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

Status
Published
Publication Date
15-Apr-2008
Current Stage
9092 - International Standard to be revised
Start Date
21-Jul-2015
Completion Date
26-Oct-2021
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ISO 21018-1:2008 - Hydraulic fluid power -- Monitoring the level of particulate contamination of the fluid
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ISO 21018-1:2008 - Transmissions hydrauliques -- Surveillance du niveau de pollution particulaire des fluides
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Standards Content (sample)

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
ii © ISO 2008 – All rights reserved
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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

© ISO 2008 – All rights reserved iii
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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.
iv © ISO 2008 – All rights reserved
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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.

© ISO 2008 – All rights reserved v
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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

© ISO 2008 – All rights reserved 1
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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
2 © ISO 2008 – All rights reserved
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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.

© ISO 2008 – All rights reserved 3
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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.
4 © ISO 2008 – All rights reserved
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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).
© ISO 2008 – All rights reserved 5
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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.
6 © ISO 2008 – All rights reserved
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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.

© ISO 2008 – All rights reserved 7
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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
---------------------- Page: 13 ----------------------
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
3 reservoir or container Flow direction.
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
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 21018-1:2008(F)
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ii © ISO 2008 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
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

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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.
iv © ISO 2008 – Tous droits réservés
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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
2 © ISO 2008 – Tous droits réservés
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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.

4 © ISO 2008 – Tous droits réservés
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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.
6 © ISO 2008 – Tous droits réservés
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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
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Questions, Comments and Discussion

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