ISO 21018-1:2008
(Main)Hydraulic fluid power — Monitoring the level of particulate contamination of the fluid — Part 1: General principles
Hydraulic fluid power — Monitoring the level of particulate contamination of the fluid — Part 1: General principles
ISO 21018-1:2008 specifies methods and techniques that are applicable to the monitoring of particulate contamination levels in hydraulic systems. It also describes the relative merits of various techniques so that the correct monitor for a given application can be selected. The techniques described in ISO 21018-1:2008 are suitable for monitoring the general cleanliness level in hydraulic systems, the progress in flushing operations and support equipment and test rigs. ISO 21018-1:2008 can also be applicable for other liquids (e.g. lubricants, fuels and process liquids).
Transmissions hydrauliques — Surveillance du niveau de pollution particulaire des fluides — Partie 1: Principes généraux
L'ISO 21018-1:2008 spécifie les méthodes et les techniques applicables à la surveillance des niveaux de pollution particulaire des systèmes hydrauliques. Elle décrit aussi le bien-fondé des différentes techniques afin de pouvoir choisir le détecteur qui convient à une application donnée. Les techniques décrites dans l'ISO 21018-1:2008 permettent de surveiller le niveau de propreté général des systèmes hydrauliques, l'évolution des opérations de rinçage, les matériels auxiliaires et les montages d'essai. L'ISO 21018-1:2008 peut aussi être appliquée à d'autres fluides (par exemple les lubrifiants, les carburants et les fluides de procédé).
General Information
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 21018-1
First edition
2008-04-15
Hydraulic fluid power — Monitoring the
level of particulate contamination of the
fluid —
Part 1:
General principles
Transmissions hydrauliques — Surveillance du niveau de pollution
particulaire des fluides —
Partie 1: Principes généraux
Reference number
ISO 21018-1:2008(E)
©
ISO 2008
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ISO 21018-1:2008(E)
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Published in Switzerland
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ISO 21018-1:2008(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 2
4 Health and safety . 3
4.1 General. 3
4.2 Electric power . 3
4.3 Mechanical fluid power . 4
4.4 Process liquids . 4
5 Selection of monitoring technique. 4
5.1 General. 4
5.2 Selection . 5
6 Procedures and precautions . 5
6.1 General. 5
6.2 Obtaining representative samples. 5
6.3 Off-line sampling. 5
6.4 On-line analysis . 6
6.5 In-line analysis . 6
6.6 Suction (sip) analysis from reservoirs or containers . 6
6.7 Calibration procedures. 7
6.8 Checking data validity. 7
6.9 Training. 7
6.10 Controlling the precision of the technique . 8
7 Test report . 8
Annex A (informative) Summary of various technique attributes. 9
Annex B (informative) Description and relative merits of different contaminant monitoring
techniques . 15
Bibliography . 24
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ISO 21018-1:2008(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 2.
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 document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 21018-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 131, Fluid power systems, Subcommittee SC 6,
Contamination control.
ISO 21018 consists of the following parts, under the general title Hydraulic fluid power — Monitoring the level
of particulate contamination of the fluid:
⎯ Part 1: General principles
⎯ Part 3: Use of the filter blockage technique
A Part 2, dealing with the calibration and verification procedure for field contamination monitoring, and a Part 4,
dealing with the use of the light extinction technique, are under development.
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ISO 21018-1:2008(E)
Introduction
In hydraulic fluid power systems, power is transmitted through a liquid under pressure within a closed circuit.
The liquid is both a lubricant and power-transmitting medium. The presence of solid particulate contamination
in the liquid interferes with the ability of the hydraulic liquid to lubricate and causes wear to the components.
The extent of this form of contamination in the liquid has a direct bearing on the performance and reliability of
the system and it is necessary that this be controlled to levels that are considered appropriate for the system
concerned. Hydraulic filters are used to control the amount of particulate contamination to a level that is
suitable for both the contaminant sensitivity of the system and the level of reliability required by the user.
Operators of hydraulic equipment are gradually defining maximum particle concentration levels for
components, systems and processes, beyond which corrective actions are implemented to normalize the
levels. These are often referred to as the required cleanliness level (RCL). The cleanliness level is obtained by
sampling the hydraulic liquid and measuring the particulate contamination level. If the level is above the RCL,
then corrective actions are necessary to restore the situation. To avoid taking unnecessary actions, which can
often prove costly, precision in sampling and measuring the particulate contamination level is required.
A comprehensive range of measurement equipment is available, but the instruments used are usually
laboratory-based. This often requires that the equipment is operated in a special environment by specialist
laboratories and this delays delivery of the test result to the user. To overcome this disadvantage, instruments
are being continuously developed to determine the particulate contamination level, either using equipment that
can be operated in or near the workplace or directly using on-line or in-line techniques. For equipment
operated in the workplace, direct traceability to national measurement standards might not be appropriate, or
relevant, and the instruments are used to monitor the general level of particulate contamination or to inform
the user of a significant change in the level. When a significant change in the particulate contamination level is
detected, the actual level is then usually qualified by using an approved particle-counting method. Also, these
monitors can have simplified circuitry compared to similar laboratory units and this means that they are not so
precise.
In addition, some instruments are designed to work on the “go/no-go” principle and their ability to rapidly
evaluate the cleanliness level has resulted in an increase in their usage both in the fluid power industry and
other markets. Unfortunately, the lack of a standardized method for their use, recalibration (if applicable) and
means of checking the output validity means that the variability in the measurement data is at a level higher
than is desirable.
This International Standard has been developed to provide uniform and consistent procedures for instruments
that are used for monitoring the contamination levels in hydraulic systems, especially those where direct
traceability to national measurement standards is not possible or is not applicable.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 21018-1:2008(E)
Hydraulic fluid power — Monitoring the level of particulate
contamination of the fluid —
Part 1:
General principles
1 Scope
This part of ISO 21018 specifies methods and techniques that are applicable to the monitoring of particulate
contamination levels in hydraulic systems. It also describes the relative merits of various techniques so that
the correct monitor for a given application can be selected.
The techniques described in this part of ISO 21018 are suitable for monitoring
a) the general cleanliness level in hydraulic systems,
b) the progress in flushing operations,
c) support equipment and test rigs.
This part of ISO 21018 can also be applicable for other liquids (e.g. lubricants, fuels and process liquids).
NOTE Instruments used to monitor particulate contamination are not considered as or claimed to be particle counters,
even if they use the same physical principles as particle counters.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 3722, Hydraulic fluid power — Fluid sample containers — Qualifying and controlling cleaning methods
ISO 4021, Hydraulic fluid power — Particulate contamination analysis — Extraction of fluid samples from lines
of an operating system
ISO 4406:1999, Hydraulic fluid power — Fluids — Method for coding the level of contamination by solid
particles
ISO 5598, Fluid power systems and components — Vocabulary
ISO 11171, Hydraulic fluid power — Calibration of automatic particle counters for liquids
ISO 11500:1997, Hydraulic fluid power — Determination of particulate contamination by automatic counting
using the light extinction principle
ISO 11943, Hydraulic fluid power — On-line automatic particle-counting systems for liquids — Methods of
calibration and validation
ISO 12103-1:1997, Road vehicles — Test dust for filter evaluation — Part 1: Arizona test dust
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ISO 21018-1:2008(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 5598 and the following apply.
3.1
automatic particle counter
APC
instrument that automatically counts and sizes individual particles suspended in a liquid using the light
extinction principle
3.2
coincidence
detection of two or more particles as a single particle
NOTE Adapted from ISO 11500:1997, definition 3.2.
3.3
dynamic range
ratio of the largest and smallest particle size that a sensor can analyse
3.4
filter medium
fabric of the filter that removes and retains particles
3.5
gel
shapeless material that lacks definition and can interfere with the counting or monitoring process
NOTE Gels are usually formed by chemical reaction with the hydraulic liquid.
3.6
in-line analysis
analysis of a fluid sample of the liquid by an instrument that is permanently connected to a working flow line
and where all of the liquid in that line passes through the sensor
3.7
off-line analysis
analysis of a fluid sample by an instrument that is not directly connected to the hydraulic system
3.8
on-line analysis
analysis performed on a fluid supplied directly to the instrument by a continuous line from the hydraulic system
NOTE The instrument can be either permanently connected to the flow line or connected prior to analysis.
3.9
mesh
type of filter medium that is made by weaving strands of wire or material filaments
3.10
particle size
characteristic dimension of a particle that defines the magnitude of the particle in terms of a physically
measurable dimension related to the analysis technique used, such as the longest dimension or the
equivalent spherical diameter and shall be stated in each standard
3.11
pore size
size of hole in the filter medium as stated by the instrument manufacturer
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ISO 21018-1:2008(E)
3.12
qualitative data
data that have less precision or accuracy than quantitative methods and usually gives results in ranges rather
than exact numbers
3.13
quantitative data
data in the form of an exact numerical value of a parameter
3.14
required cleanliness level
RCL
liquid cleanliness level specified for a system or process
3.15
sampler
device for extracting a representative sample from a larger source
3.16
silt
very small particles (< 3 µm in size) that are present in the liquid, often below the minimum detection size of
the technique used
NOTE 1 These can interfere with the effectiveness of the instrument either by obscuring particles or by coincidence
effects.
NOTE 2 They can be small wear particles or products of hydraulic liquid degradation.
3.17
suction (sip) analysis
analysis of a sample drawn by instrument pump from a non-pressurized container and delivered to the
instrument sensor
3.18
ISO codes
code defining the quantity and distribution of solid particles in the fluid used in a given hydraulic fluid power
system, consisting of three numbers separated by a slash
EXAMPLE A code of 22/18/13 signifies that there are more than 20 000 and up to and including 40 000 particles
equal to or larger than 4 µm(c), more than 1 300 and up to and including 2 500 particles equal to or larger than 6 µm(c)
and more than 40 and up to and including 80 particles equal to or larger than 14 µm(c) in 1 ml of a given fluid sample.
See ISO 4406.
4 Health and safety
4.1 General
Operate the instrument in accordance with the manufacturer’s instructions and follow local health and safety
procedures at all times. Personal protective equipment shall be used when required.
4.2 Electric power
Take care when connecting the instrument to an electrical power source and follow the manufacturer's
instructions. Ensure that the correct safety fuse is fitted to electrical equipment.
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ISO 21018-1:2008(E)
4.3 Mechanical fluid power
Instruments shall be connected to pressurized lines in accordance with the instrument manufacturer’s
instructions and in such a manner that the connection is secure and leak free. Any connectors used shall be
suitable for the pressure at the point of sampling.
Ensure that internal pressure has been dissipated before taking off any fittings or closures.
NOTE See Clause 6 for guidance regarding sampling from pressurized lines.
4.4 Process liquids
4.4.1 Volatile liquids
Flammable liquids shall be used
a) in accordance with the relevant material safety data sheet (MSDS),
b) at a temperature below the stated flash point,
c) away from potential sources of ignition.
The transfer of volatile liquids from one container to another container shall be carried out carefully due to the
risk of sparking.
4.4.2 Solvents
Solvents shall be used in well-ventilated areas and the generation of an aerosol mist shall be avoided.
4.4.3 Electrical earthing/grounding
Apparatus used for filtering or dispensing solvents or any volatile flammable liquid shall be electrically earthed
so as to avoid the risk of static discharge near the jet.
4.4.4 Environmental
All liquids and substances shall be disposed of in accordance with local environmental procedures.
Spillage shall be cleaned-up as detailed in the relevant MSDS.
4.4.5 Chemical compatibility
Ensure that all chemicals and fluids used in the various processes are chemically compatible with each other
and with any equipment used.
5 Selection of monitoring technique
5.1 General
The eventual choice of which instrument or technique is chosen depends upon, but is not limited to, the
following aspects:
a) how the instrument is to be used, i.e. the mode of operation;
b) purpose for which the analysis is required;
c) parameter(s) to be measured;
d) properties of the liquid.
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ISO 21018-1:2008(E)
5.2 Selection
Select the monitor by considering the operational parameters detailed in Annexes A and B and choose the
instrument or technique that satisfies the individual requirements for monitoring.
NOTE Clause A.1 explains the modes of operation and analysis and Clause A.2 gives guidance on the various
aspects to consider during selection and includes a selection matrix. Annex B gives a brief explanation of the different
techniques and their advantages and disadvantages.
6 Procedures and precautions
6.1 General
Whichever monitoring or measurement technique is selected, there are a number of precautions that shall be
taken to ensure that valid data are produced and errors are minimized.
This part of ISO 21018 gives general procedures that limit errors. Precautions relating to a specific technique
are given in the relevant part of ISO 21018.
6.2 Obtaining representative samples
6.2.1 Select the sampling position consistent with the reasons for sampling. See ISO 4021.
NOTE 1 The importance of using the correct sampling technique(s) cannot be over-emphasized. The use of equipment
connected to or mounted in or on the active flow line reduces the errors associated with extraneous contamination.
NOTE 2 The particulate contamination added to the sample from the sampling process can be much higher than the
particulate concentration that exists in the liquid of some filtered systems.
The guidelines described in 6.3 to 6.6 are typical good practice for obtaining reliable results and should be
read in conjunction with ISO 4021.
6.2.2 Use sampling valves that conform to ISO 4021.
6.2.3 For general monitoring, take the sample when the system is running and conditions are stable.
NOTE A period of 30 min after start-up is suitable.
6.2.4 For periodic monitoring of a machine or process, take repeat samples from the same place, in the
same manner, when the machine or process is running normally and when operating conditions have
stabilized.
6.3 Off-line sampling
6.3.1 Use sample bottles that have been cleaned and verified in accordance with ISO 3722.
6.3.2 Site the sampling valve consistent with the reason for sampling.
6.3.3 Position the sampling valve in a location where good mixing conditions exist.
6.3.4 Flush the sampling valve and transfer line at a flow rate of at least 2 l/min with a minimum flushing
volume of 500 ml. Use higher flushing volumes (1 l to 3 l) if
a) valves do not conform to the requirements of ISO 4021,
b) long transfer lines are used,
c) the system liquid is clean (i.e. u 14/12/9 in accordance with ISO 4406:1999).
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ISO 21018-1:2008(E)
6.3.5 Take the sample in a manner so as to minimize the ingress of environmental contamination.
6.3.6 Cap the sample immediately after it is taken and label with a unique identification.
6.3.7 Do not take samples from drain valves.
6.4 On-line analysis
6.4.1 Use sampling valves and procedures defined in ISO 4021.
6.4.2 Provide sufficient supply pressure to avoid instrument starvation or cavitation.
6.4.3 Flush the sampling lines with at least 1 l to 2 l of liquid sample after connection and before analysis.
6.4.4 Continue the analysis until the data from two successive samples satisfy one of the following
requirements.
a) The results are within the limits set by the instrument manufacturer.
b) The difference in test results is less than 10 % at the minimum particle size being monitored if the
required output is particle count.
c) The same cleanliness code is recorded.
6.5 In-line analysis
Install the instrument in a location
a) that is exposed to the majority of the flow;
b) where good mixing conditions exist.
6.6 Suction (sip) analysis from reservoirs or containers
6.6.1 Take the sample from a location where the liquid is in motion.
6.6.2 Shake and well mix the contents of static containers before extracting the sample.
NOTE This method is the least-favoured option as the potential for errors and variability is greatest.
If mixing the contents of a bulk container is impractical, a note shall be made in the report.
6.6.3 Clean the area(s) surrounding the location where the sample is taken so that contamination does not
fall into the sample, the container or reservoir.
6.6.4 Flush the sampling system with at least 10 complete volumes (instrument and connecting pipes) of
system liquid.
6.6.5 Continue the analysis until the data from successive samples satisfy one of the following
requirements:
a) The results are within the limits set by the instrument manufacturer.
b) The difference in test results is less than 10 % at the minimum particle size being monitored if the
required output is particle count.
c) The same cleanliness code is recorded.
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ISO 21018-1:2008(E)
6.7 Calibration procedures
Although the principle of calibration might not apply to some techniques, the requirements and principles of
International Standards shall be followed wherever possible. For instance, where the instruments are
automatic they shall be calibrated or checked using the A3 test dust (see ISO 12103-1;1997, Clause 3). In this
way, any differences in the data measured using automatic particle counters (APC) calibrated using either
ISO 11171 or ISO 11943 and data from those monitors calibrated/checked with suspensions of ISO 12013-A3
in oil are minimized.
Microscope-based techniques shall use the longest dimension as the measurement parameter.
6.8 Checking data validity
6.8.1 Develop a means of checking the data to ensure the prompt detection of errors before reporting the
data. Use the procedures detailed below, as appropriate.
6.8.2 For automatic instruments, repeat the analysis until two successive data sets satisfy the following
conditions.
a) The results are within the limits set by the instrument manufacturer.
b) The difference in test results is less than 10 % at the minimum particle size being monitored if the
required output is particle count.
c) The same cleanliness code has been recorded.
6.8.3 Review the test data and confirm that they are of the same order as
a) previous data obtained from the same system or process,
b) previous data obtained from a similar system(s) using the same filtration level.
6.8.4 For off-line instruments where the sample is collected in a sample bottle, examine the sample for
conditions that can interfere with the effectiveness of the instrument. Examples are given in a) to d) following:
a) The presence of large particles that can block small passageways, orifices or the sensor in the instrument.
The presence of large particles can also indicate the presence of high numbers of smaller particles.
b) Test-liquid cloudiness, which can indicate the presence of another liquid such as water in oil, oil in water-
based liquids, mixtures of liquids, etc., and which can interfere with instruments using the transmission of
light to detect particles.
c) A clear but dark appearance in a test liquid often indicates the presence of finely divided particles (e.g.
wear debris or oxidation products). The presence of finely divided particles in the test liquid can interfere
with the effectiveness of the test instrument due to coincidence effects.
d) The presence of air bubbles in the test liquid interferes with the passage of light. Remove air bubbles
before any analysis is performed.
6.9 Training
Train operators both in the technique and in the specific instrument used. Operator training shall be
competence-based (where applicable).
NOTE The importance of proper and comprehensive training in both instrument use and the technique employed
cannot be overstated as it is only with knowledge and experience that errors can be recognized and minimized.
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ISO 21018-1:2008(E)
Develop a training program that includes, but is not limited to
a) an explanation of the principles of the technique to be used, giving the advantages and disadvantages,
b) an explanation of the main features of the instrument,
c) training in the use of the instrument especially when dealing with samples that can give rise to difficulties,
d) basic problem solving.
It is recommended that users maintain operator training records.
6.10 Controlling the precision of the technique
6.10.1 Develop procedures to evaluate the competence of operators involved with using a technique where
the results obtained are dependant upon operator competence.
6.10.2 Keep records to evaluate the level of reproducibility of the technique and whether operators are
consistent. Retrain operators if there is a significant departure from the normal level of variability.
7 Test report
Report the results obtained from sample analysis and include the following as a minimum:
a) sample designation;
b) date of analysis;
c) instrument designation;
d) mode of analysis used;
e) analysis results and, if applicable, any action required;
f) any comments relating to the sample or results.
8 © ISO 2008 – All rights reserved
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ISO 21018-1:2008(E)
Annex A
(informative)
Summary of various technique attributes
A.1 Modes of sampling and analysis
A.1.1 General
There are four methods (key items 4, 5, 6 and 7) of sampling and analysing liquid samples as shown
diagrammatically in Figure A.1 and described in A.1.2 to A.1.5.
a) In-line, on-line and off-line sampling/analysis
b) Suction (sip) analysis
Key
1 sampling valve 6 off-line sampling
2 sample bottle 7 suction (sip) analysis
a
3 reservoir or container Flow direction.
b
4 in-line analy
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 21018-1
Première édition
2008-04-15
Transmissions hydrauliques —
Surveillance du niveau de pollution
particulaire des fluides —
Partie 1:
Principes généraux
Hydraulic fluid power — Monitoring the level of particulate
contamination of the fluid —
Part 1: General principles
Numéro de référence
ISO 21018-1:2008(F)
©
ISO 2008
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ISO 21018-1:2008(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2008 – Tous droits réservés
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ISO 21018-1:2008(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 2
4 Hygiène et sécurité. 4
4.1 Généralités . 4
4.2 Énergie électrique. 4
4.3 Énergie mécanique hydraulique . 4
4.4 Fluides de procédé . 4
5 Choix de la technique de suivi . 5
5.1 Généralités . 5
5.2 Sélection . 5
6 Modes opératoires et mesures de prévention . 5
6.1 Généralités . 5
6.2 Obtention d'échantillons représentatifs. 5
6.3 Échantillonnage en laboratoire . 6
6.4 Analyse en ligne. 6
6.5 Analyse directe . 7
6.6 Analyse par aspiration ou échantillonnage de réservoirs ou de conteneurs . 7
6.7 Mode opératoire d'étalonnage. 7
6.8 Vérification de la validité des données. 7
6.9 Formation . 8
6.10 Contrôle de la fidélité de la technique. 9
7 Rapport d'essai . 9
Annexe A (informative) Récapitulatif des propriétés des diverses techniques. 10
Annexe B (informative) Description et biens-fondés relatifs aux différentes techniques de suivi
des niveaux de pollution. 16
Bibliographie . 26
© ISO 2008 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 21018-1:2008(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 2.
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 du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 21018-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 131, Transmissions hydrauliques et
pneumatiques, sous-comité SC 6, Contrôle de la contamination.
L'ISO 21018 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Transmissions hydrauliques —
Surveillance du niveau de pollution particulaire des fluides:
⎯ Partie 1: Principes généraux
⎯ Partie 3: Technique de colmatage de filtre
Une partie 2 traitant des procédures de calibration et de la vérification pour la surveillance de contamination
de champ et une partie 4 traitant de l'utilisation de la technique de l'extinction de lumière sont en cours de
développement.
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ISO 21018-1:2008(F)
Introduction
Dans les systèmes de transmissions hydrauliques, l'énergie est transmise par l'intermédiaire d'un liquide sous
pression circulant en circuit fermé. Le liquide sert à la fois de lubrifiant et de moyen de transmission. La
présence de particules solides polluantes dans le liquide affecte les qualités lubrifiantes du fluide hydraulique
et entraîne une usure des composants. Le degré de cette forme de pollution du fluide a une incidence directe
sur le fonctionnement et la fiabilité du système et doit être maintenu à des niveaux jugés appropriés pour le
système concerné. Les filtres hydrauliques servent à contrôler le niveau de pollution à un niveau approprié à
la fois à la sensibilité du système à la pollution et au niveau de fiabilité requis par l'utilisateur.
Les opérateurs d'équipements hydrauliques définissent de manière progressive des niveaux de concentration
particulaire maximale pour les composants, les systèmes et les procédés, au-delà desquels des actions
correctives sont entreprises pour normaliser les niveaux. Ces niveaux sont souvent désignés par l'expression
«niveau de propreté spécifié (NPS)». Le niveau de propreté est obtenu par échantillonnage du fluide
hydraulique et par mesurage du niveau de pollution. Si le niveau de pollution est supérieur au NPS, des
actions correctives se révèlent alors nécessaires pour rétablir la situation. Pour éviter d'entreprendre des
actions inutiles, qui peuvent souvent se révéler onéreuses, l'échantillonnage et le mesurage du niveau de
pollution particulaire doivent être réalisés avec une grande précision.
Bien qu'il existe une gamme complète d'équipements de mesure, les instruments utilisés sont généralement
des instruments de laboratoire. Cela nécessite bien souvent d'utiliser les équipements dans un environnement
spécial par des laboratoires spécialisés et retarde de ce fait la transmission du résultat d'essai à l'utilisateur.
Pour compenser ces inconvénients, les instruments font l'objet d'un développement continu afin de déterminer
le niveau de pollution particulaire soit en utilisant des équipements qui peuvent être manipulés au poste de
travail ou à proximité de ce dernier ou directement au moyen de techniques en ligne ou directes. Dans le cas
des équipements manipulés au poste de travail, une traçabilité directe conforme aux étalons de mesure
nationaux peut n'être ni appropriée, ni pertinente et les instruments servent à surveiller le niveau général de
pollution particulaire ou à informer l'utilisateur d'un changement significatif de niveau. Lorsqu'un changement
significatif du niveau de pollution particulaire est détecté, une méthode de comptage des particules agréée
permet généralement de qualifier le niveau réel. En outre, ces détecteurs peuvent avoir des circuits plus
simplifiés que ceux des unités de laboratoire similaires, ce qui signifie qu'ils ne sont pas très précis.
Par ailleurs, certains instruments sont conçus pour fonctionner selon le principe du «tout ou rien» et leur
capacité à évaluer rapidement le niveau de propreté a contribué à développer leur utilisation tant dans
l'industrie des transmissions hydrauliques que dans les autres secteurs industriels. Malheureusement pour
ces machines, l'absence d'une méthode normalisée pour leur utilisation, leur réétalonnage (le cas échéant) et
la vérification de la validité des résultats obtenus, signifie que le niveau de variabilité des données de mesure
est plus élevé que souhaité.
La présente Norme internationale a été élaborée pour fournir des modes opératoires uniformes et cohérents
destinés aux instruments utilisés pour surveiller les niveaux de pollution des systèmes hydrauliques,
notamment ceux pour lesquels une traçabilité directe conforme aux étalons de mesure nationaux n'est ni
possible ni applicable.
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NORME INTERNATIONALE ISO 21018-1:2008(F)
Transmissions hydrauliques — Surveillance du niveau de
pollution particulaire des fluides —
Partie 1:
Principes généraux
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 21018 spécifie les méthodes et les techniques applicables à la surveillance des
niveaux de pollution particulaire des systèmes hydrauliques. Elle décrit aussi le bien-fondé des différentes
techniques afin de pouvoir choisir le détecteur qui convient à une application donnée.
Les techniques décrites dans la présente partie de l'ISO 21018 permettent de surveiller
a) le niveau de propreté général des systèmes hydrauliques,
b) l'évolution des opérations de rinçage,
c) les matériels auxiliaires et les montages d'essai.
La présente partie de l'ISO 21018 peut aussi être appliquée à d'autres fluides (par exemple les lubrifiants, les
carburants et les fluides de procédé).
NOTE Bien que les instruments utilisés pour surveiller la pollution particulaire fonctionnent suivant les mêmes
principes physiques que les compteurs de particules, ils ne sont pas considérés comme des compteurs de particule ni
revendiqués appartenir à ce groupe.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 3722, Transmissions hydrauliques — Flacons de prélèvement — Homologation et contrôle des méthodes
de nettoyage
ISO 4021, Transmissions hydrauliques — Analyse de la pollution par particules — Prélèvement des
échantillons de fluide dans les circuits en fonctionnement
ISO 4406:1999, Transmissions hydrauliques — Fluides — Méthode de codification du niveau de pollution
particulaire solide
ISO 5598, Transmissions hydrauliques et pneumatiques — Vocabulaire
ISO 11171, Transmissions hydrauliques — Étalonnage des compteurs automatiques de particules en
suspension dans les liquides
ISO 11500:1997, Transmissions hydrauliques — Détermination de la pollution particulaire par comptage
automatique à absorption de lumière
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ISO 21018-1:2008(F)
ISO 11943, Transmissions hydrauliques — Systèmes de comptage automatique en ligne de particules en
suspension dans les liquides — Méthode d'étalonnage et de validation
ISO 12103-1:1997, Véhicules routiers — Poussière pour l'essai des filtres — Partie 1: Poussière d'essai
d'Arizona
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 5598 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1
compteur automatique de particules
CAP
instrument qui compte automatiquement et qui mesure les particules individuelles en suspension dans un
liquide en utilisant le principe d'absorption de la lumière
3.2
coïncidence
présence simultanée de plus d'une particule dans la zone de détection
NOTE Adapté de l'ISO 11500:1997, définition 3.2.
3.3
gamme dynamique
rapport de la plus grande taille de particules à la plus petite taille de particules pouvant être analysées par un
capteur
3.4
milieu filtrant
toile du filtre qui élimine et retient les particules
3.5
gel
matière sans forme et non définie susceptible d'interférer sur le procédé de comptage ou de surveillance
NOTE Le gel est généralement le résultat d'une réaction chimique avec le fluide hydraulique.
3.6
analyse directe
analyse d'un échantillon de fluide réalisée à l'aide d'un instrument qui est relié de manière permanente à la
tuyauterie d'écoulement et où toute la quantité de fluide contenue dans ladite tuyauterie traverse le capteur
3.7
analyse en laboratoire
analyse d'un échantillon du fluide réalisée à l'aide d'un instrument qui n'est pas directement relié à un système
hydraulique
3.8
analyse en ligne
analyse réalisée sur un fluide par un instrument directement relié au système hydraulique via une tuyauterie
d'écoulement
NOTE L'instrument peut être soit relié de façon permanente à la tuyauterie d'écoulement, soit juste préalablement à
l'analyse.
3.9
maille
type de milieu filtrant, réalisé par tissage de torons de fils ou de fibres
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ISO 21018-1:2008(F)
3.10
taille des particules
dimensions caractéristiques d'une particule qui définissent l'importance de la particule en termes de
dimension mesurable physique relative à la technique d'analyse utilisée, telle que la plus grande dimension
ou le diamètre sphérique équivalent et qui doivent être indiquées dans chaque norme
3.11
taille des pores
dimension de l'orifice pratiqué dans le milieu filtrant indiquée par le fabricant de l'instrument
3.12
données qualitatives
données dont la précision ou l'exactitude est moindre par rapport aux méthodes quantitatives et qui
présentent généralement des résultats par gammes plutôt que des nombres exacts
3.13
données quantitatives
données d'un paramètre sous forme d'une valeur numérique exacte
3.14
niveau de propreté spécifié
NPS
niveau de propreté du fluide spécifié pour un système ou un procédé
3.15
passeur d'échantillons
dispositif permettant de prélever un échantillon représentatif d'une source plus importante
3.16
boue
particules de très petite dimension (< 3 µm) présentes dans le fluide, dont la quantité est souvent inférieure à
la taille de détection minimale de la technique utilisée
NOTE 1 Ces particules peuvent affecter l'efficacité de l'instrument soit par un obscurcissement des particules, soit en
raison des effets de coïncidence.
NOTE 2 Il peut s'agir de particules ou de produits d'usure de petite dimension dus à la dégradation du fluide
hydraulique.
3.17
analyse par aspiration ou échantillonnage
analyse d'un échantillon aspiré d'un conteneur non pressurisé par la pompe de l'instrument de mesure et
transféré au capteur
3.18
code ISO
code pour définir la quantité et la distribution de particules solides se trouvant dans les fluides utilisés dans un
système donné de transmission hydraulique, consistant en trois numéros séparés par un trait oblique
EXEMPLE Un nombre code de 22/18/13 signifie qu'il y a plus de 20 000 et jusqu'à et y compris 40 000 particules de
taille égale ou supérieure à 4 µm(c), plus de 1 300 et jusqu'à et y compris 2 500 particules de taille égale ou supérieure à
6 µm(c), et plus de 40 et jusqu'à et y compris 80 particules de taille égale ou supérieure à 14 µm(c) dans 1 ml d'un fluide
échantillon donné.
Voir l'ISO 4406.
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ISO 21018-1:2008(F)
4 Hygiène et sécurité
4.1 Généralités
Les modes opératoires d'hygiène et de sécurité locaux doivent être suivis de façon permanente et l'instrument
doit être utilisé conformément aux instructions du fabricant. Des équipements de protection individuelle
doivent être utilisés si nécessaire.
4.2 Énergie électrique
L'instrument, lorsqu'il est alimenté par énergie électrique, doit être utilisé avec la plus grande attention et
conformément aux instructions du fabricant. S'assurer que le fusible de sécurité approprié est raccordé à
l'équipement électrique.
4.3 Énergie mécanique hydraulique
Les instruments en ligne doivent être reliés à des systèmes haute pression conformément aux instructions du
fabricant, de sorte que la connexion soit sécurisée et étanche. Tous les raccords utilisés doivent correspondre
à la pression au point d'échantillonnage.
S'assurer de la dissipation effective de la pression interne avant de retirer les raccords ou les plaques
d'obturation.
NOTE Voir l'Article 6 pour les recommandations concernant l'échantillonnage des circuits sous pression.
4.4 Fluides de procédé
4.4.1 Fluides volatils
Les liquides inflammables doivent être utilisés
a) conformément à la fiche signalétique (FS) appropriée,
b) à une température inférieure au point d'éclair annoncé,
c) à une distance suffisante des sources d'inflammation potentielles.
Le transfert de liquides volatils d'un conteneur à un autre doit faire l'objet de la plus grande attention dans la
mesure où il peut entraîner la formation d'étincelles.
4.4.2 Solvants
Les solvants doivent être utilisés dans des zones correctement ventilées et la production de brouillard
d'aérosols doit être évitée.
4.4.3 Mise à la terre/masse électrique
Tout appareillage utilisé pour filtrer ou délivrer des solvants ou tout liquide inflammable volatil doit être mis à la
terre afin d'éviter tout risque de décharge d'électricité statique à proximité du jet.
4.4.4 Respect de l'environnement
Tous les fluides et toute les substances doivent être éliminés conformément aux modes opératoires locaux en
matière de respect de l'environnement.
Tout déversement doit être nettoyé tel que détaillé dans la fiche signalétique appropriée.
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ISO 21018-1:2008(F)
4.4.5 Compatibilité chimique
S'assurer que tous les produits chimiques et tous les fluides utilisés dans les divers procédés sont
chimiquement compatibles les uns avec les autres et avec tout équipement utilisé.
5 Choix de la technique de suivi
5.1 Généralités
Le choix définitif de l'instrument ou de la technique à utiliser dépend, sans toutefois s'y limiter, de la prise en
considération des éléments suivants:
a) la méthode d'utilisation à appliquer, c'est-à-dire le mode de fonctionnement;
b) l'objet de l'analyse;
c) le(s) paramètre(s) à mesurer;
d) les caractéristiques du fluide.
5.2 Sélection
Sélectionner le détecteur en prenant en considération les paramètres opérationnels détaillés dans les
Annexes A et B, et choisir l'instrument ou la technique qui satisfait aux exigences individuelles de suivi.
NOTE L'Article A.1 explique les modes d'échantillonnage et d'analyse; l'Article A.2 donne des lignes directrices
concernant les divers aspects à considérer lors du choix et inclut une matrice de sélection. L'Annexe B donne une
explication succincte des différentes techniques ainsi que leurs avantages et inconvénients.
6 Modes opératoires et mesures de prévention
6.1 Généralités
Quelle que soit la technique de suivi ou de mesure choisie, un certain nombre de mesures de prévention
doivent être prises afin de s'assurer de l'obtention de données cohérentes tout en minimisant les erreurs
éventuelles.
La présente partie de l'ISO 21018 fournit des modes opératoires généraux permettant de limiter les erreurs.
Des mesures de prévention relatives à une technique spécifique sont données dans la partie applicable de
l'ISO 21018.
6.2 Obtention d'échantillons représentatifs
6.2.1 Choisir le point d'échantillonnage en tenant compte du motif de l'échantillonnage conformément à
l'ISO 4021.
NOTE 1 L'importance de l'utilisation de la ou des techniques d'échantillonnage appropriées ne peut être surestimée.
L'utilisation d'équipements reliés ou montés dans ou sur la tuyauterie d'écoulement en service permet de réduire les
erreurs associées à la pollution par des corps étrangers.
NOTE 2 Le niveau de pollution particulaire ajouté à l'échantillon prélevé peut être bien supérieur à celui du fluide de
certains systèmes filtrés.
Les directives décrites de 6.3 à 6.6 représentent des bonnes pratiques types permettant d'obtenir des
résultats fiables et dont il convient de prendre connaissance conjointement à l'ISO 4021.
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ISO 21018-1:2008(F)
6.2.2 Utiliser des prises de prélèvement conformes à l'ISO 4021.
6.2.3 Pour un suivi général, prélever l'échantillon lorsque le système fonctionne et que les conditions sont
stables.
NOTE Un délai de 30 min après le démarrage de l'équipement hydraulique est souhaitable.
6.2.4 Lorsqu'une machine ou un procédé fait l'objet d'un suivi périodique, il est important que le point de
prélèvement des nouveaux échantillons soit identique, le prélèvement s'effectuant dans les mêmes conditions,
lorsque la machine ou le procédé fonctionne normalement et lorsque les conditions d'utilisation se sont
stabilisées.
6.3 Échantillonnage en laboratoire
6.3.1 Utiliser des flacons de prélèvement ayant été nettoyés et vérifiés conformément à l'ISO 3722.
6.3.2 Placer la prise de prélèvement en tenant compte du motif de l'échantillonnage.
6.3.3 Positionner la prise de prélèvement en un point où prévalent de bonnes conditions
d'homogénéisation.
6.3.4 Rincer les prises et les conduites de transfert à un débit d'au moins 2 l/min avec un volume minimal
de liquide de rinçage de 500 ml. Utiliser des volumes de rinçage plus importants (par exemple 1 l à 3 l) si
a) les prises ne satisfont pas aux exigences de l'ISO 4021,
b) des conduites de transfert de grande longueur sont utilisées,
c) le fluide du système est transparent (c'est-à-dire u 14/12/9 conformément à l'ISO 4406:1999).
6.3.5 Prélever l'échantillon de manière à réduire au minimum l'introduction de pollution environnante.
6.3.6 Apposer un bouchon et une étiquette d'identification unique sur l'échantillon immédiatement après
qu'il a été prélevé.
6.3.7 Ne pas prélever d'échantillons sur les vannes de purge.
6.4 Analyse en ligne
6.4.1 Utiliser les prises de prélèvement et les modes opératoires d'échantillonnage définis dans l'ISO 4021.
6.4.2 Assurer une pression d'alimentation suffisante pour éviter toute neutralisation ou cavitation des
instruments.
6.4.3 Rincer les conduites d'échantillonnage avec au moins 1 l à 2 l d'échantillon liquide après
raccordement et avant analyse.
6.4.4 Poursuivre l'analyse jusqu'à ce que les données de deux échantillons successifs satisfassent l'une
des exigences suivantes:
a) les résultats se situent dans les limites établies par le fabricant des instruments;
b) la différence constatée au niveau des résultats d'essai est inférieure à 10 % pour la taille de particule
minimale contrôlée si le résultat requis est le comptage des particules;
c) lorsque le même code de propreté a été consigné.
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ISO 21018-1:2008(F)
6.5 Analyse directe
Installer l'instrument en un point où
a) s'écoule la plus grande partie du débit,
b) prévalent de bonnes conditions d'homogénéisation.
6.6 Analyse par aspiration ou échantillonnage de réservoirs ou de conteneurs
6.6.1 Prélever l'échantillon en un point où le fluide est en mouvement.
6.6.2 Dans le cas d'échantillons statiques prélevés sur des conteneurs, bien homogénéiser le contenu de
ces derniers avant de prélever l'échantillon.
NOTE Ce mode de prélèvement constitue l'option la moins favorable dans la mesure où elle présente le plus grand
potentiel d'erreurs et de variabilité.
Lorsque la pratique ne permet pas d'homogénéiser le contenu d'un conteneur en vrac, une note doit figurer
dans le rapport.
6.6.3 La ou les surfaces autour du point de prélèvement de l'échantillon doivent être exemptes de tout
agent polluant susceptible de tomber dans l'échantillon, le conteneur ou le réservoir.
6.6.4 Bien rincer le système d'échantillonnage avec au moins 10 volumes complets de liquide du système
(instrument et tubes de raccordement).
6.6.5 Poursuivre l'analyse jusqu'à ce que les données d'échantillons successifs satisfassent l'une des
exigences suivantes:
a) les résultats se situent dans les limites établies par le fabricant des instruments;
b) la différence constatée au niveau des résultats d'essai est inférieure à 10 % pour la taille de particule
minimale contrôlée si le résultat requis est le comptage des particules;
c) lorsque le même code de propreté a été consigné.
6.7 Mode opératoire d'étalonnage
Bien que le principe d'étalonnage puisse ne pas s'appliquer à certaines techniques, les exigences et les
principes des Normes internationales doivent être observés dans la mesure du possible. Par exemple lorsque
le fonctionnement des instruments utilisés est automatique, ils doivent être étalonnés ou vérifiés à l'aide de la
poussière d'essai désignée ISO 12103-A3 (voir l'ISO 12103-1:1997, Article 3). Ainsi, les différences
constatées au niveau des données d'évaluation entre les compteurs de particules automatiques (CPA)
étalonnés conformément à l'ISO 11171 ou à l'ISO 11943 et les compteurs de particules étalonnés/vérifiés à
l'aide de suspensions désignées ISO 12103-A3, dans de l'huile, sont réduites au minimum.
Les techniques qui utilisent un microscope doivent considérer la plus grande dimension comme étant le
paramètre de mesure.
6.8 Vérification de la validité des données
6.8.1 Élaborer un moyen de vérification des données pour assurer la détection rapide des erreurs avant de
consigner les données. Utiliser les modes opératoires ci-dessous selon le cas.
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ISO 21018-1:2008(F)
6.8.2 Dans le cas d'instruments automatiques, répé
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.