Petroleum, chemical and gas service industries — Centrifugal compressors

ISO 10439 specifies requirements and gives recommendations for the design, materials, fabrication, inspection, testing and preparation for shipment of centrifugal compressors for use in the petroleum, chemical and gas service industries. It is not applicable to machines that develop less than 35 kPa above atmospheric pressure, nor is it applicable to packaged, integrally geared centrifugal air compressors, which are covered in ISO 10442.

Industries du pétrole, de la chimie et du gaz — Compresseurs centrifuges

L'ISO 10439 spécifie les exigences et fournit des recommandations pour la conception, les matériaux, la fabrication, le contrôle, les essais et la préparation pour l'expédition des compresseurs centrifuges utilisés dans les industries du pétrole, de la chimie et du gaz. Elle n'est pas applicable aux machines qui développent moins de 35 kPa au-dessus de la pression atmosphérique. Elle n'est pas applicable non plus à des unités de compresseurs centrifuges à engrenages, qui sont couverts par l'ISO 10442.

General Information

Status
Withdrawn
Publication Date
16-Oct-2002
Withdrawal Date
16-Oct-2002
Current Stage
9599 - Withdrawal of International Standard
Start Date
09-Feb-2015
Completion Date
09-Feb-2015
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ISO 10439:2002 - Petroleum, chemical and gas service industries -- Centrifugal compressors
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ISO 10439:2002 - Industries du pétrole, de la chimie et du gaz -- Compresseurs centrifuges
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10439
First edition
2002-10-15
Corrected version
2003-06-15
Petroleum, chemical and gas service
industries — Centrifugal compressors
Industries du pétrole, de la chimie et du gaz — Compresseurs centrifuges
Reference number
ISO 10439:2002(E)
ISO 2002
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 10439:2002(E)
PDF disclaimer

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ISO 10439:2002(E)
Contents Page

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

Introduction................................................................................................................................................................ vi

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

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

3 Terms and definitions................................................................................................................................... 2

4 Basic design .................................................................................................................................................. 4

4.1 General ........................................................................................................................................................... 4

4.2 Casings........................................................................................................................................................... 7

4.3 Interstage diaphragms and inlet guide vanes............................................................................................ 8

4.4 Casing connections ...................................................................................................................................... 9

4.5 External forces and moments.................................................................................................................... 10

4.6 Rotating elements ....................................................................................................................................... 10

4.7 Bearings and bearing housings ................................................................................................................ 11

4.8 Shaft seals ................................................................................................................................................... 14

4.9 Dynamics ..................................................................................................................................................... 22

4.10 “Lube” oil and seal oil systems................................................................................................................. 29

4.11 Materials....................................................................................................................................................... 29

4.12 Nameplates and rotation arrows ............................................................................................................... 32

5 Accessories ................................................................................................................................................. 33

5.1 Drivers .......................................................................................................................................................... 33

5.2 Couplings and guards ................................................................................................................................ 34

5.3 Mounting plates........................................................................................................................................... 34

5.4 Controls and instrumentation.................................................................................................................... 36

5.5 Piping and appurtenances ......................................................................................................................... 41

5.6 Special tools ................................................................................................................................................ 42

6 Inspection, testing and preparation for shipment ................................................................................... 42

6.1 General ......................................................................................................................................................... 42

6.2 Inspection .................................................................................................................................................... 43

6.3 Testing.......................................................................................................................................................... 44

6.4 Preparation for shipment............................................................................................................................ 49

7 Vendor data.................................................................................................................................................. 50

7.1 General ......................................................................................................................................................... 50

7.2 Proposals ..................................................................................................................................................... 51

7.3 Contract data ............................................................................................................................................... 54

Annex A (informative) Typical data sheets ............................................................................................................ 56

Annex B (informative) Material specifications for major component parts........................................................ 81

Annex C (normative) Centrifugal compressor vendor drawing and data requirements................................... 86

Annex D (normative) Procedure for determination of residual unbalance......................................................... 95

Annex E (informative) Rotor dynamic logic diagrams ........................................................................................ 102

Annex F (informative) Centrifugal compressor nomenclature........................................................................... 106

Annex G (normative) Forces and moments......................................................................................................... 107

Annex H (informative) Inspector's checklist ........................................................................................................ 110

Annex I (informative) Typical gas seal testing considerations.......................................................................... 112

© ISO 2002 – All rights reserved iii
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ISO 10439:2002(E)

Annex J (informative) Application considerations for active magnetic bearings............................................ 114

Bibliography............................................................................................................................................................ 117

iv © ISO 2002 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 10439:2002(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.

The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards adopted

by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International

Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.

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

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

ISO 10439 was prepared by a Joint Working Group of Technical Committees ISO/TC 118, Compressors,

pneumatic tools and pneumatic machines, and ISO/TC 67, Materials, equipment and offshore structures for

petroleum, petrochemical and natural gas industries, Subcommittee SC 6, Processing equipment and systems.

Annexes C, D and G form a normative part of this International Standard. Annexes A, B, E, F, H, I and J are for

information only.

In this corrected version of ISO 10439 an oversight which saw the words “Final Draft” and its abbreviation left in the

header of page 1 has been corrected.
© ISO 2002 – All rights reserved v
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ISO 10439:2002(E)
Introduction

This International Standard is based on the sixth edition of the American Petroleum Institute standard API 617.

Users of this International Standard should be aware that further or differing requirements may be needed for

individual applications. This International Standard is not intended to inhibit a vendor from offering, or the purchaser

from accepting, alternative equipment or engineering solutions for the individual application. This may be

particularly applicable where there is innovative or developing technology. Where an alternative is offered, the

vendor should identify any variations from this International Standard and provide details.

vi © ISO 2002 – All rights reserved
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 10439:2002(E)
Petroleum, chemical and gas service industries — Centrifugal
compressors
1 Scope

This International Standard specifies requirements and gives recommendations for the design, materials,

fabrication, inspection, testing and preparation for shipment of centrifugal compressors for use in the petroleum,

chemical and gas service industries. It is not applicable to machines that develop less than 35 kPa above

atmospheric pressure, nor is it applicable to packaged, integrally geared centrifugal air compressors, which are

covered in ISO 10442.

NOTE In this International Standard, where practical, US customary units have been included in brackets for information.

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 1940-1:— , Mechanical vibration — Balance quality requirements of rigid rotors — Part 1: Determination of

permissible residual unbalance

ISO 3744, Acoustics — Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure —

Engineering method in an essentially free field over a reflecting plane

ISO 3977-5, Gas turbines — Procurement — Part 5: Applications for petroleum and natural gas industries

ISO 5389, Turbocompressors — Performance test code
ISO 7005-2, Metallic flanges — Part 2: Cast iron flanges
ISO 8821, Mechanical vibration — Balancing — Shaft and fitment key convention

ISO 9614 (both parts), Acoustics — Determination of sound pressure levels of noise sources using sound intensity

ISO 10437, Petroleum and natural gas industries — Special-purpose steam turbines for refinery service

ISO 10438 (all parts), Petroleum and natural gas industries — Lubrication, shaft sealing and control-oil systems

ISO 10441, Petroleum and natural gas industries — Flexible couplings for mechanical power transmission —

Special purpose applications

ISO 13691, Petroleum and natural gas industries — High-speed special-purpose gear units

1) To be published. (Revision of ISO 1940-1:1986)
© ISO 2002 – All rights reserved 1
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ISO 10439:2002(E)

IEC 60079-10, Electrical apparatus for explosive gas atmospheres — Part 10: Classification of hazardous areas

API RP 550, Manual on installation of refinery instruments and control systems
API Std 670, Machinery protection systems, fourth edition
ASME PTC 10, Test code on compressors and exhausters

ASTM A 388/A 388M, Standard practice for ultrasonic examination of heavy steel forgings

ASTM A 578/A 578M, Standard specification for straight-beam ultrasonic examination of plain and clad steel plates

for special applications

ASTM A 609/A 609M, Standard practice for casting, carbon, low-alloy, and martensitic stainless steel, ultrasonic

examination thereof
ASTM E 94, Standard guide for radiographic examination
ASTM E 165, Standard test method for liquid penetrant examination
ASTM E 709, Standard guide for magnetic particle examination
ISA RP 12.4, Pressurized enclosures

NACE MR 0175, Sulfide stress cracking resistant metallic materials for oilfield equipment

NFPA 496, Standard for purged and pressurized enclosures for electrical equipment

3 Terms and definitions

For the purposes of this International Standard, the following terms and definitions apply.

3.1
alarm condition

preset value of a parameter at which an alarm is actuated to warn of a condition requiring corrective action

3.2
axially split

casing or other component in which the main joint is parallel to the axis of the shaft

3.3
compressor rated point

point on the 100 % speed curve at the highest capacity of any specified operating point

NOTE The use of the word “design” in any term (such as design power, design pressure, design temperature, or design

speed) should be avoided in the purchaser's specification. This terminology should be used only by the equipment designer and

manufacturer.
2) American Petroleum Institute.
3) American Society of Mechanical Engineers.
4) American Society for Testing and Materials.
5) Instrument Society of America.
6) US National Association of Corrosion Engineers.
7) US National Fire Protection Association.
2 © ISO 2002 – All rights reserved
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ISO 10439:2002(E)
3.4
head
specific compression work
3.5
inlet volume flow

volume flow rate determined at the conditions of pressure, temperature, compressibility and gas composition,

including moisture, at the compressor inlet flange
3.6
maximum allowable temperature

maximum continuous temperature for which the manufacturer has designed the equipment (or any part to which

the term is referred) when handling the specified fluid at the specified pressure

3.7
maximum allowable working pressure

maximum continuous pressure for which the manufacturer has designed the equipment (or any part to which the

term is referred) when it is operating at the maximum allowable temperature
3.8
maximum continuous speed
highest rotational speed at which the machine is capable of continuous operation
3.9
maximum sealing pressure

highest pressure the seals are required to seal during any specified static or operating conditions and during start-

up and shutdown
3.10
minimum allowable speed
lowest speed at which the manufacturer's design will permit continuous operation
3.11
normal operating point
point at which usual operation is expected and optimum efficiency is desired

NOTE This will usually be the point at which the vendor certifies that performance is within the tolerances stated in this

International Standard.
3.12
normal speed
speed corresponding to the requirements of the normal operating point
3.13
100 % speed
highest speed required for any specified operating point
3.14
pressure design code

recognized pressure vessel standard specified or agreed by the purchaser (e.g. ASME VIII)

3.15
radially split

casing or other component in which the main joint is perpendicular to the axis of the shaft

3.16
stability

difference in inlet volume flow (as percentage of rated inlet volume flow) between the rated inlet volume flow and

the surge point at rated speed
© ISO 2002 – All rights reserved 3
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ISO 10439:2002(E)
3.17
settling out pressure
pressure of the compressor system when the compressor is shut down
3.18
shutdown condition
preset value of a parameter requiring automatic or manual shutdown of the system
3.19
trip speed

speed at which the independent emergency overspeed device operates to shut down a prime mover

NOTE For constant speed motor drivers, this is the speed corresponding to the synchronous speed of the motor at the

maximum frequency of the electrical supply.
3.20
turndown

percentage of change in inlet volume flow (referred to rated inlet volume flow) between the rated inlet volume flow

and the surge point inlet volume flow at the rated head, when the unit is operating at rated suction temperature and

gas composition
3.21
unit responsibility

responsibility for coordinating the technical aspects of the equipment train and all auxiliary systems

4 Basic design
4.1 General

4.1.1 A bullet (•) at the beginning of a clause indicates that the purchaser is required to make a decison or

provide information. This information should be indicated on the data sheets (see annex A).

4.1.2 The equipment (including auxiliaries) covered by this International Standard shall be designed and

constructed for a minimum service life of 20 years and at least 3 years of uninterrupted operation.

4.1.3 Unless otherwise specified, the compressor vendor shall assume unit responsibility.

4.1.4 The compressor shall be designed to deliver required head and capacity at the normal operating point

without negative tolerance. The input power at the above condition shall not exceed 104 % of the predicted value

for this point.

NOTE See the optional performance test criteria in 6.3.6.2 and handling of excess head for constant speed drivers.

4.1.5 The head versus capacity characteristic curve (see Figure 1) shall rise continuously from the rated point to

the predicted surge. The compressor, without the use of a bypass, shall be suitable for continuous operation at any

capacity at least 10 % greater than the predicted approximate surge capacity shown in the proposal.

4.1.6 Cooling water systems, if required, shall be designed for the conditions specified in Table 1 unless

otherwise specified. Provision shall be made for complete venting and draining of the system.

The vendor shall notify the purchaser if the criteria for minimum temperature rise and velocity over heat exchange

surfaces result in a conflict. The criterion for velocity overheat exchange surfaces is intended to minimize the use of

cooling water. The purchaser shall approve the final selection.

4.1.7 The arrangement of the equipment, including piping and auxiliaries, shall be developed jointly by the

purchaser and the vendor. The arrangement shall provide adequate clearance areas and safe access for operation

and maintenance.
4 © ISO 2002 – All rights reserved
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ISO 10439:2002(E)

The head versus capacity curve at 100 % speed shall extend to at least 115 % capacity of the CRP. Head versus capacity curves

at other speeds shall be extended to equivalent capacity at each speed. For example, the head versus capacity curve at 105 %

speed shall be extended to 1,05 times 1,15 times capacity of the CRP; the head versus capacity curve at 90 % speed shall be

extended to 0,9 times 1,15 times capacity at the CRP; and so on. These points define the “approximate capacity limit” curve.

Except where specific numerical relationships are stated, the relative values implied in this figure are assumed values for

illustration only.

The 100 % speed is determined from the operating point requiring the highest head — point A in the illustration.

The compressor rated point (CRP) is the intersection on the 100 % speed line corresponding to the highest flow of any

operating point — point C in the illustration.

Refer to the applicable standard for the compressor driver (e.g. ISO 10437 or ISO 3977-5) for trip speed and minimum

operating speed limits.
See 4.9 for allowable margins of critical speeds to operating speeds.

The maximum continuous speed shall be 105 % for variable speed drivers. The maximum continuous speed shall be the

speed corresponding to the synchronous speed of the motor.
Figure 1 — Illustration of terms
© ISO 2002 – All rights reserved 5
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ISO 10439:2002(E)
Table 1 — Cooling water systems — Design requirements
Velocity over heat exchange surfaces 1,5 m/s to 2,5 m/s (5 ft/s to 8 ft/s)
Maximum allowable gauge working pressure W 500 kPa (75 psi)
Test gauge pressure W 750 kPa (110 psi)
Maximum inlet temperature 30 °C (90 °F)
Maximum temperature rise 20 K (35 °F)
2 2
Fouling factor on water side 0,35 m K/kW (0,002 h.ft °F/Btu)
Maximum pressure drop 100 kPa (15 psi)
Maximum outlet temperature 50 °C (120 °F)
Minimum temperature rise 10 K (20 °F)
Shell corrosion allowance 3,0 mm (⅛ in)

4.1.8 All equipment shall be designed to permit rapid and economical maintenance. Major parts such as casing

components and bearings housings shall be designed and manufactured to ensure accurate alignment on

reassembly. This may be accomplished by the use of shouldering, cylindrical dowels or keys.

4.1.9 The inner casing of radially split barrel type compressors shall be designed for easy withdrawal from the

outer shell and easy disassembly for inspection or replacement of parts.

z 4.1.10 The equipment, including all auxiliaries, shall be suitable for operation under the environmental conditions

specified by the purchaser. These conditions shall include whether the installation is indoors (heated or unheated)

or outdoors (with or without a roof), maximum and minimum temperatures, unusual humidity, and dusty or corrosive

conditions. For the purchaser's guidance, the vendor shall list in the proposal any special protection that the

purchaser is required to supply.

4.1.11 Control of the sound pressure level (SPL) of all equipment furnished shall be a joint effort of the purchaser

and the vendor. The equipment furnished by the vendor shall conform to the maximum allowable sound pressure

level specified by the purchaser.

z 4.1.12 The purchaser shall advise the vendor of any requirements for liquid injection.

4.1.13 Equipment shall be designed to run without damage to the trip speed and the maximum allowable working

pressure.

4.1.14 The machine and its driver shall perform on the test stand and on their permanent foundation within the

specified acceptance criteria. After installation, the performance of the combined units shall be the joint

responsibility of the purchaser and the vendor having unit responsibility.

4.1.15 Many factors (such as piping loads, alignment at operating conditions, supporting structure, handling during

shipment, and handling and assembly at site) may adversely affect site performance. To minimize the influence of

these factors, the vendor shall review and comment on the purchaser's piping and foundation drawings. If

specified, the vendor's representative shall
a) observe a check of the piping performed by parting the flanges,
b) check alignment at the operating temperature, and
c) be present during the initial alignment check.

z 4.1.16 Motors and all other electrical components and installations shall be suitable for the area classification

(zone) specified by the purchaser on the data sheets (see annex A), shall meet the requirements of IEC 60079-10

and shall comply with applicable local codes and regulations specified by the purchaser.

4.1.17 Spare parts for the compressor and all furnished auxiliaries shall meet all the criteria of this International

Standard.
6 © ISO 2002 – All rights reserved
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ISO 10439:2002(E)

z 4.1.18 If specified, the compressor or compressors shall be suitable for field running on air. Performance

parameters, including any required precautions, shall be mutually agreed upon by the purchaser and the vendor.

4.1.19 A guide to centrifugal compressor nomenclature is given in annex F.
z 4.1.20 The pressure design code shall be specified or agreed by the purchaser.

Pressure components shall comply with the pressure design code and the supplemental requirements given in this

International Standard.

z 4.1.21 The purchaser and the vendor shall agree on the measures to be taken in order to comply with

governmental regulations, ordinances or rules that are applicable to the equipment.

4.2 Casings

4.2.1 The thickness of the casing shall be suitable for the maximum allowable working and test pressures and

shall include at least a 3 mm corrosion allowance. The thickness of the casing shall not be less than that calculated

in accordance with the pressure design code.

4.2.2 The equipment feet shall be provided with vertical jackscrews and shall be drilled with pilot holes that are

accessible for use in final doweling.

4.2.3 Supports and alignment bolts shall be rigid enough to permit the machine to be moved by the use of its

lateral and axial jackscrews.

z 4.2.4 The maximum allowable working pressure of the casing shall be at least equal to the specified relief valve

setting; if a relief valve setting is not specified or if a relief valve is not installed, the maximum allowable working

pressure shall be at least 1,25 times the maximum specified discharge pressure.
NOTE System protection is normally provided by the purchaser.

4.2.5 Casings designed for more than one maximum allowable pressure level (split-pressure-level casings) are

not permitted unless specifically approved by the purchaser, and if so, the vendor shall define the physical limits

and the maximum allowable working pressure of each part of the casing.

4.2.6 Each axially split casing shall be sufficiently rigid to allow removal and replacement of its upper half without

disturbing rotor-to-casing running clearances and bearing alignment.
4.2.7 Casings shall be made of steel for the following:

a) air or non-flammable gas at a maximum allowable gauge working pressure above 2 500 kPa (360 psi);

b) air or non-flammable gas at a calculated discharge temperature that is over 260 °C (500 °F) at maximum

continuous speed at any point within the operating range;
c) flammable or toxic gas.

4.2.8 Cast iron or other materials of construction may be offered for operating conditions other than those

specified in 4.2.7.

4.2.9 Unless otherwise specified, casings shall be radially split if the partial pressure of hydrogen (at maximum

allowable gauge working pressure) exceeds 1 400 kPa (200 psi).

NOTE The partial pressure of hydrogen is calculated by multiplying the highest specified mole (volume) percent of

hydrogen by the maximum allowable working pressure.

4.2.10 Axially split casings shall use a metal-to-metal joint (with a suitable joint compound) that is tightly

maintained by suita
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 10439
Première édition
2002-10-15
Industries du pétrole, de la chimie et du
gaz — Compresseurs centrifuges
Petroleum, chemical and gas service industries — Centrifugal compressors
Numéro de référence
ISO 10439:2002(F)
ISO 2002
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ISO 10439:2002(F)
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Imprimé en Suisse
ii © ISO 2002 – Tous droits réservés
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ISO 10439:2002(F)
Sommaire Page

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

Introduction................................................................................................................................................................ vi

1 Domaine d'application .................................................................................................................................. 1

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

3 Termes et définitions .................................................................................................................................... 2

4 Conception de base ...................................................................................................................................... 4

4.1 Généralités..................................................................................................................................................... 4

4.2 Carters............................................................................................................................................................ 7

4.3 Diaphragmes intermédiaires et aubages de guidage à l'aspiration......................................................... 9

4.4 Raccordements au carter ............................................................................................................................. 9

4.5 Forces et moments externes ..................................................................................................................... 11

4.6 Éléments tournants..................................................................................................................................... 11

4.7 Paliers et logements de paliers ................................................................................................................. 13

4.8 Garnitures d'arbres ..................................................................................................................................... 15

4.9 Dynamique ................................................................................................................................................... 24

4.10 Circuits d'huile de lubrification et d'huile d'étanchéité........................................................................... 31

4.11 Matériaux...................................................................................................................................................... 32

4.12 Plaques signalétiques et flèches de rotation ........................................................................................... 36

5 Accessoires ................................................................................................................................................. 36

5.1 Organes moteurs......................................................................................................................................... 36

5.2 Accouplements et protecteurs .................................................................................................................. 37

5.3 Plaques de montage ................................................................................................................................... 37

5.4 Commandes et instrumentation ................................................................................................................ 40

5.5 Canalisations et accessoires ..................................................................................................................... 45

5.6 Outils spéciaux............................................................................................................................................ 47

6 Contrôle, essais et préparation pour l'expédition ................................................................................... 47

6.1 Généralités................................................................................................................................................... 47

6.2 Contrôle........................................................................................................................................................ 47

6.3 Essais ........................................................................................................................................................... 49

6.4 Préparation pour l'expédition .................................................................................................................... 54

7 Données fournies par le vendeur .............................................................................................................. 56

7.1 Généralités................................................................................................................................................... 56

7.2 Propositions ................................................................................................................................................ 57

7.3 Données contractuelles.............................................................................................................................. 60

Annexe A (informative) Feuilles de données types............................................................................................... 63

Annexe B (informative) Spécifications relatives aux matériaux des composants principaux ......................... 88

Annexe C (normative) Exigences concernant les plans et données du vendeur de compresseur

centrifuge ..................................................................................................................................................... 92

Annexe D (normative) Procédure permettant de déterminer le déséquilibre résiduel.................................... 102

Annexe E (informative) Schémas logiques de dynamique du rotor.................................................................. 109

Annexe F (informative) Nomenclature d'un compresseur centrifuge ............................................................... 113

Annexe G (normative) Forces et moments .......................................................................................................... 114

Annexe H (informative) Liste de contrôle............................................................................................................. 117

Annexe I (informative) Considérations relatives aux essais types des garnitures à gaz ............................... 120

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ISO 10439:2002(F)

Annexe J (informative) Considérations relatives à l'utilisation de paliers magnétiques actifs...................... 122

Bibliographie........................................................................................................................................................... 125

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ISO 10439:2002(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.

La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes

internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication

comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres votants.

L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire

l'objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de

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

L'ISO 10439 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 118, Compresseurs, outils et machines pneumatiques,

en collaboration avec le comité technique ISO/TC 67, Matériel, équipement, structures en mer, pour les industries

du pétrole et du gaz naturel, sous-comité SC 6, Systèmes et équipements de traitement.

Les annexes C, D, et G constituent des éléments normatifs de la présente Norme internationale. Les annexes A, B,

E, F, H, I et J sont données uniquement à titre d'information.
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ISO 10439:2002(F)
Introduction

La présente Norme internationale est fondée sur la sixième édition de la Norme de l'Institut américain du pétrole

(American Petroleum Institute) API 617.

Il convient que les utilisateurs de la présente Norme internationale sachent que des exigences supplémentaires ou

différentes peuvent se révéler indispensables pour des applications individuelles. La présente Norme internationale

n'est pas destinée à interdire à un vendeur d'offrir, ou à un acheteur d'accepter des équipements alternatifs ou des

solutions techniques pour une application individuelle. Ceci peut être particulièrement valable pour une technologie

innovante ou en cours de développement. Lorsqu'une alternative est proposée, il convient que le vendeur identifie

toute variation par rapport à la présente Norme internationale et en fournisse les détails.

vi © ISO 2002 – Tous droits réservés
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NORME INTERNATIONALE ISO 10439:2002(F)
Industries du pétrole, de la chimie et du gaz — Compresseurs
centrifuges
1 Domaine d'application

La présente Norme internationale spécifie les exigences et fournit des recommandations pour la conception, les

matériaux, la fabrication, le contrôle, les essais et la préparation pour l'expédition des compresseurs centrifuges

utilisés dans les industries du pétrole, de la chimie et du gaz. Elle n'est pas applicable aux machines qui

développent moins de 35 kPa au-dessus de la pression atmosphérique. Elle n'est pas applicable non plus à des

unités de compresseurs centrifuges à engrenages, qui sont couverts par l'ISO 10442.

NOTE Dans la présente Norme internationale, lorsque cela se révèle pratique, les unités américaines usuelles sont

données entre parenthèses pour information.
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.

ISO 1940-1:— , Vibrations mécaniques — Exigences en matière de qualité dans l'équilibrage pour les rotors dans

un état constant (rigide) — Partie 1: Détermination et vérification des tolérances d'équilibrage

ISO 3744, Acoustique — Détermination des niveaux de puissance acoustique émis par les sources de bruit à partir

de la pression acoustique — Méthode d'expertise dans des conditions approchant celles du champ libre sur plan

réfléchissant

ISO 3977-5, Turbines à gaz — Spécifications pour l'acquisition — Partie 5: Applications pour les industries du

pétrole et du gaz naturel
ISO 5389, Turbocompresseurs — Code d'essais des performances
ISO 7005-2, Brides métalliques — Partie 2: Brides en fonte

ISO 8821, Vibrations mécaniques — Équilibrage — Convention relative aux clavettes d'arbres et aux éléments

rapportés

ISO 9614 (les deux parties), Acoustique — Détermination par intensimétrie des niveaux de puissance acoustique

émis par les sources de bruit

ISO 10437, Industries du pétrole et du gaz naturel — Turbines à vapeur d'usage spécial pour service en raffinerie

1) À publier. (Révision de l'ISO 1940-1:1986)
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ISO 10439:2002(F)

ISO 10438 (toutes les parties), Industries du pétrole et du gaz naturel — Système de lubrification, étanchéité à

l'huile et systèmes de contrôle

ISO 10441, Industries du pétrole et du gaz naturel — Accouplements flexibles pour transmission de puissance

mécanique — Applications spéciales

ISO 13691, Industries du pétrole et du gaz naturel — Engrenages à grande vitesse pour applications particulières

CEI 60079-10, Matériel électrique pour atmosphères explosives gazeuses — Partie 10: Classement des régions

dangereuses
API 550, Manual on installation of refinery instruments and control systems
API 670, Machinery Protection Systems, fourth edition
ASME PTC 10, Test code on compressors and exhausters

ASTM A 388/A 388M, Standard practice for ultrasonic examination of heavy steel forgings

ASTM A 578/A 578M, Standard specification for straight-beam ultrasonic examination of plain and clad steel plates

for special applications

ASTM A 609/A 609M, Standard practice for castings, carbon, low-alloy, and martensitic stainless steel, ultrasonic

examination thereof
ASTM E 94, Standard guide for radiographic examination
ASTM E 165, Standard test method for liquid penetrant examination
ASTM E 709, Standard guide for magnetic particle examination
ISA RP12.4, Pressurized enclosures

NACE MR 01 75, Sulfide stress cracking resistant metallic materials for oil field equipment

NFPA 496, Standard for purged and pressurized enclosures for electrical equipment

3 Termes et définitions

Pour les besoins de la présente Norme internationale, les termes et définitions suivants s'appliquent.

3.1
condition d'alarme

valeur prédéterminée d'un paramètre au niveau de laquelle une alarme est actionnée pour avertir d'une situation

nécessitant une action corrective
2) American Petroleum Institute [Institut américain du pétrole]
3) American Society of Mechanical Engineering
4) American Society for Testing and Materials
5) Instrument Society of America
6) US National Association of Corrosion Engineers
7) US National Fire Protection Association
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ISO 10439:2002(F)
3.2
à plan de joint longitudinal

carter ou autre composant dans lequel le joint principal est parallèle à l'axe de l'arbre

3.3
point nominal du compresseur

point sur la courbe de vitesse à 100 %, correspondant au débit maximal de tout point de fonctionnement spécifié

NOTE Il est préférable d'éviter d'associer l'expression «de calcul» à tout terme (par exemple puissance de calcul, pression

de calcul, température de calcul ou vitesse de calcul) dans les spécifications de l'acheteur. Il convient que cette terminologie ne

soit utilisée que par le concepteur et le constructeur de l'équipement.
3.4
hauteur
travail de compression spécifique
3.5
débit-volume aspiré

débit-volume déterminé dans les conditions de pression, de température, de compressibilité et de composition de

gaz, y compris l'humidité, régnant au niveau de la bride d'aspiration du compresseur

3.6
température maximale admissible

température continue maximale pour laquelle le constructeur a conçu l'équipement (ou tout élément auquel le

terme se rapporte) lors de la manutention du fluide à la pression spécifiée
3.7
pression maximale admissible de service

pression continue maximale pour laquelle le constructeur a conçu l'équipement (ou tout élément auquel le terme se

rapporte) lorsqu'il fonctionne à la température maximale admissible
3.8
vitesse continue maximale

fréquence de rotation la plus élevée à laquelle la machine est capable d'un fonctionnement continu

3.9
pression maximale d'étanchéité

pression maximale la plus élevée à laquelle les garnitures d'étanchéité sont soumises pour obturer dans toutes les

conditions statiques ou de fonctionnement spécifiées, ainsi que pendant le démarrage et l'arrêt

3.10
vitesse minimale admissible

vitesse minimale pour laquelle la conception du constructeur permettra un fonctionnement ininterrompu

3.11
point de fonctionnement normal

point au niveau duquel le fonctionnement normal est prévu et l'efficacité optimale est souhaitée

NOTE Ce point est généralement le point au niveau duquel le constructeur certifie que les performances sont comprises

dans les limites de tolérances spécifiées dans la présente Norme internationale.
3.12
vitesse normale
vitesse correspondant aux exigences du point de fonctionnement normal
3.13
vitesse à 100 %
vitesse la plus élevée requise pour tout point de fonctionnement spécifié
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ISO 10439:2002(F)
3.14
code de conception des appareils à pression

norme reconnue relative aux récipients sous pression, spécifiée ou acceptée par l'acheteur (par exemple

ASME BPCV-VIII)
3.15
à plan de joint transversal

carter ou autre composant dans lequel le joint principal est perpendiculaire à l'axe de l'arbre

3.16
stabilité

différence de débit-volume aspiré (en pourcentage du débit-volume aspiré spécifié) entre le débit-volume aspiré

spécifié et le point de pompage à la vitesse spécifiée
3.17
pression après ralentissement et arrêt
pression du circuit du compresseur lorsque le compresseur est à l'arrêt
3.18
condition d'arrêt

valeur prédéterminée d'un paramètre nécessitant un arrêt automatique ou manuel du système

3.19
vitesse de déclenchement

vitesse à laquelle le dispositif autonome d'arrêt d'urgence en cas de survitesse se déclenche pour arrêter un moteur

NOTE Pour les entraînements par moteur électrique à vitesse constante, c'est la vitesse correspondant à la vitesse

synchrone du moteur à la fréquence maximale de la source électrique.
3.20
réduction

pourcentage de variation de débit-volume aspiré (par rapport au débit-volume aspiré spécifié) entre le débit-volume

aspiré spécifié et le débit-volume aspiré au pompage à la hauteur spécifiée, lorsque l'appareil fonctionne à la

température d'aspiration spécifiée avec un gaz de composition spécifiée
3.21
responsabilité concernant l'appareil

responsabilité relative à la coordination des aspects techniques du train d'équipement et de tous les systèmes

auxiliaires
4 Conception de base
4.1 Généralités

4.1.1 Un gros point noir (••••) en début de paragraphe indique la nécessité pour l'acheteur de prendre une décision

ou de fournir des informations. Il convient que les feuilles de données indiquent ces informations (voir l'annexe A).

4.1.2 Les équipements (y compris les auxiliaires) couverts par la présente Norme internationale doivent être conçus

et construits pour une durée de vie minimale de 20 ans et pour un fonctionnement ininterrompu d'au moins 3 ans.

4.1.3 Sauf spécification contraire, le vendeur du compresseur doit assumer la responsabilité de l'appareil.

4.1.4 Le compresseur doit être conçu pour refouler une hauteur ou un débit demandé(e) au point de

fonctionnement normal sans tolérance négative. La puissance absorbée dans la condition mentionnée ci-dessus

ne doit pas dépasser 104 % de la valeur prévue pour ce point.

NOTE Voir les critères facultatifs de l'essai de performance spécifiés en 6.3.6.2, et le traitement de la hauteur en excès

pour des organes moteurs à vitesse constante.
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ISO 10439:2002(F)

4.1.5 La courbe caractéristique hauteur/débit (voir la Figure 1) doit croître continuellement du point nominal

jusqu'au point de pompage prévu. Le compresseur doit, sans l'utilisation d'un circuit de dérivation, être adapté à un

fonctionnement continu pour tout débit supérieur d'au moins 10 % au débit de pompage approximatif indiqué dans

la proposition.

4.1.6 Sauf spécification contraire, les circuits d'eau de refroidissement, si nécessaires, doivent être conçus pour

les conditions spécifiées au Tableau 1. Il est nécessaire de prévoir une purge et une vidange complètes du circuit.

Le vendeur est tenu d'informer l'acheteur, si les critères relatifs à l'élévation minimale de température et à la vitesse

minimale sur les surfaces d'échange calorifique donnent lieu à un litige. Le critère relatif à la vitesse sur les

surfaces d'échange calorifique a pour objectif de réduire l'utilisation d'eau de refroidissement. L'acheteur doit

approuver le choix final.

4.1.7 L'agencement de l'équipement, y compris les canalisations et les auxiliaires, doit être mis au point

conjointement par l'acheteur et le vendeur. L'agencement doit prévoir des surfaces de dégagement adéquates et

un accès sûr pour l'exploitation et l'entretien.

4.1.8 Tous les équipements doivent être conçus de manière à permettre un entretien rapide et économique. Les

pièces principales, telles que les composants du carter et les logements de paliers doivent être conçus et fabriqués

de manière à assurer un alignement précis lors du réassemblage. Cela peut être réalisé pour l'utilisation

d'épaulement de chevilles cylindrique ou de clés.

4.1.9 L'enveloppe intérieure des compresseurs de type tonneau à plan de joint transversal, doit être conçue de

manière à pouvoir être facilement retirée de l'enveloppe extérieure et facilement démontée en vue d'un contrôle ou

d'un remplacement de pièces.

z 4.1.10 L'équipement, incluant tous les auxiliaires, doit être valable pour le fonctionnement dans les conditions

environnementales spécifiées par l'acheteur. Parmi ces conditions, il doit être spécifié si l'installation est effectuée

en intérieur (chauffé ou non chauffé) ou en extérieur (avec ou sans toit), les températures maximales et minimales,

les conditions inhabituelles d'humidité, et les conditions de poussière ou de corrosion. Pour guider l'acheteur, le

vendeur doit inclure dans sa proposition une liste de toutes les protections spéciales que l'acheteur est tenu de

fournir.

4.1.11 L'acheteur et le vendeur doivent joindre leurs efforts pour assurer le contrôle du niveau de pression

acoustique (NPA) de tous les équipements fournis. L'équipement fourni par le vendeur doit être conforme au

niveau de pression acoustique maximal admissible spécifié par l'acheteur.

z 4.1.12 L'acheteur doit aviser le vendeur de toute exigence relative à l'injection de liquide.

4.1.13 Les équipements doivent être conçus de manière à fonctionner sans défaillance jusqu'à la vitesse de

déclenchement et jusqu'à la pression maximale admissible de service.

4.1.14 La machine et son organe moteur doivent fonctionner sur le banc d'essai comme sur leur assise

permanente, dans les limites des critères d'acceptation spécifiés. Après l'installation, les performances des

appareils combinés doivent relever de la responsabilité conjointe de l'acheteur et du vendeur ayant la

responsabilité de l'appareil.

4.1.15 Plusieurs facteurs (tels que les charges exercées sur les canalisations, l'alignement dans les conditions de

fonctionnement, la structure de support, la manutention pendant l'expédition, ainsi que la manutention et

l'assemblage sur le site) peuvent altérer les performances sur le site d'installation. Pour réduire l'influence de ces

facteurs, le vendeur doit réviser et commenter les plans des canalisations et le plan d'implantation de l'acheteur. Si

cela est spécifié, le représentant du vendeur doit:

a) assister à une vérification des canalisations, effectuée par séparation des brides,

b) vérifier l'alignement à la température de fonctionnement, et
c) être présent au moment de la vérification de l'alignement initial.
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ISO 10439:2002(F)

La courbe représentative de la hauteur en fonction du débit à la vitesse à 100 % doit être étendue à au moins 115 % du débit

au point nominal du compresseur (PNC). Les courbes hauteur/débit à d'autres vitesses, doivent être étendues au débit

équivalent à chaque vitesse. Par exemple, la courbe hauteur/débit à 105 % doit être étendue à 1,05 fois 1,15 fois le débit au

PNC; la courbe hauteur/débit à 90 % doit être étendue à 0,9 fois 1,15 fois le débit au PNC, et ainsi de suite. Ces points

définissent la courbe de «débit limite approximatif».

Sauf lorsque des relations numériques spécifiques sont stipulées, les valeurs relatives indiquées dans cette figure sont des

valeurs hypothétiques uniquement fournies à titre indicatif.

La vitesse à 100 % est déterminée à partir du point de fonctionnement nécessitant la hauteur la plus élevée (point A dans l'illustration).

Le point nominal du compresseur (PNC) représente, sur la ligne de vitesse à 100 %, le point d'intersection correspondant au

débit maximal de tout point de fonctionnement (point C dans l'illustration).

Se reporter à la norme applicable à l'organe moteur du compresseur (par exemple l'ISO 10437 ou l'ISO 3977-5) pour ce qui

concerne la vitesse de déclenchement et les limites minimales des vitesses de fonctionnement.

Voir 4.9 en ce qui concerne les marges admissibles des vitesses critiques aux vitesses de fonctionnement.

La vitesse continue maximale doit être de 105 % pour les organes moteurs à vitesse variable. La vitesse continue

maximale doit être égale à la vitesse correspondant à la vitesse synchrone du moteur.

Figure 1 — Illustration des termes
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ISO 10439:2002(F)
Tableau 1 — Systèmes d'eau de refroidissement — Exigences de conception

Vitesse sur les surfaces d'échange calorifique 1,5 m/s à 2,5 m/s (5 ft/s à 8 ft/s)

Pression manométrique maximale admissible de service W 500 kPa (75 psi)
Pression d'épreuve W 750 kPa (110 psi)
Température maximale d'entrée 30 °C (90 °F)
Élévation maximale de température 20 K (35 °F)
2 2
Coefficient d'encrassement, côté eau 0,35 m ·K/kW (0,002 h·ft ·°F/Btu)
Perte de charge maximale 100 kPa (15 psi)
Température maximale de sortie 50 °C (120 °F)
Élévation minimale de température 10 K (20 °F)
Surépaisseur de paroi de l'enveloppe 3,0 mm ( / in)

z 4.1.16 Les moteurs et tous les autres composants et installations électriques doivent être adaptés à la

classification du lieu (zone) spécifiée par l'acheteur sur les feuilles de données (voir l'annexe A), doivent satisfaire

aux exigences de la CEI 60079-10 et doivent être conformes aux réglementations et codes locaux applicables,

spécifiés par l'acheteur.

4.1.17 Les pièces de rechange du compresseur et de tous les équipements auxiliaires fournis doivent satisfaire à

tous les critères de la présente Norme internationale.
z 4.1.18 Si cela est spécifié, le ou les comp
...

Questions, Comments and Discussion

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