ISO 16170:2016

In situ test methods for high efficiency filter systems in industrial facilities

ISO 16170:2016 specifies in situ test methods for high efficiency particulate air filters used to limit releases towards the environment (e.g. from nuclear facilities or facilities with aerosol toxic or biological releases). This applies where installations of these filters are used to clean effluent air before discharge to the environment from industrial (including nuclear) installations where toxic/radioactive/biological materials are handled or processed. It excludes the application already covered by ISO 14644‑3. The scope of ISO 16170:2016 includes detail of two methods, either of which applies to the periodic testing of high efficiency filters which are used in demanding applications aiming at protecting the environment, such as the nuclear industry. In the case of nuclear applications, ISO 16170:2016 is applicable to installations covered by ISO 17873 (applications other than nuclear reactors) and ISO 26802 (nuclear reactors). The two reference methods specified in ISO 16170:2016 are not equivalent, but related to, the requirements to be addressed by the test results. The choice of which of the two methods is adopted in any specific case depends on whether the outcome requires an integrity test or a statutory efficiency accountancy test. For industries handling or processing radioactive or toxic materials giving rise to a risk of possible release, the main goal of the tests is to confirm that the filter installation is fit for purpose. In the case of integrity tests (Annex B), this is to confirm that no significant leakage of toxic aerosols through the filter installation is possible. In the case of efficiency accountancy tests (Annex C), the test is designed to make an accurate measurement of decontamination factor with respect to the MPPS size range of particles. The reference method described in Annex B (integrity test) requires a test aerosol of dispersed oil particles mainly submicrometre in size range, which is stable during the test procedure and compatible with other installation components. Particle concentrations are measured in real time by light scattering instrumentation (optical detectors). The reference method described in Annex C (efficiency accountancy test) requires a test aerosol of particles having a narrow size range centred on MPPS size range for HEPA filter media. Their concentration both upstream and downstream the filters is measured by fluorimetric analysis of aqueous solution obtained by washing the membrane sampling filters. It should be noted that the requirements for an efficiency accountancy test also cover the requirements of an integrity test, which is considered to be a minimum requirement. Test methods developed in ISO 16170:2016 do not cover the other in situ performance requirements, such as mechanical resistance, bursting resistance or humidity resistance. Specific systems operating at high temperature or with specific gaseous effluents might require specific test methods. The engineering design of HEPA and ULPA filter installations does not fall within the scope of ISO 16170:2016. NOTE In the field of filters for general ventilation applications, ISO 29462 is a detailed and comprehensive description of a method which uses scanning and particle counting methods to evaluate the performance of a filter in terms of particle grade efficiency, as well as pressure drop. Such a method and procedure would not be applicable in those nuclear installations where quantification of the decontamination factor at MPPS size is needed.

Méthodes d'essai in situ pour les systèmes filtrants à très haute efficacité dans les installations industrielles

L'ISO 16170 :2016 spécifie les méthodes d'essai in situ des filtres à très haute efficacité des particules contenues dans l'air utilisés afin de limiter les rejets dans l'environnement (par exemple, installations nucléaires ou installations rejetant des aérosols toxiques ou biologiques). Ceci s'applique lorsque des installations comprenant ces filtres sont utilisées, dans des installations industrielles (y compris nucléaires) dans lesquelles des matériaux toxiques/radioactifs/biologiques sont manipulés ou préparés, afin de nettoyer les effluents gazeux avant de les rejeter dans l'environnement. Elle exclut l'application déjà traitée dans l'ISO 14644‑3. Le domaine d'application de l'ISO 16170 :2016 inclut le détail de deux méthodes, qui s'appliquent toutes deux aux essais périodiques des filtres à très haute efficacité utilisés dans des applications exigeantes dans le but de protéger l'environnement, telles que l'industrie nucléaire. Dans le cas des applications nucléaires, l'ISO 16170 :2016 est applicable aux installations couvertes par l'ISO 17873 (applications autres que les réacteurs nucléaires) et ISO 26802 (réacteurs nucléaires). Les deux méthodes de référence spécifiées dans l'ISO 16170 :2016 ne sont pas équivalentes mais liées par les exigences présentées dans les résultats d'essai. Le choix d'utiliser l'une ou l'autre des deux méthodes dans chaque cas spécifique dépend si les résultats requièrent un essai d'intégrité ou un essai de quantification de l'efficacité à visée réglementaire. Pour les industries manipulant ou préparant des matériaux radioactifs ou toxiques ayant pour conséquence un risque plus élevé de rejet possible, l'objectif principal des essais est de confirmer que l'installation de filtre est apte à l'emploi. Dans le cas d'essais d'intégrité (Annexe B), l'objectif est de confirmer qu'aucune fuite significative d'aérosols toxiques par l'installation de filtre n'est possible. Dans le cas d'un essai d'efficacité réglementaire (Annexe C), l'essai est conçu pour faire une mesure précise du facteur de décontamination en fonction de la plage granulométrique MPPS. La méthode de référence décrite à l'Annexe B (essai d'intégrité) requiert un aérosol d'essai de particules d'huile dispersées principalement dans la plage de dimensions submicronique, stable pendant le mode opératoire d'essai et compatible avec les autres composants de l'installation. Les concentrations de particule sont mesurées en temps réel par un détecteur à diffusion de lumière (détecteurs optiques). La méthode de référence décrite à l'Annexe C (essai d'efficacité réglementaire) requiert un aérosol d'essai de particules ayant une plage de dimensions étroite centrée sur la plage granulométrique MPPS pour les média filtrants HEPA. Leurs concentrations en amont et en aval des filtres est mesurées par analyse fluométrique des solutions aqueuses obtenues en lavant la membrane des échantillons de filtres. Il convient de noter que les exigences pour un essai d'efficacité réglementaire couvrent également les exigences d'un essai d'intégrité, qui est considéré comme une exigence minimum. Les méthodes d'essai développées dans l'ISO 16170 :2016 ne couvrent pas les autres exigences de performance in situ telles que la résistance mécanique, résistance à l'éclatement ou résistance à l'humidité. Des systèmes spécifiques opérant à haute température ou produisant des effluents gazeux spécifiques peuvent être couverts par des méthodes d'essai spécifiques. La conception d'installations de filtres HEPA et ULPA (THE) ne fait pas partie du domaine d'application de l'ISO 16170 :2016. NOTE Dans le domaine des filtres pour les applications de ventilation générale, l'ISO 29462 est une description détaillée et complète d'une méthode qui utilise des techniques de balayage et de comptage de particules pour évaluer les performances d'un filtre en termes d'efficacité en fonction de la classe des particules et de la perte de charge. Cette méthode et ce mode opératoir

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 26-Jun-2016
• ICS: 91.140.30 - Ventilation and air-conditioning systems
• Technical Committee: ISO/TC 142 - Cleaning equipment for air and other gases
• Drafting Committee: ISO/TC 142/JWG 10 - Joint ISO/TC 142 - ISO/TC 85/SC 2 WG: Aerosol filters for nuclear applications
• Parallel Committee: ISO/TC 85/SC 2 - Radiological protection
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Completion Date: 09-Dec-2021

Relations

• Consolidates: ISO 5356-1:2004 - Anaesthetic and respiratory equipment — Conical connectors — Part 1: Cones and sockets
• Effective Date: 06-Jun-2022

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16170
First edition
2016-07-01
Corrected version
2017-04
In situ test methods for high efficiency
filter systems in industrial facilities
Méthodes d’essai in situ pour les systèmes filtrants à très haute
efficacité dans les installations industrielles
Reference number
©
ISO 2016
© ISO 2016, Published in Switzerland
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ii © ISO 2016 – All rights reserved

Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 2
3 Terms and definitions . 2
4 Principle of the method . 4
5 Prerequisites . 6
5.1 Filter initial characterization . 6
5.2 Preparatory conditions . 6
5.2.1 General. 6
5.2.2 Choice of injection and sampling locations. 7
5.2.3 Conditions for the ventilation systems on which the test is performed . 7
5.2.4 Climatic conditions in the rooms where the injection/sampling is performed . 7
5.2.5 Apparatus selection and preparation . 8
5.2.6 Qualification of the test personnel .10
5.2.7 Health and safety .10
5.2.8 Test conditions.11
6 Test sequence .11
6.1 Evaluation of filtration system under test .11
6.2 Preparation of test equipment .12
6.3 Preparation of log sheets .12
6.4 Monitoring of climatic conditions .12
6.5 Aerosol generation setup .12
6.6 Sampling equipment setup .12
6.7 Monitoring of upstream challenge .12
6.8 Monitoring of downstream .13
6.9 Test performance .13
6.10 Calculations .13
7 Evaluation and report .14
Annex A (informative) Aerosol candidates for in situ testing .16
Annex B (normative) Integrity testing — Typical methodology using dispersed oil test aerosols .17
Annex C (normative) Efficiency accountancy testing — Uranine test method .26
Annex D (informative) Leakage test methods .33
Annex E (informative) Guideline for representative sampling .34
Bibliography .36
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www. iso. org/d irectives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www. iso. org/p atents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO
principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary
information.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 142, Cleaning equipment for air and other
gases.
This corrected version of ISO 16170:2016 incorporates the following corrections.
All figures have been replaced with higher quality diagrams.
In C.3.2 the key and cross-references within the text to Figure C.3 have been corrected.
iv © ISO 2016 – All rights reserved

Introduction
Methods for measuring the performance of high efficiency gas cleaning devices are described in a
number of existing standards. These specify procedures for quality assurance following manufacture
(e.g. ISO 29463 and EN 1822).
Some other standards specify the filter medium used in such devices, how they are constructed and
how they are installed within industrial facilities.
Installations of high efficiency particulate filters are extensively used within nuclear and toxic material
processing plants and laboratories to confine these materials within the facility and prevent their
discharge to the environment.
Radioactive and other toxic materials are confined within processing facilities inside containment zones
bordered by barriers. Air and gases vented from these zones are decontaminated by passage through
a series of highly efficient particulate filters before final discharge to the environment. The membrane
(filter medium) of the filters acts as part of the containment barrier. In view of its perceived fragility,
confirmation of its integrity is required on a periodic basis because operational safety cases depend on
the knowledge that the effectiveness of these filters is maintained at all times. These periodic checks
are made by the procedure(s) known as “in-situ” or “in-place” testing.
The basic principles of in situ tests on installed filters are the same as for laboratory tests, such as those
described in EN 1822 and ISO 29463, insofar as known quantities of a challenge aerosol are dispersed
into the airstream upstream of the filter installation; the particulate contents of the unfiltered
and filtered air are sampled and analysed to determine whether the integrity of the filters has been
compromised.
In the case of testing a single unit (manufacturer’s production test or in the case of a laboratory testing
on a single filter unit), the purpose is to confirm that the unit performance [efficiency/penetration at
Most Penetrating Particle Size (MPPS) and other parameters] lies within specified limits, and further,
that the results are globally reproducible. To achieve this requires the use of a laboratory test rig
setup with full dispersion of a challenge aerosol, prescribed geometry of the test rig, and to obtain
and analyse fully representative particulate samples both upstream and downstream of the test filter.
Some ventilation systems are highly complex and it should be noted that many facilities use ventilation
systems in which a high percentage of the air is recirculated.
The purpose of an in situ test is to detect any adverse change in the filtration performance of the
installation and to compare it with the expected efficiency or decontamination factor. Such a change
might be caused by deterioration of a unit or units or a faulty sealing system and would be manifested
by the appearance of a proportion of unfiltered aerosol in the effluent airstream. Testing methodologies
developed in this International Standard do not cover the other requirements that relate to filters in
terms of mechanical resistance, burst strength or temperature and moisture resistance.
It is neither fully necessary nor useful for the results of an in situ test to replicate the results of
production tests on the individual filters in the installation, nor is it necessary to confine the test
aerosol size distribution to one which replicates that used in production tests.
No International Standard for general in situ testing of high efficiency filters has been produced before,
explaining the needs for such an International Standard.
This International Standard describes the requirements for test equipment, data interpretation and
reporting for the in situ testing of HEPA and ULPA air cleaning installations designed for the removal of
airborne particulate contamination in high-integrity ventilation systems.
This International Standard includes specification of the test interval, aerosol type, aerosol mixing and
measurement methods, i.e. the following:
— aerosol: solid or liquid, monodisperse or polydisperse;
— mixing: degree of mixing, mixing lengths, etc.;
— method: injection, detection.
This International Standard proposes an outline testing philosophy to highlight the following:
— principle of the method;
— prerequisites;
— preparatory conditions;
— injected aerosol properties;
— qualification and selection of measuring devices;
— qualification of test personnel;
— test setup;
— test sequence;
— evaluation and reporting.
vi © ISO 2016 – All rights reserved

INTERNATIONAL STANDARD ISO 16170:2016(E)
In situ test methods for high efficiency filter systems in
industrial facilities
1 Scope
This International Standard specifies in situ test methods for high efficiency particulate air filters used
to limit rele
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 16170
Première édition
2016-07-01
Version corrigée
2017-04
Méthodes d’essai in situ pour les
systèmes filtrants à très haute
efficacité dans les installations
industrielles
In situ test methods for high efficiency filter systems in industrial
facilities
Numéro de référence
©
ISO 2016
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2016, Publié en Suisse
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l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
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ii © ISO 2016 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions . 2
4 Principe de la méthode . 4
5 Prérequis . 6
5.1 Caractérisation initiale du filtre . 6
5.2 Conditions de préparation . 6
5.2.1 Généralités . 6
5.2.2 Choix des points d’injection et d’échantillonnage . 7
5.2.3 Conditions pour les systèmes de ventilation sur lesquels l’essai est réalisé . 8
5.2.4 Conditions climatiques dans les pièces où l’injection/échantillonnage
est réalisé(e) . 8
5.2.5 Choix et préparation de l’appareillage . 8
5.2.6 Qualification du personnel en charge de l’essai.11
5.2.7 Santé et sécurité .11
5.2.8 Conditions d’essai .11
6 Séquence d’essai .12
6.1 Évaluation du système de filtration soumis à essai .12
6.2 Préparation de l’équipement d’essai.12
6.3 Préparation des fiches de contrôle .13
6.4 Surveillance des conditions climatiques.13
6.5 Installation de génération d’aérosol .13
6.6 Installation de l’équipement d’échantillonnage .13
6.7 Surveillance de l’aérosol d’essai en amont .13
6.8 Surveillance de l’aval . .13
6.9 Réalisation de l’essai .14
6.10 Calculs .14
7 Évaluation et rapport .15
Annexe A (informative) Aérosols candidats pour les essais in situ .17
Annexe B (normative) Essai d’intégrité — Méthode type utilisant des aérosols d’essai à
l’huile dispersée .18
Annexe C (normative) Essai de quantification de l’efficacité − Méthode d’essai avec de l’uranine .28
Annexe D (informative) Méthodes d’essai d’étanchéité .35
Annexe E (informative) Lignes directrices relatives au prélèvement
d’échantillons représentatifs .36
Bibliographie .38
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien
suivant: Avant-propos — Informations supplémentaires.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 142, Séparateurs aérauliques.
La présente version corrigée de l’ISO 16170:2016 inclut les corrections suivantes:
— toutes les figures ont été remplacées par des figures de meilleure qualité;
— en C.3.2, la légende de la Figure C.3 a été corrigée, et, dans le texte, les références aux éléments de la
figure ont également été corrigées;
— dans la version française, en C.3.3, dernière phrase, « révolution » a été remplacé par « résolution ».
iv © ISO 2016 – Tous droits réservés

Introduction
Des méthodes de mesurage de la performance des dispositifs d’épuration des gaz à très haute efficacité
sont décrites dans un certain nombre de normes existantes. Celles-ci spécifient des procédures
d’assurance de la qualité après fabrication (par exemple, ISO 29463 et EN 1822).
D’autres normes spécifient le médium filtrant utilisé dans de tels dispositifs et la façon dont ces
dispositifs sont construits et installés dans les installations industrielles.
Les installations de filtration à très haute efficacité des particules contenues dans l’air sont massivement
utilisées dans les usines et les laboratoires de traitement des matières nucléaires et toxiques afin de
confiner ces matières dans l’installation et d’empêcher leur rejet dans l’environnement.
Les matières radioactives et autres matières toxiques sont confinées dans les installations de traitement
à l’intérieur de zones de confinement délimitées par des barrières. L’air et les gaz évacués de ces zones
sont décontaminés en passant à travers une série de filtres à particules à très haute efficacité avant leur
rejet final dans l’environnement. La membrane (médium filtrant) des filtres agit comme une partie de la
barrière de confinement. Eu égard à sa fragilité supposée, il est nécessaire de s’assurer de son intégrité
de façon périodique car les scénarios de sûreté de fonctionnement dépendent de la connaissance du
maintien permanent de l’efficacité de ces filtres. Ces contrôles périodiques sont réalisés en appliquant
un (des) mode(s) opératoire(s) connus en tant qu’essais «in situ».
Les principes de base des essais in situ de filtres installés sont les mêmes que pour les essais en
laboratoire tels que décrits dans l’EN 1822 et l’ISO 29463, dans la mesure où des quantités connues d’un
aérosol d’essai sont dispersées dans le courant d’air en amont de l’installation de filtration et les teneurs
en particules de l’air non filtré et de l’air filtré sont échantillonnées et analysées afin de déterminer si
l’intégrité des filtres a été compromise.
Dans le cas d’essais d’une seule unité (essai de production du fabricant ou dans le cas d’essais de
laboratoire sur une cellule filtrante seule), l’objectif est de s’assurer que les performances de l’unité
(efficacité/pénétration à la taille de particules MPPS et autres paramètres) se situent dans les limites
spécifiées et que le résultat est globalement reproductible. Pour ce faire, il est nécessaire d’utiliser un
montage d’essai en laboratoire avec une dispersion complète de l’aérosol d’essai, une géométrie de banc
d’essai prescrite et de prélever et d’analyser des échantillons d’aérosol totalement représentatifs aussi
bien en amont qu’en aval du filtre d’essai. Certains systèmes de ventilation sont très complexes et il
convient de noter que de nombreuses installations utilisent des systèmes de ventilation dans lesquels
un fort pourcentage de l’air est remis en circulation.
Le but d’un essai in situ est de détecter toute altération des performances de filtration de l’installation et
de les comparer à l’efficacité ou au facteur de décontamination attendu(e). Une telle altération peut être
due à une détérioration d’une ou plusieurs unités ou à un défaut d’étanchéité du système et se manifeste
par l’apparition d’une proportion d’aérosol non filtré dans les effluents gazeux. Les méthodologies
d’essai développées dans la présente Norme internationale ne s’appliquent pas aux autres exigences
relatives aux filtres en termes de résistance mécanique, résistance à l’éclatement ou résistance à la
température et à l’humidité.
Il n’est pas vraiment nécessaire ni utile que les résultats d’un essai in situ reproduisent les résultats
des essais de production sur les filtres individuels de l’installation; il n’est pas nécessaire non plus de
limiter la distribution granulométrique de l’aérosol d’essai à une distribution reproduisant celle utilisée
lors des essais de production.
A ce jour, l’absence de norme internationale relative aux essais généraux in situ des filtres à très haute
efficacité explique la nécessité d’une telle Norme int
...