ISO 6327:1981
(Main)Gas analysis — Determination of the water dew point of natural gas — Cooled surface condensation hygrometers
Gas analysis — Determination of the water dew point of natural gas — Cooled surface condensation hygrometers
Describes hygrometers which determine the water content of a gas by detecting water vapour condensation occurring on a cooled surface or by checking the stability of the condensation on this surface. The hygrometers considered here may be used for determining water vapour pressure, without requiring calibration, in a system operating under total pressures greater than or equal to atmospheric pressure.
Analyse des gaz — Détermination du point de rosée des gaz naturels — Hygromètres à condensation à surface refroidie
La présente Norme internationale décrit les hygromètres qui déterminent le point de rosée des gaz naturels en détectant l'apparition de la condensation de la vapeur d'eau sur une surface refroidie ou en contrôlant la stabilité de la condensation sur cette surface. Le point de rosée des gaz naturels traités circulant dans les conduites de transport s'étend entre - 25 °C et + 5 °C, ce qui correspond, selon la pression du gaz, à des concentrations en eau de 50 à 200 ppm (V/V). Les hygromètres traités dans la présente Norme internationale peuvent être utilisés pour déterminer, sans étalonnage, la pression partielle de la vapeur d'eau dans un système fonctionnant sous une pression totale, supérieure ou égale à la pression atmosphérique. Il existe une relation entre la pression partielle de vapeur d'eau et le point de rosée observé, ce qui donne à cette méthode le caractère d'une mesure absolue. Lorsque le gaz contient des condensables à une température voisine de, ou supérieure à celle du point de rosée, l'observation du point de rosée est plus délicate.
General Information
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Standards Content (Sample)
International Standard
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.ME~YHAPO~HAR OPt-AHM3ALWlfl ll0 CTAH~APT~3AUlM@ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Gas analysis - Determination of the water dew Point of
natura1 gas - Cooled surface condensation hygrometers
Hygromktres a condensation & surface refroidie
Determination du Point de roske des gaz naturels -
Analyse des gaz -
First edition - 1981-03-15
Ref. No. ISO6327-1981 (E)
UDC 665.612.3 : 543.27 : 533.275
üi
-
tests, water vapour tests, determination, vapour pressure, humidity, dew Point, test
Descriptors : gas analysis, natura1 gas, hygrometers,
I
equipment.
M
t2
Price based on 5 pages
Foreword
OS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of
national Standards institutes (ISO member bedies). The work of developing Inter-
national Standards is carried out through ISO technical committees. Every member
body interested in a subject for which a technical committee has been set up 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.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to
the member bodies for approval before their acceptance as International Standards by
the ISO Council.
International Standard ISO 6327 was developed by Technical Committee ISO/TC 158,
Analysis of gases, and was circulated to the member bodies in September 1979.
it has been approved by the member bodies of the following countries :
Australia India Poland
Belgium Korea, Rep. sf Romania
Libyan Arab Jamahiriya South Africa, Rep. of
Czechoslovakia
Egypt, Arab Rep. of Mexico United Kingdom
France Netherlands USSR
Germany, F. R. Philippines
No member body expressed disapproval of the document.
International Organkation for Standardkation, 1981
Printed in Switzerland
ISO 6327-1981 (E)
INTERNATIONAL STANDARD
Determination of the water dew Point of
Gas analysis -
natura1 gas - Cooled surface condensation hygrometers
1 Scope 3.2 Determination of water vapour pressure
The partial water vapour pressure in the gas samples is the
This International Standard describes hygrometers used for the
determination of the water dew Point of natura1 gases by detec- saturated vapour pressure corresponding to the observed dew
Point, provided that the gas in the hygrometer is at the same
ting water vapour condensation occurring on a cooled surface
or by checking the stability of the condensation on this surface. pressure as the gas at the time of sampling.
Published documents are available giving the relationship be-
tween saturated vapour pressure and temperature.
2 Field of application
lt should be noted that if methanol is present, this method
determines methanol in addition to water. However, if the
The water dew Point of processed natura1 gases in transmission
methanol content is known, the annex gives, for information,
lines normally lies between - 25 OC and + 5 OC, which cor-
responds to water concentrations of 50 to 200 ppm (V/ v), correction factors allowing determination of the actual water
dew Point.
according to the pressure of the gas.
3.3 Precautions to be taken
The hygrometers considered in this International Standard may
be used for determining water vapour pressure, without requir-
lt is essential that all Sample lines be as short as possible and be
ing calibration, in a System operating under total pressures
sized to produce a negligible pressure drop during measure-
greater than or equal to atmospheric pressure. The relationship
ment. The Sample lines and the hygrometer, apart from the
between water vapour partial pressure and the observed dew
mirror, shall be above the water dew Point temperature.
Point confers on the method the quality of absolute measure-
ment.
4 Characteristics of the apparatus
If the test atmosphere contains gases which condense at a
temperature in the region of, or above, that of the water dew
4.1 General
Point, it is very difficult to detect the condensed water vapour.
Condensation apparatus may be designed in various ways. The
differentes lie mainly in the nature of the condensation surface,
the methods used for cooling the surface and for controlling its
3 Principle
temperature, the methods used for measuring the surface
temperature and the method of detecting the condensation.
The mirror and its associated components are normally placed
3.1 Principle of the apparatus
in a small cell through which a Sample of the gas flows; at high
pressures, the mechanical strength and leak tightness of the
With this type of apparatus, which determines the water con-
cell have to be suitable.
tent of a gas by measuring the corresponding dew Point, a sur-
face (generally a metallic mirror), the temperature of which may
lt is recommmended that the mirror should be easily removable
be artificially lowered and accurately measured, is exposed to a
for cleaning.
Sample of the gas being tested. The surface is then cooled to a
temperature at which condensation occurs and is observed as
Adequate precautions shall be taken if measurements are to be
dew.
made in the presence of condensable hydrocarbons.
Measurements tan be carried out manually or automatically.
Below this temperature, condensation increases with time,
whilst above it, condensation decreases or does not occur. This
Caution : Manufacturers’ instructions should be carried out
surface temperature is then (for practical applications) taken as
before gas at high pressure is admitted to the cell.
the dew Point of the gas flowing through the apparatus.
In the absence of any condensation, -[he aiffused light failing cr;
the phototeil must be reduced. The effects of BEght diffused
Lkvices for measuring dew point tan be designed tcd make from internal surfaces of the cell tan be reduced Dy blackening
isoiated measurements at different times or to make more or these surfaces ahd this precaution EX be stipplernen-ted by an
iess continuous measurements. For isolated measurements, arrangement sf the optical system so that only the mirror Os
imethods of mir-kor cooling may be Chosen which require con- illuminated and the photocell vievvs oniy the ,mirror.
tinwous attention by the Operator responding to changes in the
zcndensed deposit which is observed by the naked eye. Bf there
!s jess moisture in the gas Sample, i.e. if the gas has a lower
(3ebv Point, the rate at which water vapour flows through the
apparatus per unit time decreases so that condensation forms
more siowjy, and it becomes more difficult to judge whether
The following methods are used for reducing and adjusting the
eowdensation is increasing or diminishing. Observation sf the
mirror temperature. The methods described in 4.4% and 4.42
deposi; tan be made easier by using a photoelectric cell or any
require constant ütter-hn frcmi the operatot- and are 7laC
,--%er deiice which is sensitive to Iight, if a simple indicator SS
suitabhe for autcmatic devices. 521) automatic deviees, two
-ice&yj,
while maintaining manual control of the cooling
-ietdjge.
cooling methods are used : indirect cantact with a coslant EX-
csoling by the thermoelectric (Peitier) effect as described In
4.4.3 and 4.44. In any case; the rate :isl eooirng 0-F the a-~riu-~~-
L%%?-~ certain types of manually operated instrumenrs, it is very
shall not exceed 1 “C per n?in~Gie.
-~+?%xI~ to observe the water dew Point in the presence of con-
c.31 1
d~~sed hydrocarbons. In such cases, a liquid Paraffin bubbler
Z-ISS be used to assist such observations. It is very important,
however, that the principles involved and the Iimitations in the
kse of such a bubbler are understood.
A volatile liquid in contact v&n :he Keas’ face ~9 P!X mirrcr tan
be evaporated and cooled by an air ibw. Hand beliovvs are
& equiiibrium is established between the gas passing through
generally used for this purpose, but an adjustable Source of fow
1’ yj e
bjubbier and the liquid Paraffin oil contained in it, at the
pressure compressed air or any othea suitable pressurized gas
aen-perature and pressure of the bubbler. This involves the
is preferable. The liquid used tan be ethyfene oxide, a veay
-t~~Eo~~ihg reactions :
efficient liquid giving cooling of the mirror cf approximately
30 OCR without effort, when hand bello\ws are used. Wowever,
b! , ) The first gas passing through fresh liquid Paraffin loses
risk, acetone tan be used to obtain cooling of
if toxicity is a
water to the Paraffin until equilibrium is achieved, at which
approximateiy 20 cC with hand bellows or even greater coo!lng
-t!me the water content of the exit gas is the same as that of
with compressed air or other suitable pressurized gas,
-tae injet gas. Therefore, the temperature of the bubbler
must be above that of the water dew Point of the gas to be
4.42 Gas cooiing y adiabaak expansiow
Tested and sufficient gas must be passed into the bubbler
*sr equilibrium to be established before observations tan be
The mirror tan be cooled by discbarging onto Ets rear face a gas
made.
which has just expanded ihrough a nozzle. Compressed carbon
dioxide, available from small cyiinders, is often used for this
9) Until equilibrium is established, heavy hydrocarbon
purpose, but other gases such as compressed air, compressed
components pass from the gas into the liquid Paraffin. lt is
nitrogen, propane 01 halogenated hydrocarbons tan also be
this exchange that reduces the volume of potentially con-
used. Mirror temperatures of at least 40 cC beiow the gar
densable hydrocarbons in the gas, thereby reducing the
Sample temperature tan be obtained.
masking effect of the condensed hydrocarbon liquid. As
there BS a continuing exchange of components, the liquid
Paraffin becomes saturated with condensible hydrocarbons 4.43 lndirect mntae~ wvith a coskm~
the content of which increases in the gas. The liquid paraf-
fin must then be replaced and the bubbler conditioned The mir
...
Norme internationale
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.MEWlYHAPOflHAR OPTAHM3AUMfl IlO CTAHflAPTM3AUMM.ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Analyse des gaz - Détermination du point de rosée des
Hygromètres à condensation à-surface
gaz naturels -
refroidie
Determination of the water dew point of natural gas - Cooled surface condensation hygrometers
Gas analysis -
Première édition - 1981-03-15
CDU 665.612.3 : 543.27 : 533.275
Réf. no : ISO6327-1981 (F)
Descripteurs : analyse de gaz, gaz naturel, hygromètre, essai, essai à la vapeur d’eau,
détermination, pression de vapeur, humidité, point de
rosée, matériel d’essai.
Prix basé sur 5 pages
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de 1’60. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I’ISO.
La Norme internationale ISO 6327 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 158,
Analyse des gaz, et a été soumise aux comités membres en septembre 1979.
Les comités membres des pays suivants l’ont approuvée :
Afrique du Sud, Rép. d’ France Pologne
Allemagne, R.F. Inde
Roumanie
Australie Jamahiriya arabe libyenne Royaume-Uni
Belgique Mexique
Tchécoslovaquie
Corée, Rép. de Pays- Bas URSS
Égypte, Rép. arabe d’
Philippines
Aucun comité membre ne l’a désapprouvée.
0 Organisation internationale de normalisation, 1981 l
Imprimé en Suisse
ISO 63274981 (FI
NORME INTERNATIONALE
Détermination du point de rosée des
Analyse des gaz -
gaz naturels - Hygromètres à condensation à surface
refroidie
1 Objet gaz est la pression de vapeur saturée correspondant au point de
rosée observé, pourvu que le gaz dans I’hygromètre soit à la
La présente Norme internationale décrit les hygromètres qui même pression que le gaz au moment de l’échantillonnage.
déterminent le point de rosée des gaz naturels en détectant
l’apparition de la condensation de la vapeur d’eau sur une sur- II existe des documents publiés, disponibles, qui donnent la
face refroidie ou en contrôlant la stabilité de la condensation relation entre la pression de vapeur saturée et la température.
sur cette surface.
II est important de noter qu’en présence de méthanol, cette
méthode donne un point de rosée correspondant à l’ensemble
2 Domaine d’application
eau + méthanol. Toutefois, dans le cas où la quantité de
méthanol est connue, l’annexe donne, à titre d’information, les
Le point de rosée des gaz naturels traités circulant dans les
facteurs de correction permettant de déterminer le point de
conduites de transport s’étend entre - 25 OC et + 5 OC, ce
rosée réel de l’eau.
qui correspond, selon la pression du gaz, à des concentrations
en eau de 50 à 200 ppm WV).
3.3 Prhautions à prendre
Les hygrométres traités dans la présente Norme internationale
II est essentiel que toutes les lignes d’échantillonnage soient
peuvent être utilisés pour déterminer, sans étalonnage, la pres-
aussi courtes que possible et soient dimensionnées de manière
sion partielle de la vapeur d’eau dans un système fonctionnant
à produire une perte de charge négligeable pendant la mesure.
sous une pression totale, supérieure ou égale à la pression
Les lignes d’échantillonnage et I’hygromètre à l’exception du
atmosphérique. II existe une relation entre la pression partielle
miroir, doivent être à une température au-dessus de celle du
de vapeur d’eau et le point de rosée observé, ce qui donne à
point de rosée de l’eau.
cette méthode le caractère d’une mesure absolue.
Lorsque le gaz contient des condensables à une température
voisine de, ou supérieure à celle du point de rosée, I’observa-
4 Caractéristiques générales de l’appareil
tion du point de rosée est plus délicate.
4.1 Généralités
3 Principe
Un appareil à condensation peut être conçu de différentes
façons. Les différences reposent principalement sur la nature
3.1 Principe de l’appareil
de la surface de condensation, sur les méthodes utilisées pour
refroidir cette surface et pour régler sa température, sur les
Pour ce type d’appareil, qui permet de déterminer l’humidité
méthodes utilisées pour mesurer cette température de surface
d’un gaz par mesurage de son point de rosée, une surface
et sur les dispositifs de détection de la condensation. Le miroir
(généralement un miroir métallique), dont la température peut
et les composants associés sont normalement disposés dans
être abaissée artificiellement et mesurée avec précision, est
une petite cellule traversée par un échantillon de gaz; aux hau-
balayée par un échantillon du gaz considéré. Cette surface est
tes pressions, il faut s’assurer que la résistance mécanique et
alors refroidie à une température telle qu’une condensation
l’étanchéité de la cellule conviennent.
décelable y apparaisse sous forme de rosée.
II est recommandé que le miroir soit facilement démontable
Au-dessous de cette température, la condensation augmente
pour le nettoyage.
avec le temps, alors qu’au-dessus, la condensation diminue ou
ne se forme pas. Cette température de surface correspond
Des précautions doivent être prévues pour pouvoir faire la
(pour toute application pratique) au point de rosée du gaz pas-
mesure en présence d’hydrocarbures condensables.
sant dans l’appareil.
On peut réaliser la mesure par une méthode manuelle ou par
une méthode automatique.
3.2 Obtention de la pression partielle de la vapeur
d’eau
Attention : les instructions du fabricant doivent être satisfaites
La pression partielle de la vapeur d’eau dans les échantillons de avant que le gaz a haute pression ne soit admis dans la cellule.
lSO63274981(F)
4.2 Types automatiques, types manuels
dans la direction de l’éclairage en provenance du miroir, soit
réduite par polissage de ce miroir. Dans tous les cas, le miroir
Un appareil de mesure du point de rosée peut être concu pour doit être propre avant l’emploi.
faire des mesures isolées à des moments différents ou pour
faire un enregistrement plus ou moins continu. Pour des mesu-
II est nécessaire de réduire la lumière diffusée parvenant à la cel-
res isolées, on peut choisir des méthodes de refroidissement du
lule en l’absence de toute condensation. Les effets de lumière
miroir qui impliquent une attention continue de l’opérateur cor-
diffusée, en provenance des surfaces internes de la cellule, sont
respondant aux modifications du dépôt d’eau condensée qu’il
réduits par noircissement de ces surfaces et cette précaution
observe à l’oeil nu. Lorsque l’humidité de l’échantillon de gaz
peut être complétée par un système optique particulier, de
décroit, c’est-à-dire pour des températures de condensation
facon que seul le miroir soit éclairé et que la cellule photoélectri-
plus basses, la quantité de vapeur d’eau passant dans l’appareil
que voit seulement le miroir.
par unité de temps est plus petite, de sorte que la vitesse de for-
mation de la condensation est ralentie et qu’il devient plus diffi-
cile d’estimer à l’oeil nu si la condensation augmente ou dimi-
4.4 Méthodes de refroidissement du miroir et de
nue. L’observation du dépôt peut être facilitée par l’emploi
réglage de sa température
d’une cellule photoélectrique ou de tout autre dispositif sensi-
ble à la lumière, si l’on désire n’employer qu’un simple appareil
Les méthodes suivantes sont utilisées pour abaisser et régler la
indicateur en conservant le dispositif manuel de refroidisse-
température du miroir. Les méthodes décrites en 4.4.1 et 4.4.2
ment.
demandent l’attention constante d’un opérateur et ne convien-
nent pas pour les appareils automatiques. Pour les appareils
Avec certains types d’appareils manuels, il est très difficile
automatiques, on emploie deux méthodes de refroidissement :
d’observer le point de rosée en présence d’hydrocarbures
le contact indirect avec un réfrigérant ou le refroidissement par
condensés. Dans ce cas, on peut utiliser un barboteur à huile
effet Peltier (thermoélectrique) décrites en 4.4.3 et 4.4.4. Dans
de paraffine qui facilite l’observation. II est cependant très
tous les cas, la vitesse de refroidissement du miroir ne doit pas
important de connaître les principes impliqués par l’emploi d’un
excéder 1 OC par minute.
tel barboteur et les limitations de son emploi.
Un équilibre se crée entre le gaz traversant le barboteur et 4.4.1 Évaporation de solvant
I’huile de paraffine qu’il contient, à la température et à la pres-
sion du barboteur, et ceci entraîne les réactions suivantes :
Un liquide volatil en contact avec la face arrière du miroir peut
être évaporé et refroidi par un passage d’air. On emploie géné-
a) Le premier gaz passant dans I’huile de paraffine fraîche
ralement pour cela un soufflet à main, mais il est préférable
perd de l’eau dans la paraffine jusqu’à ce qu’il y ait équilibre;
d’utiliser une source réglable d’air comprimé ou de tout autre
à partir de ce moment la teneur en eau du gaz qui sort est la
gaz comprimé convenable à basse pression. Le liquide utilisé
même que celle du gaz qui entre. Par conséquent, la tempé-
peut être de l’oxyde d’éthyle, qui est un liquide très efficace
rature du barboteur doit être supérieure à celle du point de
assurant aisément un refroidissement du miroir d’environ 30 OC
rosée du gaz analysé et une quantité suffisante de gaz doit
quand on utilise un soufflet à main. Cependant si les risques de
être passée dans le barboteur pour atteindre l’équilibre avant
toxicité présentent des inconvénients, on peut employer de
de pouvoir procéder aux observations.
l’acétone pour obtenir un refroidissement du miroir d’environ
20 OC avec un soufflet à main, ou un refroidissement supérieur
b) Jusqu’à obtention de l’équilibre, il y- a passage des
en utilisant de l’air comprimé ou tout autre gaz comprimé con-
hydrocarbures lourds du gaz dans I’huile de paraffine. C’est
venable.
ce passage qui réduit le volume d’hydrocarbures condensa-
bles potentiels dans le gaz, qui masquait la mesure du point
4.4.2 Gaz refroidi par détente adiabatique
de rosée de l’eau. Du fait du passage permanent de gaz,
I’huile de paraffine se charge en hydrocarbures condensa-
Le miroir peut être refroidi en envoyant sur sa face arrière un
bles, leur concentration augmente donc dans le gaz. L’huile
gaz qui vient d’être détendu à travers un ajutage. Le dioxyde de
de paraffine doit alors être remplacée et le barboteur doit
carbone comprimé, disponible dans de petits cylindres, est sou-
être de nouveau conditionné avant toute nouvelle observa-
tion. vent employé pour cela, mais on peut aussi utiliser d’autres gaz
tels que l’air ou l’azote comprimé, le propane ou des hydrocar-
L’appareil peut être complétement automatique en utilisant le
bures halogénés. On peut atteindre des températures de miroir
signal de sortie de la cellule photoélectrique pour stabiliser la
d’au moins 40 OC inferieures à la température de l’échantillon de
température du miroir et le maintenir ainsi à la température de
gaz.
condensation voulue. Un fonctionnement automatique est
indispensable pour obtenir une lecture continue ou un enregis-
4.4.3 Contact indirect avec un réfrigérant
trement.
Le miroir est relié à un refroidisseur par l’intermédiaire d’une
résistance thermique. Normalement, une tige de cuivre massive
4.3 Éclairage du miroir
est plongée dans le refroidisseur; elle est reliée au miroir par un
Les appareils manuels impliquent l’observation des condensa- petit morceau de matériau isolant qui forme la résistance ther-
mique. Le miroir est chauffé par un élément électrique. Le con-
tions à l’oeil nu; si l’on emploie une cellule photoélectrique, le
miroir est éclairé par une source lumineuse incorporée dans la trôle de l’intensité du courant permet de régler facilement et
cellule d’essai. II est possible de disposer la lampe et la cellule avec précision la température du miroir. En utilisant de l’azote
photoélectrique de plusieurs facons, pourvu que la diffusion, liquide comme réfrigérant, on peut atteindre des températures
,
60 63274981 (F)
- 80 OC; pour des températures jusqu’à environ
de - 70 à défauts résultant d’un excès d’impuretés solides sur le miroir se
- 50 OC (et en fonction de la conception de l’appareil), on uti-
traduisent généralement par une élévation inattendue de la
lise le mélange dioxyde de carbone solide et acétone, et pour
température du miroir pendant quelques minutes et signalent la
des températures jusqu’à environ - 30 OC, on peut utiliser du
nécessité de démonter l’appareil et de nettoyer le miroir. (II est
propane liquide.
essentiel que la cellule hygrométrique puisse être démontée
rapidement à cet effet.) II peut être souhaitable de
filtrer les impuretés solides au moyen d’un filtre non
4.4.4 Refroidissement par effet Peltier
hygroscopiquel) pour éviter les difficultés citées ci-dessus.
Un élément à effet Peltier à un seul étage permet normalement
Pour éliminer l’influence des poussières, certains appareils
d’atteindre un refroidissement maximal d’environ 50 OC. Deux
automatiques sont munis d’une séquence de «tarage». Cette
étages peuvent donner un refroidissement d’environ 70 OC.
séquence consiste en une surchauffe volontaire du miroir élimi-
nant tous les condensats, eau et hydrocarbures, puis en un réé-
La température du miroir peut être réglée par variation du cou-
quilibrage du pont de mesure.
rant circulant dans les éléments à effet Peltier, mais l’inertie
thermique tend à être élevée; un réglage plus rapide est possi-
ble en maintenant un courant de refroidissement constant, en
5.1.3 Impuretés sous forme de vapeur
reliant le miroir à une résistance thermique, et en le chauffant
au moyen d’un dispositif électrique réglable.
Des hydrocarbures peuvent se condenser sur le miroir. Ceci
n’est pas gênant, en principe, car les hydrocarbures ont une
tension superficielle très différente de l’eau. Ils s’étalent sur le
4.5 Mesurage de la température
miroir et donnent une couche continue qui ne diffuse pas la
lumière. Néanmoins, la détection manuelle des condensats
II est important de mesurer, de facon aussi précise que possi-
n’est pas aisée, car si le ((point de rosée» est trés inférieur au
ble, la
...
Norme internationale
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.MEWlYHAPOflHAR OPTAHM3AUMfl IlO CTAHflAPTM3AUMM.ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Analyse des gaz - Détermination du point de rosée des
Hygromètres à condensation à-surface
gaz naturels -
refroidie
Determination of the water dew point of natural gas - Cooled surface condensation hygrometers
Gas analysis -
Première édition - 1981-03-15
CDU 665.612.3 : 543.27 : 533.275
Réf. no : ISO6327-1981 (F)
Descripteurs : analyse de gaz, gaz naturel, hygromètre, essai, essai à la vapeur d’eau,
détermination, pression de vapeur, humidité, point de
rosée, matériel d’essai.
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Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de 1’60. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I’ISO.
La Norme internationale ISO 6327 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 158,
Analyse des gaz, et a été soumise aux comités membres en septembre 1979.
Les comités membres des pays suivants l’ont approuvée :
Afrique du Sud, Rép. d’ France Pologne
Allemagne, R.F. Inde
Roumanie
Australie Jamahiriya arabe libyenne Royaume-Uni
Belgique Mexique
Tchécoslovaquie
Corée, Rép. de Pays- Bas URSS
Égypte, Rép. arabe d’
Philippines
Aucun comité membre ne l’a désapprouvée.
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Imprimé en Suisse
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NORME INTERNATIONALE
Détermination du point de rosée des
Analyse des gaz -
gaz naturels - Hygromètres à condensation à surface
refroidie
1 Objet gaz est la pression de vapeur saturée correspondant au point de
rosée observé, pourvu que le gaz dans I’hygromètre soit à la
La présente Norme internationale décrit les hygromètres qui même pression que le gaz au moment de l’échantillonnage.
déterminent le point de rosée des gaz naturels en détectant
l’apparition de la condensation de la vapeur d’eau sur une sur- II existe des documents publiés, disponibles, qui donnent la
face refroidie ou en contrôlant la stabilité de la condensation relation entre la pression de vapeur saturée et la température.
sur cette surface.
II est important de noter qu’en présence de méthanol, cette
méthode donne un point de rosée correspondant à l’ensemble
2 Domaine d’application
eau + méthanol. Toutefois, dans le cas où la quantité de
méthanol est connue, l’annexe donne, à titre d’information, les
Le point de rosée des gaz naturels traités circulant dans les
facteurs de correction permettant de déterminer le point de
conduites de transport s’étend entre - 25 OC et + 5 OC, ce
rosée réel de l’eau.
qui correspond, selon la pression du gaz, à des concentrations
en eau de 50 à 200 ppm WV).
3.3 Prhautions à prendre
Les hygrométres traités dans la présente Norme internationale
II est essentiel que toutes les lignes d’échantillonnage soient
peuvent être utilisés pour déterminer, sans étalonnage, la pres-
aussi courtes que possible et soient dimensionnées de manière
sion partielle de la vapeur d’eau dans un système fonctionnant
à produire une perte de charge négligeable pendant la mesure.
sous une pression totale, supérieure ou égale à la pression
Les lignes d’échantillonnage et I’hygromètre à l’exception du
atmosphérique. II existe une relation entre la pression partielle
miroir, doivent être à une température au-dessus de celle du
de vapeur d’eau et le point de rosée observé, ce qui donne à
point de rosée de l’eau.
cette méthode le caractère d’une mesure absolue.
Lorsque le gaz contient des condensables à une température
voisine de, ou supérieure à celle du point de rosée, I’observa-
4 Caractéristiques générales de l’appareil
tion du point de rosée est plus délicate.
4.1 Généralités
3 Principe
Un appareil à condensation peut être conçu de différentes
façons. Les différences reposent principalement sur la nature
3.1 Principe de l’appareil
de la surface de condensation, sur les méthodes utilisées pour
refroidir cette surface et pour régler sa température, sur les
Pour ce type d’appareil, qui permet de déterminer l’humidité
méthodes utilisées pour mesurer cette température de surface
d’un gaz par mesurage de son point de rosée, une surface
et sur les dispositifs de détection de la condensation. Le miroir
(généralement un miroir métallique), dont la température peut
et les composants associés sont normalement disposés dans
être abaissée artificiellement et mesurée avec précision, est
une petite cellule traversée par un échantillon de gaz; aux hau-
balayée par un échantillon du gaz considéré. Cette surface est
tes pressions, il faut s’assurer que la résistance mécanique et
alors refroidie à une température telle qu’une condensation
l’étanchéité de la cellule conviennent.
décelable y apparaisse sous forme de rosée.
II est recommandé que le miroir soit facilement démontable
Au-dessous de cette température, la condensation augmente
pour le nettoyage.
avec le temps, alors qu’au-dessus, la condensation diminue ou
ne se forme pas. Cette température de surface correspond
Des précautions doivent être prévues pour pouvoir faire la
(pour toute application pratique) au point de rosée du gaz pas-
mesure en présence d’hydrocarbures condensables.
sant dans l’appareil.
On peut réaliser la mesure par une méthode manuelle ou par
une méthode automatique.
3.2 Obtention de la pression partielle de la vapeur
d’eau
Attention : les instructions du fabricant doivent être satisfaites
La pression partielle de la vapeur d’eau dans les échantillons de avant que le gaz a haute pression ne soit admis dans la cellule.
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4.2 Types automatiques, types manuels
dans la direction de l’éclairage en provenance du miroir, soit
réduite par polissage de ce miroir. Dans tous les cas, le miroir
Un appareil de mesure du point de rosée peut être concu pour doit être propre avant l’emploi.
faire des mesures isolées à des moments différents ou pour
faire un enregistrement plus ou moins continu. Pour des mesu-
II est nécessaire de réduire la lumière diffusée parvenant à la cel-
res isolées, on peut choisir des méthodes de refroidissement du
lule en l’absence de toute condensation. Les effets de lumière
miroir qui impliquent une attention continue de l’opérateur cor-
diffusée, en provenance des surfaces internes de la cellule, sont
respondant aux modifications du dépôt d’eau condensée qu’il
réduits par noircissement de ces surfaces et cette précaution
observe à l’oeil nu. Lorsque l’humidité de l’échantillon de gaz
peut être complétée par un système optique particulier, de
décroit, c’est-à-dire pour des températures de condensation
facon que seul le miroir soit éclairé et que la cellule photoélectri-
plus basses, la quantité de vapeur d’eau passant dans l’appareil
que voit seulement le miroir.
par unité de temps est plus petite, de sorte que la vitesse de for-
mation de la condensation est ralentie et qu’il devient plus diffi-
cile d’estimer à l’oeil nu si la condensation augmente ou dimi-
4.4 Méthodes de refroidissement du miroir et de
nue. L’observation du dépôt peut être facilitée par l’emploi
réglage de sa température
d’une cellule photoélectrique ou de tout autre dispositif sensi-
ble à la lumière, si l’on désire n’employer qu’un simple appareil
Les méthodes suivantes sont utilisées pour abaisser et régler la
indicateur en conservant le dispositif manuel de refroidisse-
température du miroir. Les méthodes décrites en 4.4.1 et 4.4.2
ment.
demandent l’attention constante d’un opérateur et ne convien-
nent pas pour les appareils automatiques. Pour les appareils
Avec certains types d’appareils manuels, il est très difficile
automatiques, on emploie deux méthodes de refroidissement :
d’observer le point de rosée en présence d’hydrocarbures
le contact indirect avec un réfrigérant ou le refroidissement par
condensés. Dans ce cas, on peut utiliser un barboteur à huile
effet Peltier (thermoélectrique) décrites en 4.4.3 et 4.4.4. Dans
de paraffine qui facilite l’observation. II est cependant très
tous les cas, la vitesse de refroidissement du miroir ne doit pas
important de connaître les principes impliqués par l’emploi d’un
excéder 1 OC par minute.
tel barboteur et les limitations de son emploi.
Un équilibre se crée entre le gaz traversant le barboteur et 4.4.1 Évaporation de solvant
I’huile de paraffine qu’il contient, à la température et à la pres-
sion du barboteur, et ceci entraîne les réactions suivantes :
Un liquide volatil en contact avec la face arrière du miroir peut
être évaporé et refroidi par un passage d’air. On emploie géné-
a) Le premier gaz passant dans I’huile de paraffine fraîche
ralement pour cela un soufflet à main, mais il est préférable
perd de l’eau dans la paraffine jusqu’à ce qu’il y ait équilibre;
d’utiliser une source réglable d’air comprimé ou de tout autre
à partir de ce moment la teneur en eau du gaz qui sort est la
gaz comprimé convenable à basse pression. Le liquide utilisé
même que celle du gaz qui entre. Par conséquent, la tempé-
peut être de l’oxyde d’éthyle, qui est un liquide très efficace
rature du barboteur doit être supérieure à celle du point de
assurant aisément un refroidissement du miroir d’environ 30 OC
rosée du gaz analysé et une quantité suffisante de gaz doit
quand on utilise un soufflet à main. Cependant si les risques de
être passée dans le barboteur pour atteindre l’équilibre avant
toxicité présentent des inconvénients, on peut employer de
de pouvoir procéder aux observations.
l’acétone pour obtenir un refroidissement du miroir d’environ
20 OC avec un soufflet à main, ou un refroidissement supérieur
b) Jusqu’à obtention de l’équilibre, il y- a passage des
en utilisant de l’air comprimé ou tout autre gaz comprimé con-
hydrocarbures lourds du gaz dans I’huile de paraffine. C’est
venable.
ce passage qui réduit le volume d’hydrocarbures condensa-
bles potentiels dans le gaz, qui masquait la mesure du point
4.4.2 Gaz refroidi par détente adiabatique
de rosée de l’eau. Du fait du passage permanent de gaz,
I’huile de paraffine se charge en hydrocarbures condensa-
Le miroir peut être refroidi en envoyant sur sa face arrière un
bles, leur concentration augmente donc dans le gaz. L’huile
gaz qui vient d’être détendu à travers un ajutage. Le dioxyde de
de paraffine doit alors être remplacée et le barboteur doit
carbone comprimé, disponible dans de petits cylindres, est sou-
être de nouveau conditionné avant toute nouvelle observa-
tion. vent employé pour cela, mais on peut aussi utiliser d’autres gaz
tels que l’air ou l’azote comprimé, le propane ou des hydrocar-
L’appareil peut être complétement automatique en utilisant le
bures halogénés. On peut atteindre des températures de miroir
signal de sortie de la cellule photoélectrique pour stabiliser la
d’au moins 40 OC inferieures à la température de l’échantillon de
température du miroir et le maintenir ainsi à la température de
gaz.
condensation voulue. Un fonctionnement automatique est
indispensable pour obtenir une lecture continue ou un enregis-
4.4.3 Contact indirect avec un réfrigérant
trement.
Le miroir est relié à un refroidisseur par l’intermédiaire d’une
résistance thermique. Normalement, une tige de cuivre massive
4.3 Éclairage du miroir
est plongée dans le refroidisseur; elle est reliée au miroir par un
Les appareils manuels impliquent l’observation des condensa- petit morceau de matériau isolant qui forme la résistance ther-
mique. Le miroir est chauffé par un élément électrique. Le con-
tions à l’oeil nu; si l’on emploie une cellule photoélectrique, le
miroir est éclairé par une source lumineuse incorporée dans la trôle de l’intensité du courant permet de régler facilement et
cellule d’essai. II est possible de disposer la lampe et la cellule avec précision la température du miroir. En utilisant de l’azote
photoélectrique de plusieurs facons, pourvu que la diffusion, liquide comme réfrigérant, on peut atteindre des températures
,
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- 80 OC; pour des températures jusqu’à environ
de - 70 à défauts résultant d’un excès d’impuretés solides sur le miroir se
- 50 OC (et en fonction de la conception de l’appareil), on uti-
traduisent généralement par une élévation inattendue de la
lise le mélange dioxyde de carbone solide et acétone, et pour
température du miroir pendant quelques minutes et signalent la
des températures jusqu’à environ - 30 OC, on peut utiliser du
nécessité de démonter l’appareil et de nettoyer le miroir. (II est
propane liquide.
essentiel que la cellule hygrométrique puisse être démontée
rapidement à cet effet.) II peut être souhaitable de
filtrer les impuretés solides au moyen d’un filtre non
4.4.4 Refroidissement par effet Peltier
hygroscopiquel) pour éviter les difficultés citées ci-dessus.
Un élément à effet Peltier à un seul étage permet normalement
Pour éliminer l’influence des poussières, certains appareils
d’atteindre un refroidissement maximal d’environ 50 OC. Deux
automatiques sont munis d’une séquence de «tarage». Cette
étages peuvent donner un refroidissement d’environ 70 OC.
séquence consiste en une surchauffe volontaire du miroir élimi-
nant tous les condensats, eau et hydrocarbures, puis en un réé-
La température du miroir peut être réglée par variation du cou-
quilibrage du pont de mesure.
rant circulant dans les éléments à effet Peltier, mais l’inertie
thermique tend à être élevée; un réglage plus rapide est possi-
ble en maintenant un courant de refroidissement constant, en
5.1.3 Impuretés sous forme de vapeur
reliant le miroir à une résistance thermique, et en le chauffant
au moyen d’un dispositif électrique réglable.
Des hydrocarbures peuvent se condenser sur le miroir. Ceci
n’est pas gênant, en principe, car les hydrocarbures ont une
tension superficielle très différente de l’eau. Ils s’étalent sur le
4.5 Mesurage de la température
miroir et donnent une couche continue qui ne diffuse pas la
lumière. Néanmoins, la détection manuelle des condensats
II est important de mesurer, de facon aussi précise que possi-
n’est pas aisée, car si le ((point de rosée» est trés inférieur au
ble, la
...
Questions, Comments and Discussion
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