ISO 15330:1999

Fasteners — Preloading test for the detection of hydrogen embrittlement — Parallel bearing surface method

Éléments de fixation — Essai de précharge pour la détection de la fragilisation par l'hydrogène — Méthode des plaques parallèles

La présente Norme internationale spécifie un essai de précharge permettant de détecter, le risque de fragilisation par l'hydrogène des éléments de fixation à température ambiante.Cet essai s'applique- aux vis et aux goujons métriques;- aux vis autotaraudeuses;- aux vis à tôle;- aux vis autoperceuses;- aux écrous;- aux rondelles;fabriqués en acier et soumis à des contraintes de traction.L'essai doit être effectué dans une plage de températures comprise entre 10 °C et 35 °C.L'essai convient uniquement au contrôle en cours de fabrication et peut être effectué après chaque phase du procédé de fabrication. Il n'est pas destiné au contrôle de réception. Il permet de noter les différences ou modifications des conditions ou des techniques dans le procédé de fabrication et de déterminer l'efficacité des différentes phases duprocédé, y compris les pré et post-traitements de revêtement (dégazage) afin de réduire la quantité d'hydrogène mobile dans les éléments de fixation.Cet essai ne dégage pas le fabricant ni le sous-traitant de la responsabilité d'imposer un contrôle approprié du procédé de fabrication et de le surveiller.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 15-Sep-1999
• ICS: 21.060.01 - Fasteners in general
• Technical Committee: ISO/TC 2/SC 14 - Surface coatings
• Drafting Committee: ISO/TC 2/SC 14 - Surface coatings
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Completion Date: 03-Jul-2023

Relations

• Consolidates: ISO 3190:1975 - Test conditions for turret and single spindle co-ordinate drilling machines with vertical spindle — Testing of the accuracy
• Effective Date: 06-Jun-2022
• Consolidated By: ISO 15927-2:2009 - Hygrothermal performance of buildings — Calculation and presentation of climatic data — Part 2: Hourly data for design cooling load
• Effective Date: 06-Jun-2022

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15330
First edition
1999-09-01
Fasteners — Preloading test for the
detection of hydrogen embrittlement —
Parallel bearing surface method
Éléments de fixation — Essai de précharge pour la détection de la
fragilisation par l'hydrogène — Méthode des plaques parallèles
A
Reference number
ISO 15330:1999(E)

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ISO 15330:1999(E)
Contents Page
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Terms and definitions .2
4 Principle .2
5 Test apparatus.3
6 Sampling .6
7 Test procedure.6
8 Test evaluation .8
9 Test report .8
Bibliography.9
©  ISO 1999
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced
or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and
microfilm, without permission in writing from the publisher.
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Printed in Switzerland
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ISO 15330:1999(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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
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.
International Standard ISO 15330 was prepared by Technical Committee ISO/TC 2, Fasteners, Subcommittee
SC 1, Mechanical properties of fasteners.
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ISO 15330:1999(E)
Introduction
When atomic hydrogen enters steels, it can cause loss of ductility or load-carrying ability, cracking (usually as
submicroscopic cracks) or catastrophic brittle failures at applied stresses well below the yield strength or even the
normal design strength for the alloys. This phenomenon often occurs in alloys that show no significant loss in
ductility when measured by conventional tensile tests, and is frequently referred to as hydrogen-induced delayed
brittle failure, hydrogen stress cracking or hydrogen embrittlement. The hydrogen can be introduced during heat
treatment, gas carburizing, cleaning, pickling, phosphating, electroplating and in the service environment as a result
of cathodic protection or corrosion reactions. Hydrogen can also be introduced during fabrication, for example
during roll forming, machining, and drilling due to coolant or lubricant break-down as well as during welding or
brazing operations.
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INTERNATIONAL STANDARD  ISO ISO 15330:1999(E)
Fasteners — Preloading test for the detection of hydrogen
embrittlement — Parallel bearing surface method
1 Scope
This International Standard specifies a preloading test which is able to detect the occurence of hydrogen
embrittlement of fasteners at room temperature.
This test is applicable to
 metric bolts, screws and studs;
 thread rolling screws;
 self-tapping screws;
 self-drilling screws;
 nuts;
 washers
which are made of steel and are under tensile stress.
The test shall be carried out within a temperature range of 10 °C to 35 °C.
The test is suitable only for in-process control and may be carried out after any step of the manufacturing process. It
is not intended as an acceptance test. It is capable of assessing differences or changes in processing conditions or
techniques and to determine the effectiveness of the various processing steps including pre- and post-coating
treatments (baking) to reduce the mobile hydrogen in the fasteners.
This test does not relieve the manufacturer or processor from the responsibility of imposing and monitoring suitable
process control.
NOTE The chance of detecting hydrogen embrittlement decreases significantly if the test is started more than 24 h after
the last step of manufacturing process. Therefore, in normal cases this test is not suitable for acceptance testing.
Special attention shall be given to the reference test in clause 7.3.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these
publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to
investigate the possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For
undated references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC
maintain registers of currently valid International Standards.
ISO 273:1979, Fasteners — Clearance holes for bolts and screws.
ISO 2702:1992, Heat-treated steel tapping screws — Mechanical properties.
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ISO 15330:1999(E)
ISO 7085:1999, Mechanical and performance requirements of case hardened and tempered metric thread rolling
screws.
ISO 10666:1999, Drilling screws with tapping screw thread — Mechanical and functional properties.
3 Terms and definitions
For the purposes of this International Standard the following terms and definitions apply.
3.1
susceptibility to hydrogen embrittlement
characteristic of a steel fastener to display brittle failure due to the presence of mobile hydrogen and when
subjected to a significant degree of tensile stress and/or adverse service conditions
NOTE 1 With increasing susceptibility to hydrogen embrittlement, the critical amount of mobile hydrogen which may cause
brittle failure decreases markedly.
NOTE 2 After the manufacturing process, susceptibility to hydrogen embrittlement cannot be reduced or changed into an
unsusceptible condition, even by any post-coating heat treatment (baking).
3.2
risk of hydrogen embrittlement
risk of failure which arises if fasteners made from steel which are susceptible to hydrogen embrittlement absorb
hydrogen and are subjected to tensile stress and/or residual tensile stress
NOTE The risk of hydrogen embrittlement can be reduced when in the relevant process steps hydrogen supply is
minimized and/or when suitable post-coating heat treatment is carried out to enable hydrogen to effuse and/or to trap hydrogen
irreversibly in the steel.
3.3
manufacturing lot
quantity of fasteners of a single designation including product grade, property class and size, manufactured from
bar, wire, rod or flat product from a single cast, processed through the same or similar steps at the same time or
over a continuous time period through the same heat treatment and/or coating process, if any
Same heat treatment or coating process means:
 for a continuous process, the same treatment cycle without any setting modification;
 for a discontinuous process, the same treatment cycle for identical consecutive loads (batches).
NOTE The manufacturing lot may be split into a number of manufacturing batches for processing purposes and then
reassembled into the same manufacturing lot.
3.4
manufacturing batch
quantity of identical fasteners from the same manufacturing lot processed together at one time
4 Principle
The preloading test is carried out in suitable test devices. The fasteners are subjected to stress in the range of the
yield point or the breaking torque either by torquing with a mating nut (or bolt) or by driving in a pretapped plate, see
Figures 1 to 3. Other loading systems and fixtures are permissible, provided that the required stress in the range of
the yield point or breaking torque of the relevant fastener can be achieved. The stress or torque is held at least for
48 h. After every 24 h the fasteners are retightened to the initial stress or torque and at the same time checked if
failure due to hydrogen embrittlement has occurred.
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ISO 15330:1999(E)
5 Test apparatus
According to the different types of fasteners different test devices shall be used.
5.1 Metric bolts, screws and studs
For metric bolts, screws and studs fixtures of hardened plates of steel with parallel faces and with one hole or with
multiple holes perpendicular to the surfaces of the plates shall be used, see Figure 1.
Key
1 Upper plate
2 Filler plate (for long bolts, screws or studs)
3 Lower plate
4 Nut serving as head
a
Clearance hole according to ISO 273, fine series
Figure 1 — Test devices for metric bolts, screws and studs
The apparatus for metric bolts, screws and studs comprises a top and a bottom steel plate, see Figure 1. The
hardness of top plate and bottom plate shall be 45 HRC minimum. The bearing surfaces shall be ground, and the
roughness shall not exceed Ra = 8 mm. The thickness of each plate shall be 1d minimum (d is the nominal thread
diameter). The clearance holes shall have diameters d in accordance with ISO 273, fine series, and shall not be
h
chamfered. The distance of the clearance holes, L, from each other shall be three diameters (3d) minimum.
When carrying out the test, a free threaded length of at least 1d shall be subjected to stress, and no more than 5 full
threads shall extend beyond the nut. To meet these requirements, one or more plates of steel with parall
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 15330
Première édition
1999-09-01
Éléments de fixation — Essai de précharge
pour la détection de la fragilisation par
l'hydrogène — Méthode des plaques
parallèles
Fasteners — Preloading test for the detection of hydrogen embrittlement —
Parallel bearing surface method
A
Numéro de référence
ISO 15330:1999(F)

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ISO 15330:1999(F)
Sommaire Page
1 Domaine d’application .1
2 Références normatives .2
3 Définitions .2
4 Principe.3
5 Appareillage d'essai .3
6 Échantillonnage .6
7 Procédure d’essai.6
8 Évaluation de l’essai.8
9 Rapport d’essai.8
Bibliographie.10
©  ISO 1999
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord
écrit de l'éditeur.
Organisation internationale de normalisation
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Imprimé en Suisse
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ISO 15330:1999(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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
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.
La Norme internationale ISO 15330 a été élaborée par le comité technique ISO /TC 2, Éléments de fixation, sous-
comité SC 1,Propriétés mécaniques des éléments de fixation.
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ISO 15330:1999(F)
Introduction
Lorsque l'hydrogène sous forme atomique pénètre dans l'acier, cela peut provoquer des pertes de ductilité ou de
capacité de supporter des charges ou bien des criques (en général criques submicroscopiques), ou bien conduire à
des ruptures fragiles catastrophiques pour des contraintes appliquées très inférieures à la limite d'élasticité ou
même inférieures à la résistance normale prévue à la conception pour les alliages. Ce phénomène, auquel il est
souvent fait référence comme une rupture fragile différée, une fissuration sous contrainte par l'hydrogène, ou une
fragilisation par l'hydrogène, apparaît souvent pour des alliages qui ne présentent pas de perte significative de
ductilité lorsqu'ils sont essayés en traction de façon conventionnelle. L'hydrogène peut être absorbé lors du
traitement thermique, d'une cémentation gazeuse, du nettoyage, du dégraissage, de la phosphatation, du
revêtement électrolytique, et dans des conditions d'environnement où se produisent des réactions de protection
cathodique ou de corrosion. L'hydrogène peut également être absorbé pendant la fabrication, par exemple lors du
roulage, de l'usinage, pendant le perçage en raison d’un arrêt dû au liquide de refroidissement ou d’un lubrifiant
inapproprié ainsi que pendant les opérations de soudage ou de brasage.
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NORME INTERNATIONALE  © ISO ISO 15330:1999(F)
Éléments de fixation — Essai de précharge pour la détection de la
fragilisation par l'hydrogène — Méthode des plaques parallèles
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie un essai de précharge permettant de détecter, le risque de fragilisation
par l'hydrogène des éléments de fixation à température ambiante.
Cet essai s'applique
 aux vis et aux goujons métriques;
 aux vis autotaraudeuses;
 aux vis à tôle;
 aux vis autoperceuses;
 aux écrous;
 aux rondelles;
fabriqués en acier et soumis à des contraintes de traction.
L'essai doit être effectué dans une plage de températures comprise entre 10 °C et 35 °C.
L'essai convient uniquement au contrôle en cours de fabrication et peut être effectué après chaque phase du
procédé de fabrication. Il n'est pas destiné au contrôle de réception. Il permet de noter les différences ou
modifications des conditions ou des techniques dans le procédé de fabrication et de déterminer l'efficacité des
différentes phases du procédé, y compris les pré et post-traitements de revêtement (dégazage) afin de réduire la
quantité d'hydrogène mobile dans les éléments de fixation.
Cet essai ne dégage pas le fabricant ni le sous-traitant de la responsabilité d'imposer un contrôle approprié du
procédé de fabrication et de le surveiller.
NOTE La possibilité de détecter la fragilisation due à l'hydrogène est considérablement réduite si l'essai est effectué plus
de 24 h après la dernière phase du procédé de fabrication. C'est pourquoi, cet essai ne convient normalement pas pour les
essais de réception.
Une attention particulière doit être portée à l'essai de référence de 7.3.
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ISO 15330:1999(F)
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s'appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s'applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur à un moment donné.
ISO 273:1979, Éléments de fixation — Trous de passage pour vis.
ISO 2702:1992, Vis à tôle en acier traité thermiquement — Caractéristiques mécaniques.
ISO 7085:1999, Caractéristiques mécaniques et fonctionnelles des vis autotaraudeuses par déformation, à filetage
métrique, cémentées et revenues.
ISO 10666:1999, Vis autoperceuses à filetage de vis à tôle — Caractéristiques mécaniques et fonctionnelles.
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
susceptibilité à la fragilisation
propriété d'un élément de fixation en acier à présenter une rupture fragile en présence d'hydrogène mobile et en
cas de contrainte de traction critique et/ou dans des conditions d'environnement de fonctionnement critiques
NOTE 1 Lorsque la susceptibilité à la fragilisation par l'hydrogène augmente, la quantité critique d'hydrogène mobile qui peut
provoquer une rupture fragile décroît nettement.
NOTE 2 Après le processus de fabrication, la susceptibilité à la fragilisation par l'hydrogène ne peut être ni supprimée ni
réduite à un état de non susceptibilité, même en effectuant un traitement thermique de revêtement quelconque postérieur
(dégazage).
3.2
risque de fragilisation par l'hydrogène
risque de rupture présent lorsque des éléments de fixation en acier présentant une susceptibilité à la fragilisation
par l'hydrogène absorbent de l'hydrogène et sont soumis à des contraintes externes de traction et/ou à des
contraintes de traction résiduelles
NOTE Le risque de fragilisation par l'hydrogène peut être réduit si, pendant les phases concernées du procédé de
fabrication, le chargement en hydrogène est minimisé et/ou si un traitement thermique approprié de revêtement en aval est
effectué de manière à ce que l'hydrogène diffuse et/ou soit piégé de manière irréversible dans l'acier.
3.3
lot de fabrication
quantité d'éléments de fixation de même désignation, y compris le grade, la classe de qualité et les dimensions,
fabriqués à partir de barres, de fils ou de produits plats issus de la même coulée et ayant subi simultanément ou
pendant une période de temps continue le même processus de fabrication et, le cas échéant, le même traitement
thermique et/ou le même processus de revêtement
Le même processus de traitement thermique ou de revêtement signifie:
 pour un procédé continu, le même cycle de traitement sans modification de réglage;
 pour un procédé discontinu, le même cycle de traitement pour des charges identiques et consécutives (sous-
lots).
2

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ISO 15330:1999(F)
NOTE Le lot de fabrication peut être divisé en plusieurs charges pour les besoins de fabrication, ces charges étant ensuite
réassemblées dans le même lot de fabrication.
3.4
lot de contrôle
quantité définie d'éléments de fixation de même désignation, provenant d'un même fournisseur et reçue au même
moment
4 Principe
L'essai de précharge est effectué dans des dispositifs d'essai appropriés. Les éléments de fixation sont soumis à
des contraintes proches du point limite d'élasticité ou du couple de rupture soit par application d'un couple avec un
écrou associé (ou vis), soit par vissage dans une plaque prétaraudée, voir Figures 1 à 3. D'autres systèmes sont
autorisés, à condition qu'il soit possible d'appliquer la contrainte requise dans la zone du point limite d'élasticité ou
du couple de rupture de l'élément de fixation concerné. La contrainte ou le couple sont maintenus pendant 48 h au
minimum. Toutes les 24 h, on doit resserrer les éléments de fixation au niveau de la contrainte ou du couple de
départ et vérifier également si une rupture due à la fragilisation par l'hydrogène s'est produite.
5 Appareillage d'essai
En fonction des différents types d'éléments de fixation, différents dispositifs d'essai doivent être utilisés.
5.1 Vis et goujons métriques
Pour les vis et les goujons métriques, des dispositifs constitués de plaques en acier trempé à faces parallèles
comportant un ou plusieurs trous perpendiculaires aux surfaces des plaques doivent être utilisés, voir Figure 1.
L'appareillage destiné à l'essai des vis et des goujons métriques comporte des plaques supérieure et inférieure en
acier, voir Figure 1. La dureté des plaques supérieure et inférieure doit être de 45 HRC minimum. Les surfaces
d'appui doivent être lisses, et leur rugosité ne doit pas dépasser Ra = 8 μm. L'épaisseur de chaque plaque doit être
de 1d au minimum (d est le diamètre nominal de filetage). Les trous de passage doivent être de diamètre d
h
conformément à l'ISO 273, série fine, et ne doivent pas être chanfreinés. La distance, L, entre les trous de passage
doit être de trois diamètres (3d) au minimum.
Lors de l'exécution de l'essai, une longueur filetée libre d'au moins 1d doit être soumise à la contrainte, et pas plus
de cinq filets complets ne doivent dépasser de l'écrou. Pour satisfaire à ces exigences, une ou plusieurs plaques en
acier ayant des faces parallèles et lisses peuvent être utilisées comme plaque(s) intermédiaire(s). La ou les
plaque(s) intermédiaire(s) de renfort peut (peuvent) être fabriquée(s) dans une autre nuance d'acier et avoir des
duretés différentes de celles des plaques supérieure et inférieure.
Les vis et les goujons soumis à l'essai sont précontraints par application d'une tension à l'aide d'un écrou associé.
Dans l
...