Plastics pipes and fittings -- Equipment for fusion jointing polyethylene systems

ISO 12176-1:2017 specifies the general characteristics of, and performance requirements for, equipment for butt fusion jointing of polyethylene (PE) piping systems using electrically powered heater plates. ISO 12176-1:2017 is applicable to mechanical and pressure-activated equipment for butt fusion jointing of PE pipes and fittings either intended to be used for the supply of gaseous fuels, conforming to ISO 4437‑2[1] and ISO 4437‑3[2], or intended for the conveyance of water for human consumption (including raw water prior to treatment) and for the conveyance of water for general purposes, conforming to ISO 4427‑2[3] and ISO 4427‑3[4]. Butt fusion machines with an automatic controller are subject to additional requirements as given in Annex A. NOTE This document is also applicable to butt fusion machines for larger nominal pipe diameters and nominal wall thicknesses than given in this document.

Tubes et raccords en matières plastiques -- Appareillage pour l'assemblage par soudage des systèmes en polyéthylène

ISO 12176-1:2017 spécifie les caractéristiques générales et les exigences de performance des appareils pour l'assemblage par soudage bout ŕ bout des systčmes de canalisations en polyéthylčne (PE) ŕ l'aide de plaques chauffantes ŕ résistance électrique. Elle est applicable aux appareils mécaniques et man?uvrés par pression pour l'assemblage par soudage bout ŕ bout des tubes et des raccords en PE, destinés ŕ la distribution de combustibles gazeux, conformément ŕ l'ISO 4437‑2[1] et ŕ l'ISO 4437‑3,[2] ou destinés au transport d'eau pour la consommation humaine (y compris l'eau brute avant traitement) et d'eau pour usage général, conformément ŕ l'ISO 4427‑2[3] et ŕ l'ISO 4427‑3[4]. Les machines de soudage bout ŕ bout avec un contrôleur automatique sont également soumises aux exigences supplémentaires indiquées dans l'Annexe A. NOTE Le présent document est aussi applicable aux machines de soudage bout ŕ bout de tubes de diamčtre nominal et d'épaisseur de paroi nominale supérieurs ŕ ceux indiqués ici.

General Information

Status
Published
Publication Date
19-Jul-2017
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
16-May-2017
Completion Date
20-Jul-2017
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ISO 12176-1:2017 - Plastics pipes and fittings -- Equipment for fusion jointing polyethylene systems
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ISO 12176-1:2017 - Tubes et raccords en matieres plastiques -- Appareillage pour l'assemblage par soudage des systemes en polyéthylene
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 12176-1
Fourth edition
2017-06
Plastics pipes and fittings —
Equipment for fusion jointing
polyethylene systems —
Part 1:
Butt fusion
Tubes et raccords en matières plastiques — Appareillage pour
l’assemblage par soudage des systèmes en polyéthylène —
Partie 1: Soudage bout à bout
Reference number
ISO 12176-1:2017(E)
ISO 2017
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ISO 12176-1:2017(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
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ii © ISO 2017 – All rights reserved
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ISO 12176-1:2017(E)
Contents Page

Foreword ..........................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Design configurations ..................................................................................................................................................................................... 2

4.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 2

4.2 Configurations ......................................................................................................................................................................................... 2

5 Chassis and clamps ............................................................................................................................................................................................ 3

5.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 3

5.2 Guide elements ....................................................................................................................................................................................... 3

5.2.1 General...................................................................................................................................................................................... 3

5.2.2 Rigidity under pressure ............................................................................................................................................. 4

5.2.3 Rigidity under bending ........................................................................................................................................... .... 5

5.2.4 Re-rounding action ........................................................................................................................................................ 6

6 Interface force transmission .................................................................................................................................................................... 6

6.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 6

6.2 Manual systems ...................................................................................................................................................................................... 7

6.3 Hydraulic and pneumatic systems ......................................................................................................................................... 7

6.4 Electric systems ...................................................................................................................................................................................... 7

6.5 Performance .............................................................................................................................................................................................. 7

7 Planing tool ................................................................................................................................................................................................................ 7

7.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 7

7.2 Performance .............................................................................................................................................................................................. 8

8 Heating plate ............................................................................................................................................................................................................. 8

8.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 8

8.2 Dimensions ................................................................................................................................................................................................. 8

8.3 Materials and surface finish ......................................................................................................................................................... 9

8.4 Heating system ........................................................................................................................................................................................ 9

8.5 Performance ...........................................................................................................................................................................................10

9 Power supply .........................................................................................................................................................................................................10

10 Test methods ..........................................................................................................................................................................................................10

10.1 Chassis and clamps ...........................................................................................................................................................................10

10.1.1 Effectiveness of re-rounding (see Figure 3) ..........................................................................................10

10.1.2 Clamp alignment ...........................................................................................................................................................11

10.2 Planing tool and check of gap after planing ................................................................................................................12

10.3 Heating plate ..........................................................................................................................................................................................12

10.3.1 Roughness check ...........................................................................................................................................................12

10.3.2 Temperature control system check...............................................................................................................13

10.3.3 Heat transfer efficiency ...........................................................................................................................................14

10.3.4 Guide elements and work-holding fixtures .................. ..........................................................................14

11 Auxiliary equipment ......................................................................................................................................................................................16

12 Maintenance ...........................................................................................................................................................................................................16

13 Marking on the butt fusion machine .............................................................................................................................................17

14 Other information to be provided by the manufacturer ..........................................................................................17

Annex A (normative) Additional performance requirements for butt fusion machines with

automatic controllers ...................................................................................................................................................................................18

Annex B (informative) Type classification scheme ............................................................................................................................19

© ISO 2017 – All rights reserved iii
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ISO 12176-1:2017(E)

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................22

iv © ISO 2017 – All rights reserved
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ISO 12176-1:2017(E)
Foreword

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

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

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

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

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

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

electrotechnical standardization.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

constitute an endorsement.

For an explanation on the voluntary nature of the standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following

URL: w w w . i s o .org/ iso/ foreword .html

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 138, Plastics pipes, fittings and valves for

the transport of fluids, Subcommittee SC 4, Plastics pipes and fittings for the supply of gaseous fuels.

This fourth edition cancels and replaces the third edition (ISO 12176-1:2012), which has been

technically revised so that it applies to larger pipe diameters.
The modifications are the following:
— increase of the wall thickness and diameter;
— various clarifications such as the guide elements and work-holding fixtures;
— editorial changes have been introduced.
A list of all parts in the ISO 12176- series can be found on the ISO website.
© ISO 2017 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 12176-1:2017(E)
Plastics pipes and fittings — Equipment for fusion jointing
polyethylene systems —
Part 1:
Butt fusion
1 Scope

This document specifies the general characteristics of, and performance requirements for, equipment

for butt fusion jointing of polyethylene (PE) piping systems using electrically powered heater plates.

It is applicable to mechanical and pressure-activated equipment for butt fusion jointing of PE pipes and

fittings either intended to be used for the supply of gaseous fuels, conforming to ISO 4437-2[1] and

ISO 4437-3[2], or intended for the conveyance of water for human consumption (including raw water

prior to treatment) and for the conveyance of water for general purposes, conforming to ISO 4427-2[3]

and ISO 4427-3[4].

Butt fusion machines with an automatic controller are subject to additional requirements as given in

Annex A.

NOTE This document is also applicable to butt fusion machines for larger nominal pipe diameters and

nominal wall thicknesses than given in this document.
2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 4287, Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Terms, definitions

and surface texture parameters

ISO 11414, Plastics pipes and fittings — Preparation of polyethylene (PE) pipe/pipe or pipe/fitting test

piece assemblies by butt fusion
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at http:// www .iso .org/ obp
3.1
base framework
self-supporting entity composed of two or more guides and pipe clamps

Note 1 to entry: It provides the mechanism for heating and fusing the pipes and/or fittings.

© ISO 2017 – All rights reserved 1
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ISO 12176-1:2017(E)
3.2
frictional resistance of the butt fusion machine
force necessary to overcome friction in the whole mechanism without pipe
Note 1 to entry: See 6.1.
3.3
nominal outside diameter

numerical designation of size which is common to all components in a thermoplastics piping system

other than flanges and components designated by thread size
Note 1 to entry: It is a convenient round number for reference purposes.
3.4
nominal wall thickness
numerical designation of the wall thickness of a component

Note 1 to entry: It is a convenient round number approximately equal to the manufacturing dimension in

millimetres.
3.5
drag compensation

ability of the butt fusion machine to overcome mechanical and frictional forces, as well as forces caused

by operating on site, in order to achieve and maintain the fusion parameters specified for the pipe

3.6
standard dimension ratio
SDR

ratio of the nominal outside diameter, d , of a pipe to its nominal wall thickness, e

n n
[SOURCE: ISO 4427-1:2007, 3.1.1.15]
4 Design configurations
4.1 General

The normal ambient temperature range in which the butt fusion machine is intended to operate is

−10 °C to +40 °C. Use outside this temperature range shall be agreed upon between the user and the

supplier of the machine.
4.2 Configurations

To conform to the requirements of this document, butt fusion machines may have different design

configurations, as follows:
— a mechanical linkage system for force generation;
— a hydraulic hand-pump system for force generation;

— a semi-automatic externally powered system for force generation (manual pre-set of pressure);

— a semi-automatic system incorporating a device for monitoring and recording the fusion parameters;

— an automatic system that controls and records the fusion parameters.

Machines are generally designed for well-defined ranges of diameters, SDR ratios and fusion cycles.

2 © ISO 2017 – All rights reserved
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ISO 12176-1:2017(E)

Each component of the machine shall conform to relevant national safety regulations.

NOTE For example, the safety aspects for Europe are regulated in Reference [5].

Machines which record fusion data shall be capable of transferring the data for further use.

5 Chassis and clamps
5.1 General
The butt fusion machine shall be as maintenance-free as possible.

The base framework of the butt fusion machine shall provide rigidity and stability without

unnecessary weight.

The butt fusion machine shall be sufficiently robust to withstand normal field use.

The chassis shall provide facilities for the alignment of and relative movement between pipes and/or

fittings.

The butt fusion machine shall incorporate a facility for supporting the heating plate and planing tool

when in use. This support shall not affect transmission of interface forces across the heating plate and

shall not prevent proper alignment of the heating plate during the heating operation.

The butt fusion machine shall be capable of making satisfactory joints at ambient temperature and

under normal worksite conditions with pipes and fittings at extremes of dimensional tolerances.

With butt fusion machines designed for use in narrow trenches, the design and construction of

the clamps shall enable the butt fusion machine to be removed from the trench after fusion without

damaging the PE pipe.

The base framework shall be fitted with a minimum of two clamps, one fixed and one moveable, to

position the PE pipes during the fusion cycle. These clamps shall be designed to enable the pipes to be

positioned or removed quickly.

The clamps shall grip the circumference of the pipes and fittings and shall be designed and dimensioned

to avoid damage to the pipe or fitting surfaces.

To avoid human damage, the clamp jaws should preferably be designed so that they cannot close to less

than a certain minimum distance apart.

No adjustment of the centreline of either pipe shall be required after changing the relevant parts to

accommodate different pipe sizes. The clamps, inserts and liners shall not damage the pipe or fitting.

Clamps and/or liners for each pipe size should preferably be interchangeable between similar machines

made by the same manufacturer.

The maximum number of removable clamping liners shall be three for machines for pipe diameters up

to and including d = 400 mm, and four for machines for pipe diameters above d = 400 mm.

n n
Operating instructions shall be available.
5.2 Guide elements
5.2.1 General

The sliding surfaces of the guide elements shall be protected from corrosion, e.g. by hard chromium plate.

© ISO 2017 – All rights reserved 3
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ISO 12176-1:2017(E)

The design of the butt fusion machine shall allow the heating plate to be removed and the pipe ends

to be closed after heating, without damaging the heated surfaces, within a maximum time as given in

Table 1.
Table 1 — Maximum time for removing the heating plate
Nominal wall thickness Maximum time
e t
n max
mm s
e ≤ 4,5 ≤ 5
4,5 < e ≤ 7 ≤ 6
7 < e ≤ 12 ≤ 8
12 < e ≤ 19 ≤ 10
19 < e ≤ 26 ≤ 12
26 < e ≤ 37 ≤ 16
37 < e ≤ 50 ≤ 20
50 < e ≤ 70 ≤ 25
70 < e ≤ 90 ≤ 30
90 < e ≤ 130 ≤ 35

The clamp alignment system shall provide the frictional resistance necessary to resist the jointing

forces at extreme temperatures.
5.2.2 Rigidity under pressure

The butt fusion machine shall provide rigidity and stability, which shall be evaluated after trimming

the gap between the pipe ends, when they are in contact. When measured in accordance with 10.3.4,

the gap between Sp1 and Sp2 (see Figure 5) shall conform to Table 2.
Table 2 — Maximum gap
Nominal outside diameter Maximum gap between pipe ends
mm mm
d ≤ 315 0,25
315 < d ≤ 630 0,50
630 < d ≤ 800 0,65
800 < d ≤ 1 000 0,80
1 000 < d ≤ 1 200 0,95
1 200 < d ≤ 1 600 1,30
1 600 < d 0,2 % of d
n n
4 © ISO 2017 – All rights reserved
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ISO 12176-1:2017(E)
5.2.3 Rigidity under bending

The clamp support and bearing system shall be sufficiently rigid to maintain axial alignment to within

0,2 mm over its entire length of travel when tested in accordance with 10.1.2.1.

Angular misalignment of supported pipes shall not exceed 0,5 mm when determined in accordance

with 10.1.2.2.

For equipment suitable for PE pipes ≤ 315 mm, when the pipe supports are removed (see Figure 1), the

additional misalignment by bending of the butt fusion machine chassis and clamps shall not result in a

deflection greater than the values given in Table 3.

Table 3 — Maximum additional angular misalignment (to be tested with SDR 17,6 or SDR 17 pipes)

Nominal outside diameter Maximum additional angular
misalignment
max
≤ 225 0,5
250 1
315 2
a) Support rollers present, ll−≤05, mm
© ISO 2017 – All rights reserved 5
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ISO 12176-1:2017(E)
b) Support rollers removed, ll−≤ f +05, mm
12 max
Key
1 clamp
2 pipe
3 support roller
l gap at upper measurement position
l gap at lower measurement position
f maximum additional angular misalignment given in Table 3
max
Figure 1 — Gap (angular misalignment) between pipes
5.2.4 Re-rounding action

The clamp alignment system shall have a re-rounding action on the pipe such that any out-of-roundness

at the pipe end does not exceed 5 % of the pipe wall thickness and any mismatch of the pipe ends does

not exceed 10 % of the wall thickness, when the test for out-of-roundness is carried out in accordance

with 10.1.1.
6 Interface force transmission
6.1 General

All types of operating system are acceptable (e.g. manual, hydraulic, pneumatic, electric), provided they

meet the requirements of this document.

Pipe-to-pipe interface forces generated during the jointing cycle shall either be measured directly or,

alternatively, means shall be provided to determine the interface force indirectly from the measurement

of appropriate machine-operating parameters which take into account the force transfer efficiency and

frictional resistance of the machine.

In the case of machines with fluid power rams, the force may be indicated in terms of the applied

cylinder pressure.

For such machines, a specific calibration table shall be provided that gives the relationship between

the real interface force and the pressure indicated by the pressure gauge. The pressure gauge shall be

calibrated. The accuracy of the pressure gauge shall be 1 % of full scale.
6 © ISO 2017 – All rights reserved
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ISO 12176-1:2017(E)
6.2 Manual systems
Mechanically operated equipment shall have the following features:
— the moving clamp shall be capable of continuous and steady displacement;
— a system for verifying the forces applied during the fusion cycle;

— a locking system to maintain the fusion force (fusion machines for pipes of d < 63 mm are not

required to have such a locking system).
6.3 Hydraulic and pneumatic systems

The butt fusion machine shall be capable of maintaining the required interface pressure throughout

each stage of the jointing cycle. Where the fluid pressure is generated by a manually operated pump,

the pump shall be capable of single-person operation to meet all force and time requirements of the

jointing cycle for the range of pipe sizes for which the butt fusion machine is designed.

The pressure indication display shall be clear and easily readable from a normal working distance.

The hydraulic system shall be protected against overpressure.
National standards shall apply for the construction of pressure vessels.
6.4 Electric systems

The butt fusion machine shall be capable of maintaining the required interface force throughout each

stage of the jointing cycle.

The force indication display shall be clear and easily readable from a normal working distance.

National standards shall apply for the construction and safety of electric systems.

6.5 Performance

For drag compensation, the butt fusion machine shall have at least 30 % additional fusion force specified

for the maximum pipe diameter and wall thickness and the fusion cycle process for which the machine

has been designed.

The maximum permitted variation in the frictional resistance of the butt fusion machine, with the

moving clamp in any position, shall be less than 10 %.
7 Planing tool
7.1 General

The planing tool shall be a double-sided surface planer, powered by hand or by electrical, hydraulic or

pneumatic power, and shall establish clean, flat, parallel mating surfaces of the pipe and fitting ends,

perpendicular to the centreline of the pipe, in preparation for heating.

The design of the planing tool shall ensure that cut material is deflected away from the cut face, the

planing tool and the bore of the pipe or fitting. The swarf produced shall be visible to the operator, so

that completion of planing can be recognized.

Planing tools shall be interchangeable between any butt fusion machines of the size and type for which

they were designed. They shall be suitable for planing the complete range of pipe sizes and materials

for which the butt fusion machine is designed.
The cutting blades shall be removable.
© ISO 2017 – All rights reserved 7
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ISO 12176-1:2017(E)

Provision shall be made to prevent the planing of the pipe/fitting end beyond the limit needed for a

good fusion joint.
7.2 Performance

The planing tool shall operate on both sides and produce a smooth cut on each fusion face so that the

maximum gap between fusion faces, when measured in accordance with 10.2, shall not exceed that

permitted in Table 2.
8 Heating plate
8.1 General

The heating plate shall establish a satisfactory melt or molten condition of the pipe and/or fitting ends

in preparation for fusion. The heating plate shall be equipped with a temperature control system.

Heating plates shall be interchangeable between any butt fusion machines of the size and type for which

they were designed.

If the heating plate cannot be easily removed during operation by one person for reasons of its weight

or other factors, then hydraulic, pneumatic or other mechanical assistance shall be provided as part of

the butt fusion machine.

For manual butt fusion machines, the total heat capacity of the tool shall be such that, if the electrical

power supply is accidentally disconnected from the heating plate at the operating temperature, it can

still complete a satisfactory joint. If the heating plate is not capable of meeting this requirement, then a

fool-proof alarm indicating accidental disconnection shall be provided on the butt fusion machine.

The heating system shall be designed to ensure that, under normal ambient conditions, the pipe

and/or fitting ends are heated up correctly to the operating temperature and stable fusion conditions

are maintained.
8.2 Dimensions

The heating plate shall be of adequate size to ensure good heat transfer to the two fusion ends.

The width x of the inside and outside parts of the heating plate (see Figure 2) shall fulfil the requirements

in Table 4.
Table 4 — Width of heater plate
Nominal outside diameter Width of heater plate
d x (see Figure 2)
mm mm
d ≤ 250 ≥ 10
250 < d ≤ 630 ≥ 15
630 < d ≤ 1600 ≥ 20
The heating plate shall be flat on both sides to ±0,1 mm/100 mm.

The thickness shall not vary by more than 0,2 mm up to d = 250 mm or by more than 0,5 mm above

this size, and the plate shall have no holes or screws within the area of pipe contact.

8 © ISO 2017 – All rights reserved
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ISO 12176-1:2017(E)
Figure 2 — Heating plate dimensions
8.3 Materials and surface finish

Heating plates shall be made of materials having good thermal conductivity and capable of resisting

normal site handling.

The surfaces in contact with the pipe or fittings shall be such that molten material does not stick to

them, and they will allow damage-free cleaning and resist normal site handling. This can be attained,

for example, by coati
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 12176-1
Quatrième édition
2017-06
Tubes et raccords en matières
plastiques — Appareillage pour
l’assemblage par soudage des
systèmes en polyéthylène —
Partie 1:
Soudage bout à bout
Plastics pipes and fittings — Equipment for fusion jointing
polyethylene systems —
Part 1: Butt fusion
Numéro de référence
ISO 12176-1:2017(F)
ISO 2017
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ISO 12176-1:2017(F)
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---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 12176-1:2017(F)
Sommaire Page

Avant-propos ................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

4 Conception .................................................................................................................................................................................................................. 2

4.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 2

4.2 Configurations ......................................................................................................................................................................................... 2

5 Châssis et mâchoires ........................................................................................................................................................................................ 3

5.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 3

5.2 Éléments de guidage .......................................................................................................................................................................... 4

5.2.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 4

5.2.2 Rigidité sous pression ................................................................................................................................................. 4

5.2.3 Rigidité sous courbure ................................................................................................................................................ 5

5.2.4 Désovalisation .................................................................................................................................................................... 6

6 Transmission de la force à l’interface ............................................................................................................................................. 6

6.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 6

6.2 Systèmes manuels ................................................................................................................................................................................ 7

6.3 Systèmes hydrauliques et pneumatiques ......................................................................................................................... 7

6.4 Systèmes électriques.......................................................................................................................................................................... 7

6.5 Performances ........................................................................................................................................................................................... 7

7 Raboteuse .................................................................................................................................................................................................................... 8

7.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 8

7.2 Performances ........................................................................................................................................................................................... 8

8 Plaque chauffante ................................................................................................................................................................................................ 8

8.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 8

8.2 Dimensions ................................................................................................................................................................................................. 8

8.3 Matériaux et finition de surface ............................................................................................................................................... 9

8.4 Système de chauffage .....................................................................................................................................................................10

8.5 Performances ........................................................................................................................................................................................10

9 Alimentation en énergie ............................................................................................................................................................................11

10 Méthodes d’essai ...............................................................................................................................................................................................11

10.1 Châssis et mâchoires .......................................................................................................................................................................11

10.1.1 Efficacité de l’arrondissage (voir Figure 3) ............................................................................................11

10.1.2 Essai d’alignement des mâchoires .................................................................................................................12

10.2 Raboteuse et contrôle du jeu après le rabotage ......................................................................................................12

10.3 Plaque chauffante ..............................................................................................................................................................................13

10.3.1 Contrôle de la rugosité ........................................................................................................................................... ..13

10.3.2 Vérification du système de contrôle de la température ..............................................................14

10.3.3 Efficacité du transfert thermique ...................................................................................................................14

10.3.4 Éléments de guidage et accessoires de fixation .................................................................................15

11 Équipement supplémentaire ................................................................................................................................................................16

12 Maintenance ...........................................................................................................................................................................................................16

13 Marquage sur la machine de soudage bout à bout .........................................................................................................17

14 Autres informations devant être fournies par le fabricant ...................................................................................17

Annexe A (normative) Exigences de performance supplémentaires pour les machines de

soudage bout à bout à contrôleur automatique................................................................................................................18

Annexe B (informative) Plan type de classification ...........................................................................................................................19

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ISO 12176-1:2017(F)

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................22

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ISO 12176-1:2017(F)
Avant-propos

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

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

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

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

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

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

concerne la normalisation électrotechnique.

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

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

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

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/ directives).

L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion

de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: w w w . i s o .org/ avant -propos.

Le présent document a été élaboré par le comité technique l’ISO/TC 138, Tubes, raccords et robinetterie

en matières plastiques pour le transport des fluides, sous-comité SC 4, Tubes et raccords en matières

plastiques pour réseaux de distribution de combustibles gazeux.

Cette quatrième édition annule et remplace la troisième édition (ISO 12176-1:2012), qui a fait l’objet

d’une révision technique pour la rendre applicable aux tubes de plus grands diamètres.

Les modifications sont les suivantes:
— augmentation de l’épaisseur de paroi et du diamètre;

— quelques clarifications telles que les éléments de guidage et les accessoires de fixation;

— des modifications éditoriales ont été introduites.

Une liste de toutes les parties de la série ISO 12176 peut être trouvée sur le site internet de l’ISO.

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NORME INTERNATIONALE ISO 12176-1:2017(F)
Tubes et raccords en matières plastiques — Appareillage
pour l’assemblage par soudage des systèmes en
polyéthylène —
Partie 1:
Soudage bout à bout
1 Domaine d’application

Le présent document spécifie les caractéristiques générales et les exigences de performance des

appareils pour l’assemblage par soudage bout à bout des systèmes de canalisations en polyéthylène

(PE) à l’aide de plaques chauffantes à résistance électrique.

Elle est applicable aux appareils mécaniques et manœuvrés par pression pour l’assemblage par

soudage bout à bout des tubes et des raccords en PE, destinés à la distribution de combustibles gazeux,

[1] [2]

conformément à l’ISO 4437-2 et à l’ISO 4437-3, ou destinés au transport d’eau pour la consommation

humaine (y compris l’eau brute avant traitement) et d’eau pour usage général, conformément à

[3] [4]
l’ISO 4427-2 et à l’ISO 4427-3 .

Les machines de soudage bout à bout avec un contrôleur automatique sont également soumises aux

exigences supplémentaires indiquées dans l’Annexe A.

NOTE Le présent document est aussi applicable aux machines de soudage bout à bout de tubes de diamètre

nominal et d’épaisseur de paroi nominale supérieurs à ceux indiqués ici.
2 Références normatives

Les documents suivants sont référencés dans le texte de telle façon que tout ou partie de leur contenu

constitue des exigences pour le 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 4287, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Méthode du profil — Termes,

définitions et paramètres d’état de surface

ISO 11414, Tubes et raccords en matières plastiques — Préparation d’éprouvettes par assemblage tube/tube

ou tube/raccord en polyéthylène (PE) par soudage bout à bout
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse http:// www .iso .org/obp
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ISO 12176-1:2017(F)
3.1
bâti

ensemble autoporteur constitué par deux ou plusieurs guides et des mâchoires pour le tube

Note 1 à l’article: Il comprend le mécanisme de chauffage et de soudage des tubes et/ou des raccords.

3.2
résistance au frottement de la machine de soudage bout à bout

force nécessaire pour vaincre les frottements dans l’ensemble du mécanisme sans le tube

Note 1 à l’article: Voir 6.1.
3.3
diamètre extérieur nominal

désignation numérique de la dimension commune à tous les composants d’un système de canalisation

en matières thermoplastiques, autres que les brides et les composants désignés par leur dimension de

filetage
Note 1 à l’article: C’est un nombre rond utilisé à des fins de référence.
3.4
épaisseur de paroi nominale
désignation numérique de l’épaisseur de paroi d’un composant

Note 1 à l’article: C’est un nombre rond pratique approximativement égal à la dimension de fabrication, en

millimètres.
3.5
compensation du frottement

capacité de la machine de soudage bout à bout à maîtriser les forces mécaniques et de frottement, de

même que les forces dues au travail sur chantier, afin de fournir et de maintenir les paramètres de

soudage spécifiés pour le tube
3.6
Rapport des dimensions nominales
SDR

rapport du diamètre extérieur nominal, d , d’un tube et de son épaisseur nominale, e

n n
[SOURCE: ISO 4427-1:2007, 3.1.1.15]
4 Conception
4.1 Généralités

La plage de température ambiante normale dans laquelle il est prévu d’utiliser la machine de soudage

bout à bout est de −10 °C à +40 °C. Toute utilisation en dehors de cette plage de température devra faire

l’objet d’un accord entre l’utilisateur et le fournisseur de la machine.
4.2 Configurations

Pour satisfaire aux exigences du présent document, les machines de soudage bout à bout peuvent avoir

différentes configurations, comme suit:
— système de liaison mécanique pour engendrer la force;
— système de pompe hydraulique manuelle pour engendrer la force;
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ISO 12176-1:2017(F)

— système semi-automatique actionné de manière externe pour engendrer la force (préréglage manuel

de la pression);

— système semi-automatique comprenant un dispositif pour contrôler et enregistrer les paramètres

de soudage;
— système automatique qui contrôle et enregistre les paramètres de soudage.

En général, les machines sont conçues pour des gammes bien définies de diamètres, de SDR et de cycles

de soudage.

Chaque composant de la machine doit être conforme aux réglementations nationales de sécurité

applicables.

NOTE Par exemple, les aspects liés à la sécurité en Europe sont réglementés en Référence [5].

Les machines qui enregistrent les données de soudage doivent être capables de les transférer pour un

usage ultérieur.
5 Châssis et mâchoires
5.1 Généralités
La machine de soudage bout à bout doit être autant que possible sans entretien.

Le bâti de la machine de soudage bout à bout doit assurer la rigidité et la stabilité, sans poids inutile.

La machine de soudage bout à bout doit être suffisamment robuste pour résister à une utilisation

normale.

Le châssis doit comporter des aménagements pour l’alignement et les mouvements relatifs des tubes

et/ou des raccords.

La machine de soudage bout à bout doit comporter des aménagements pour supporter la plaque

chauffante et la raboteuse lors de son utilisation. Ces supports ne doivent ni gêner la transmission des

forces d’interface sur la plaque chauffante, ni empêcher l’alignement correct de la plaque pendant le

chauffage.

La machine de soudage bout à bout doit pouvoir réaliser des assemblages satisfaisants à la température

ambiante et dans des conditions normales de travail sur chantier, avec des tubes et des raccords aux

tolérances dimensionnelles extrêmes.

Dans le cas des machines de soudage bout à bout conçues pour des tranchées étroites, la conception

et la réalisation des mâchoires doivent permettre de sortir la machine de la tranchée après le soudage

sans abîmer le tube en PE.

Le bâti doit comporter au moins deux mâchoires, l’une fixe et l’autre mobile, afin de tenir en place le tube

de PE pendant le cycle de soudage. Ces mâchoires doivent être conçues de sorte que les tubes puissent

être mis en place et retirés rapidement.

Les mâchoires doivent serrer la circonférence des tubes et raccords; elles doivent être conçues et

dimensionnées pour éviter d’endommager leurs surfaces.

Pour éviter les blessures, il convient que les mors soient, de préférence, conçus pour qu’ils ne puissent

pas se fermer à moins d’une certaine distance minimale l’un de l’autre.

Aucun réglage de l’axe du tube ne doit être exigé après le changement des parties concernées en vue de

l’adaptation à différentes dimensions de tubes. Les mâchoires, les inserts ou les fourreaux ne doivent

pas endommager le tube ou le raccord.
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ISO 12176-1:2017(F)

Il convient de préférence que les mâchoires et/ou les fourreaux pour chaque dimension de tube soient

interchangeables sur des machines similaires construites par le même fabricant.

Le nombre maximal de fourreaux amovibles au niveau des mâchoires doit être de trois dans le cas des

machines pour les diamètres de tube jusqu’à d = 400 mm, et de quatre pour les diamètres de tube

supérieurs à d = 400 mm.
Une notice d’utilisation doit être disponible.
5.2 Éléments de guidage
5.2.1 Généralités

Les surfaces de glissement des éléments de guidage doivent être protégées de la corrosion, par exemple

par un revêtement de chromage dur.

Après chauffage, la conception de la machine de soudage bout à bout doit permettre de retirer la plaque

chauffante et de rapprocher les extrémités des tubes à souder, sans endommager les surfaces chauffées,

dans un temps maximal tel qu’indiqué dans le Tableau 1.
Tableau 1 — Temps maximal pour retirer la plaque chauffante
Épaisseur de paroi nominale Temps maximal
e t
n max
mm s
e ≤ 4,5 ≤ 5
4,5 < e ≤ 7 ≤ 6
7 < e ≤ 12 ≤ 8
12 < e ≤ 19 ≤ 10
19 < e ≤ 26 ≤ 12
26 < e ≤ 37 ≤ 16
37 < e ≤ 50 ≤ 20
50 < e ≤ 70 ≤ 25
70 < e ≤ 90 ≤ 30
90 < e ≤ 130 ≤ 35

Le système d’alignement des mâchoires doit fournir la résistance au frottement nécessaire pour résister

aux forces d’assemblage aux températures extrêmes.
5.2.2 Rigidité sous pression

La machine de soudage bout à bout doit assurer la rigidité et la stabilité qui doivent être évaluées par

la détermination après ébarbage de l’écart entre les extrémités des tubes lorsqu’ils sont en contact.

L’écart, mesuré entre Sp1 et Sp2 (voir Figure 5) doit être conforme au Tableau 2 lorsqu’il est mesuré

conformément à 10.3.4.
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ISO 12176-1:2017(F)
Tableau 2 — Écart maximal
Diamètre extérieur nominal
Écart maximal entre les extrémités
des tubes
d ≤ 315 0,25
315 < d ≤ 630 0,50
630 < d ≤ 800 0,65
800 < d ≤ 1000 0,80
1000 < d ≤ 1200 0,95
1200 < d ≤ 1600 1,30
1600 < d 0,2 % de d
n n
5.2.3 Rigidité sous courbure

Le support des mâchoires et les paliers doivent être suffisamment rigides pour maintenir l’alignement

axial à 0,2 mm près sur toute la longueur du déplacement lorsque l’essai est effectué conformément à

10.1.2.1.

Le défaut d’alignement angulaire des tubes supportés ne doit pas dépasser 0,5 mm lorsque l’essai est

effectué conformément à 10.1.2.2.

Pour les appareils adaptés à des tubes en PE ≤ 315 mm, lorsque les supports des tubes sont retirés (voir

Figure 1), le défaut d’alignement supplémentaire par courbure du châssis de la machine de soudage

bout à bout et des mâchoires ne doit pas provoquer une flèche supérieure aux valeurs données dans le

Tableau 3.

Tableau 3 — Défaut d’alignement angulaire supplémentaire maximal (à soumettre à l’essai avec

des tubes SDR 17,6 ou SDR 17)
Défaut d’alignement angulaire supplé-
Diamètre extérieur nominal
mentaire maximal
max
≤ 225 0,5
250 1
315 2
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ISO 12176-1:2017(F)
a) Rouleaux-supports présents, ll−≤05, mm
b) Rouleaux-supports retirés, ll−≤ f +05, mm
12 max
Légende
1 mâchoire
2 tube
3 rouleau-support
l écart à la position de mesurage supérieure
l écart à la position de mesurage inférieure
f défaut d’alignement angulaire supplémentaire maximal indiqué dans le Tableau 3
max
Figure 1 — Écart (défaut d’alignement angulaire) entre les tubes
5.2.4 Désovalisation

Le système d’alignement des mâchoires doit pouvoir réarrondir le tube de sorte que toute ovalisation

de l’extrémité du tube ne dépasse pas 5 % de son épaisseur de paroi et que tout défaut des extrémités

du tube ne dépasse pas 10 % de l’épaisseur de paroi lorsque l’essai est effectué conformément à 10.1.1.

6 Transmission de la force à l’interface
6.1 Généralités

Tous les types de systèmes de commande (par exemple manuel, hydraulique, pneumatique, électrique)

sont acceptables, pour autant qu’ils répondent aux exigences du présent document.

6 © ISO 2017 – Tous droits réservés
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ISO 12176-1:2017(F)

Les forces à l’interface tube/tube engendrées pendant le cycle d’assemblage doivent être mesurées

directement, ou bien des moyens doivent être prévus pour déterminer indirectement la force à

l’interface à partir du mesurage des paramètres appropriés de fonctionnement de la machine qui

tiennent compte du transfert de la force utile et de la résistance au frottement de la machine.

Dans le cas des machines hydrauliques à piston, la force peut être indiquée en fonction de la pression

appliquée sur le cylindre.

Pour de telles machines, un tableau de conversion approprié, indiquant la relation entre la force réelle à

l’interface et la pression indiquée par le manomètre, doit être fourni. Le manomètre doit être calibré. La

précision du manomètre doit être 1 % de la pleine échelle.
6.2 Systèmes manuels
Les appareils mécaniques doivent présenter les caractéristiques suivantes:

— la mâchoire mobile doit pouvoir se déplacer d’une manière continue et régulière;

— un système pour vérifier les forces appliquées au cours du cycle de soudage;

— un système de verrouillage pour maintenir la force de soudage (les machines de soudage de tubes

de d < 63 mm peuvent ne pas avoir un tel système de verrouillage).
6.3 Systèmes hydrauliques et pneumatiques

La machine de soudage bout à bout doit pouvoir maintenir la pression requise à l’interface à chaque

étape du cycle d’assemblage. Si la pression du fluide est obtenue à l’aide d’une pompe à main, celle-ci

doit permettre à un seul opérateur de satisfaire à toutes les exigences relatives à la force et au temps du

cycle d’assemblage pour la gamme de dimensions de tubes pour laquelle la machine est conçue.

L’affichage de la pression doit être clair et facile à lire à une distance normale de travail.

Le système hydraulique doit être protégé des surpressions.

Les normes nationales relatives à la construction des récipients sous pression doivent s’appliquer.

6.4 Systèmes électriques

La machine de soudage bout à bout doit pouvoir maintenir la pression requise à l’interface à chaque

étape du cycle d’assemblage.

L’affichage de la force doit être clair et facile à lire à une distance normale de travail.

Les normes nationales relatives à la construction et à la sécurité des systèmes électriques doivent

s’appliquer.
6.5 Performances

Pour la compensation du frottement, la machine de soudage bout à bout doit disposer d’une force

de soudage supplémentaire d’au moins 30 % par rapport à celle spécifiée pour le diamètre de tube

maximal, l’épaisseur de paroi maximale et le cycle de soudage pour lesquels la machine a été conçue.

La variation maximale admise de la résistance au frottement de la machine de soudage bout à bout,

avec les mâchoires mobiles dans une position quelconque, doit être inférieure à 10 %.

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7 Raboteuse
7.1 Généralités

La raboteuse doit être un outil à double face actionné manuellement ou à l’aide d’une force électrique,

hydraulique ou pneumatique. Elle doit faire en sorte que les faces des extrémités des tubes et des

raccords, perpendiculaires à l’axe des tubes préparés en vue du soudage, soient propres, planes et

parallèles.

La conception de la raboteuse doit assurer l’évacuation des copeaux loin de la face découpée, de la

raboteuse et de l’ouverture du tube ou du raccord. La partie usinée doit être visible par l’opérateur afin

qu’il puisse observer l’achèvement du rabotage.

Les raboteuses doivent être interchangeables sur les machines de soudage bout à bout de la dimension et

du type pour lesquels elles ont été conçues. Elles doivent pouvoir raboter toute la gamme de dimensions

de tube et de matières pour laquelle la machine a été conçue.
Les lames de découpage doivent être amovibles.

Des dispositions doivent être prises pour éviter de raboter les extrémités des tubes et des raccords au-

delà de la limite nécessaire pour avoir un assemblage soudé satisfaisant.
7.2 Performances

La raboteuse doit travailler des deux côtés et donner une coupe lisse sur chaque face à souder, de sorte

que l’écart maximal entre les faces, lorsqu’il est mesuré conformément à 10.2, ne dépasse pas les valeurs

admises dans le Tableau 2.
8 Plaque chauffante
8.1 Généralités

La plaque chauffante doit permettre d’obtenir une matière fondue satisfaisante ou des conditions

satisfaisantes de fusion des extrémités des tubes et/ou des raccords pour le soudage. La plaque

chauffante doit être munie d’un s
...

Questions, Comments and Discussion

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