydrogène.
5.5 Protection contre la surpression et le feu
5.5.1 Généralités
Le système HM doit être protégé par une ou plusieurs PRD du type autodestructif, par exemple détente-
fusible, disque de rupture et diaphragmes, ou bien du type réversible ou refermable, comme les soupapes
contre les surpressions (PRV) à ressort de rappel. Le système HM et tout composant rapporté (par exemple
isolation ou matériaux de protection) doivent être soumis ensemble à un essai de résistance au feu comme
spécifié en 6.2.2. Les PRD doivent être conformes aux exigences de 5.5.2 et 5.5.3 et aux exigences
complémentaires des autorités compétentes du pays où ils sont utilisés, lorsqu'elles s'appliquent.
Pour les systèmes HM dont le volume intérieur est de 120 ml ou moins, d'autres moyens de protection contre
les surpressions peuvent être utilisés, comme la ventilation à travers un dispositif intégré à l'enveloppe. Les
systèmes HM qui utilisent un autre moyen pour abaisser la pression doivent répondre aux critères
d'acceptation de l'essai de résistance au feu spécifié en 6.2.2.
5.5.2 Pression d'activation du PRD
La pression d'activation du PRD contrôlé par le dispositif contre les surpressions doit être spécifiée par le
fabricant et doit être supérieure à 1,25 fois la MDP. En aucun cas, la pression à laquelle est actionné un PRD
à activation par pression ne doit dépasser la pression d'essai de l'enveloppe. Pour les PRV, la pression
nominale au débit maximal doit également être spécifiée et ne doit pas dépasser la pression d'essai de
l'enveloppe.
5.5.3 Température d'activation du PRD
La température à laquelle tout PRD thermiquement actionné est réglé doit être spécifiée par le fabricant et
correspondre à une pression d'équilibre à l'intérieur du système HM de moins de 1,25 fois la MDP. En aucun
cas, la température d'actionnement du PRD thermiquement activé ne doit résulter en une pression d'équilibre
à l'intérieur du système HM dépassant la pression d'essai de l'enveloppe. Le PRD doit être réglé à une
pression supérieure à la MDP, pour toutes températures égales ou inférieures à 10 °C au-dessus de la
température maximale de service. Le PRD ne doit, en aucun cas, être actionné à une température inférieure à
la température maximale de service.
5.6 Chargement de l'alliage absorbant l'hydrogène
Des procédures et des mesures de vérification doivent être mises en place afin de garantir que le chargement
de l'alliage absorbant l'hydrogène ou de l'hydrure métallique dans le système HM se fait de manière uniforme
et constante.
5.7 Robinets d'arrêt
5.7.1 Généralités
Le système HM doit comporter un robinet d'arrêt qui se ferme lorsque le système est débranché de
l'équipement de remplissage ou de l'équipement consommant le gaz. Le robinet d'arrêt peut être actionné
manuellement, par exemple par un volant de manœuvre, ou être actionné automatiquement.
Tous les systèmes HM doivent être munis d'un dispositif de protection du robinet d'arrêt conforme à 5.7.4
ou 5.7.5.
Le choix du robinet d'arrêt doit comporter une vérification du joint d'étanchéité du robinet d'arrêt, qui doit
pouvoir supporter les conditions de vide présentes dans le système HM.
NOTE En raison des caractéristiques de température et de pression des hydrures métalliques, il est possible que se
développent des pressions inférieures à la pression ambiante à l'intérieur des systèmes HM.
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5.7.2 Système HM ayant un volume interne supérieur à 120 ml
Les robinets d'arrêt doivent être conformes à l'ISO 10297:2006, ou à un équivalent, avec les exceptions
suivantes:
a) une pression égale à 3 fois la MDP doit être appliquée à titre de pression d'essai;
b) la pression de mise à l'essai du robinet, p , doit être égale à 1,5 fois la MDP.
vt
De plus, le robinet d'arrêt doit satisfaire à l'ensemble des exigences et essais de la présente Norme
internationale.
Ou bien, si le robinet d'arrêt ne peut pas répondre entièrement à l'ISO 10297:2006, ou à un équivalent, sa
fabrication et ses performances doivent satisfaire à l'ensemble des exigences et essais de la présente Norme
internationale, de même qu'aux exigences suivantes:
⎯ exigences relatives aux matériaux de l'ISO 10297:2006, 4.3;
⎯ exigences d'essai de l'ISO 10297:2006, 6.1 à 6.8, selon leur applicabilité aux essais stipulés ci-après,
sauf en ce qui a trait à la pression de mise à l'essai du robinet, p , qui doit être égale à 1,5 fois la MDP;
vt
⎯ pression hydraulique d'essai de l'ISO 10297:2006, 6.9, sauf en ce qui a trait à la pression d'essai, qui doit
être égale à 3 fois la MDP;
⎯ essai d'étanchéité de l'ISO 10297:2006, 6.11, où p doit être égale à 1,5 fois la MDP;
vt
⎯ essai d'endurance de l'ISO 10297:2006, 6.12, sous une pression de gaz égale à 0,5 fois la MDP. Si le
robinet d'arrêt ne comporte pas de volant de manœuvre, les forces et couples appliqués lors de l'essai
d'endurance doivent correspondre à ceux appliqués pour ouvrir et fermer le robinet en situation de
service. Avant et après l'essai d'endurance, le robinet d'arrêt doit être soumis à un essai d'étanchéité
visant à déceler des fuites internes ou externes, à une pression égale à 1,5 fois la MDP, aux
températures minimale et maximale de service. Des taux de fuite inférieurs ou égaux à 6 cm /h (dans des
conditions normales à 0 °C et à 101,325 kPa) doivent être considérés comme acceptables.
La pression nominale minimale du robinet d'arrêt doit être au moins égale à 1,5 fois la MDP.
De plus, le fabricant du robinet d'arrêt doit prouver que le robinet d'arrêt est conforme à l'ISO 14246.
5.7.3 Systèmes HM ayant un volume interne égal ou inférieur à 120 ml
Pour les systèmes HM ayant un volume interne égal ou inférieur à 120 ml, la fabrication et les performances
du robinet d'arrêt doivent satisfaire aux exigences et aux conditions des essais de la présente Norme
internationale, de même qu'aux exigences suivantes:
⎯ exigences relatives aux matériaux de l'ISO 10297:2006, 4.3;
⎯ exigences d'essai de l'ISO 10297:2006, 6.1 à 6.8, selon leur applicabilité aux essais stipulés ci-après,
sauf en ce qui a trait à la pression de mise à l'essai du robinet, p , qui doit être égale à 1,5 fois la MDP;
vt
⎯ pression hydraulique d'essai de l'ISO 10297:2006, 6.9, à l'exception que la pression d'essai doit être
conforme à 5.3.2 b); l'essai peut être effectué de manière pneumatique;
⎯ essai d'étanchéité de l'ISO 10297:2006, 6.11, où p doit être égale à 1,5 fois la MDP. Les conditions de
vt
fermeture du robinet peuvent être établies en fonction du couple, de la compression, ou de tout autre
moyen approprié et l'hélium doit être utilisé comme gaz d'essai;
⎯ essai d'endurance de l'ISO 10297:2006, 6.12, effectué à une pression gazeuse égale à 0,5 fois la MDP et
pour un nombre maximal de 100 cycles. Si le robinet d'arrêt ne comporte pas de volant de manœuvre,
les forces et couples appliqués lors de l'essai d'endurance doivent correspondre à ceux appliqués pour
ouvrir et fermer le robinet en situation de service. Avant et après l'essai d'endurance, le robinet d'arrêt
doit être soumis à un essai d'étanchéité visant à déceler des fuites internes ou externes, à une pression
égale à 1,5 fois la MDP, aux températures minimale et maximale de service. Des taux de fuite inférieurs
ou égaux à 3 cm /h normaux (dans des conditions normales à 0 °C et à 101,325 kPa) doivent être
considérés comme acceptables.
La pression nominale minimale du robinet d'arrêt doit être au moins égale à la MDP.
De plus, le fabricant du robinet d'arrêt doit faire la preuve que le robinet d'arrêt est conforme à l'ISO 14246.
5.7.4 Dispositif solidaire de protection du robinet d'arrêt
Les systèmes HM conçus avec un dispositif solidaire de protection du robinet d'arrêt qui n'est pas censé être
enlevé lors de l'utilisation du système, tel qu'un recouvrement ou un collet, ou le logement du robinet dans le
corps du système HM, doivent satisfaire aux exigences de l'essai de résistance aux chutes de 6.2.4.
5.7.5 Dispositif amovible de protection du robinet d'arrêt
Les systèmes HM conçus avec un dispositif de protection amovible du robinet d'arrêt, censé être enlevé lors
de l'utilisation du système, tel qu'un couvercle, un capuchon, une garde, doivent satisfaire aux exigences de
l'essai de résistance aux chutes spécifiées en 6.2.4 avec le dispositif de protection en place, et satisfaire aussi
aux exigences de l'essai de résistance à l'impact du robinet d'arrêt spécifiées en 6.2.7, le dispositif de
protection étant enlevé.
L'utilisation de dispositifs amovibles de protection du robinet d'arrêt, ayant réussi l'essai de chute de 6.2.4, ne
doit être considérée comme acceptable que pour des systèmes HM remplis dont la masse sera égale ou
inférieure à la masse lors de l'essai, et pour des systèmes HM avec robinet d'arrêt dont les dimensions ne
dépassent pas celles du robinet d'arrêt mis à l'essai.
5.8 Systèmes HM à refroidissement actif
Les systèmes HM faisant appel à un système de refroidissement actif pour contrôler ou modifier la
température du système doivent être conçus de manière qu'il n'y ait aucune fuite accidentelle de fluide entre
le système HM et le système de refroidissement. Le système de refroidissement doit être mis en fonction lors
de l'essai cyclique de l'hydrogène et de l'essai de mesure des déformations de 6.2.6.
5.9 Confinement des particules
Aucune matière particulaire ne doit entraver le bon fonctionnement des robinets ou des PRD. Un moyen de
confinement des matières particulaires peut être employé à cette fin. Les systèmes HM doivent satisfaire aux
exigences de l'essai de résistance au feu décrit en 6.2.2 et à celles de l'essai cyclique de l'hydrogène et de
l'essai de mesure des déformations de 6.2.6.
6 Inspection et essais
6.1 Généralités
L'évaluation de conformité doit être effectuée conformément aux réglementations pertinentes du pays où les
systèmes HM sont utilisés.
Afin de garantir que les systèmes HM sont conformes à la présente Norme internationale, ils doivent être
soumis à une inspection et à des essais conformes au présent article. L'inspection et les essais doivent être
effectués par un organisme agréé, reconnu dans les pays utilisateurs.
NOTE Certains pays n'exigent pas que l'inspection et les essais soient effectués par un organisme agréé.
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6.2 Essais de type/d'homologation
6.2.1 Généralités
Les essais de type suivants doivent être effectués afin d'homologuer une conception de système HM. Le
système HM utilisé pour les essais de type doit être représentatif des systèmes HM fabriqués en mode de
production. Pour tous les essais de type, les données doivent être recueillies à partir d'instruments étalonnés.
Toute modification de conception de l'enveloppe, de sélection des alliages absorbant l'hydrogène, du procédé
de fabrication ou de la méthode de remplissage des alliages absorbant l'hydrogène doit être suivie d'une
reprise de l'essai de résistance au feu de 6.2.2, de l'essai de résistance aux chutes de 6.2.4, de l'essai
cyclique de l'hydrogène et de l'essai de mesure des déformations de 6.2.6 et, si applicable, de l'essai de
cyclage thermique de 6.2.8.
La conformité à la présente Norme internationale de chacun des modèles de système HM doit être
enregistrée sous la forme d'un certificat d'approbation de type. Un exemple de certificat comportant les
formulations appropriées est fourni dans l'Annexe C.
6.2.2 Essai de résistance au feu
6.2.2.1 Généralités
L'essai de résistance au feu doit être effectué pour toutes les nouvelles conceptions de système HM afin de
démontrer que le système de protection contre le feu, tel que faisant appel à un PRD et/ou à une isolation
thermique intégrale, pourra prévenir la rupture du système HM dans les conditions spécifiées en cas de feu.
Toute modification conceptuelle appréciable de l'enveloppe telle que définie dans la norme (voir 5.3.1) (y
compris, mais sans s'y limiter, les changements de diamètre, de longueur, de type de matériau constituant
l'enveloppe et d'épaisseur minimale de conception), de même que toute modification du type, du nombre ou
du débit maximal du PRD, des moyens de confinement des particules solides ou des alliages absorbant
l'hydrogène, doit nécessairement être suivie d'une reprise de l'essai de résistance au feu.
À titre exceptionnel, un fabricant peut utiliser des données et des calculs d'ingénierie, fondés sur des résultats
d'essais de résistance
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