ISO 7866:2012
(Main)Gas cylinders — Refillable seamless aluminium alloy gas cylinders — Design, construction and testing
Gas cylinders — Refillable seamless aluminium alloy gas cylinders — Design, construction and testing
ISO 7866:2012 specifies minimum requirements for the material, design, construction and workmanship, manufacturing processes and tests at time of manufacture of refillable seamless aluminium alloy gas cylinders of water capacities up to and including 150 litres for compressed, liquefied and dissolved gases for worldwide use (normally up to +65 °C).
Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz sans soudure en alliage d'aluminium destinées à être rechargées — Conception, construction et essais
L'ISO 7866:2012 spécifie les exigences minimales relatives au matériau, à la conception, à la construction et à l'exécution, aux modes de fabrication et aux essais au moment de la fabrication des bouteilles à gaz rechargeables sans soudure, en alliage d'aluminium, d'une contenance en eau inférieure ou égale à 150 litres, pour gaz comprimés, liquéfiés ou dissous, pour usage international (normalement jusqu'à + 65 °C).
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 7866
Second edition
2012-09-01
Gas cylinders — Refillable seamless
aluminium alloy gas cylinders — Design,
construction and testing
Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz sans soudure en alliage
d'aluminium destinées à être rechargées — Conception, construction et
essais
Reference number
ISO 7866:2012(E)
©
ISO 2012
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ISO 7866:2012(E)
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ISO 7866:2012(E)
Contents Page
Foreword . v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols . 2
5 Inspection and testing . 4
6 Materials . 4
6.1 General requirements . 4
6.2 Thermal treatments . 5
6.3 Test requirements . 6
6.4 Failure to meet test requirements . 6
7 Design . 7
7.1 General requirements . 7
7.2 Calculation of cylindrical shell thickness . 7
7.3 Design of ends (heads and bases) . 7
7.4 Neck design . 8
7.5 Foot rings . 11
7.6 Neck rings . 11
7.7 Design drawing . 11
7.8 High-strength and/or low-elongation gas cylinder designs . 11
8 Construction and workmanship . 11
8.1 General . 11
8.2 End forming . 11
8.3 Wall thickness . 12
8.4 Surface imperfections and defects . 12
8.5 Neck threads . 12
8.6 Out-of-roundness . 12
8.7 Exposure to heat . 13
8.8 Straightness . 13
8.9 Mean diameter . 13
9 Type approval procedure. 13
9.1 General requirements . 13
9.2 Prototype tests . 14
9.3 Type approval certificate . 15
10 Batch tests . 15
10.1 General requirements . 15
10.2 Tensile test . 17
10.3 Bend test and flattening test . 18
10.4 Hydraulic burst test . 19
10.5 Test requirements for high-strength and/or low-elongation gas cylinder designs . 21
11 Gas cylinder tests and examinations . 22
11.1 General . 22
11.2 Hydraulic test . 22
11.3 Hardness test . 23
11.4 Leakage testing . 23
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ISO 7866:2012(E)
11.5 Examination for neck folds .23
11.6 Marking verification .23
11.7 Aluminium alloy gas cylinder surface features at time of manufacture .23
12 Certification .24
13 Marking .25
Annex A (normative) Corrosion tests .26
Annex B (normative) Test method to determine the sustained-load cracking resistance
of aluminium alloy gas cylinders .36
Annex C (informative) Typical type approval certificate .43
Annex D (informative) Acceptance certificate .44
Annex E (normative) Specific requirements for gas cylinders made of high-strength and/or low-
elongation aluminium alloy .46
Annex F (informative) Description and evaluation of manufacturing surface imperfections
and conditions for rejection of seamless aluminium alloy gas cylinders at time of product
acceptance .52
Annex G (normative) Batch size .59
Annex H (normative) Specific provisions for acetylene cylinder shells .60
Bibliography .61
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ISO 7866:2012(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 7866 was prepared by Technical Committee ISO/TC 58, Gas cylinders, Subcommittee SC 3, and by
Technical Committee CEN/TC 23, Transportable gas cylinders in collaboration.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 7866:1999), which has been technically
revised.
The following significant technical changes have been carried out:
a new subclause (11.7) has been added to address unacceptable manufacturing defects and
unacceptable surface features at the time of manufacture and changes have been made to other
subclauses to compliment the new subclause;
terms and definitions and the symbols have been revised;
terminology changes included: “stress” changed to “strength”;
various editorial errors were corrected;
equipment calibration requirements were added;
defining "defect" as a feature caused by the manufacturing/manufacturer; and
defining "imperfection" as damage or feature not caused by manufacturing/manufacturer.
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ISO 7866:2012(E)
Introduction
The purpose of this International Standard is to provide a specification for the design, manufacture, inspection
and testing of a seamless aluminium alloy gas cylinder for worldwide usage. The objective is to balance
design and economic efficiency against international acceptance and universal utility.
This International Standard aims to eliminate the concern about climate, duplicate inspections and restrictions
currently existing because of lack of definitive International Standards. This International Standard should not
be construed as reflecting on the suitability of the practice of any nation or region.
Following publication, this International Standard will be submitted for reference in the UN Recommendations
on the Transport of Dangerous Goods – Model Regulations.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 7866:2012(E)
Gas cylinders — Refillable seamless aluminium alloy gas
cylinders — Design, construction and testing
1 Scope
This International Standard specifies minimum requirements for the material, design, construction and
workmanship, manufacturing processes and tests at time of manufacture of refillable seamless aluminium
alloy gas cylinders of water capacities up to and including 150 litres for compressed, liquefied and dissolved
gases for worldwide use (normally up to 65 °C).
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 6506-1, Metallic materials — Brinell hardness test — Part 1: Test method
ISO 6508-1, Metallic materials — Rockwell hardness test — Part 1: Test method (scales A, B, C, D, E, F, G,
H, K, N, T)
ISO 6892-1, Metallic materials — Tensile testing — Part 1: Method of test at room temperature
ISO 7438, Metallic materials — Bend test
ISO 7539-6:2011, Corrosion of metals and alloys — Stress corrosion testing — Part 6: Preparation and use of
pre-cracked specimens for tests under constant load or constant displacement
ISO 10461, Gas cylinders — Seamless aluminium-alloy gas cylinders — Periodic inspection and testing
ISO 11117, Gas cylinders — Valve protection caps and valve guards — Design, construction and tests
ISO 13341, Gas cylinders — Fitting of valves to gas cylinders
ISO 13769, Gas cylinders — Stamp marking
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
artificial ageing
heat treatment process in which the solute phase is precipitated to give an increased yield strength and tensile
strength
3.2
bar·litres
product of the test pressure (in bars) and the water capacity (in litres)
© ISO 2012 – All rights reserved 1
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ISO 7866:2012(E)
3.3
batch
quantity of gas cylinders, plus gas cylinders for destructive testing, of the same nominal diameter, wall
thickness, length and design, made successively from the same cast of aluminium alloy and subjected to the
same heat treatment on the same equipment for the same duration of time
NOTE See Table G.1 for batch size requirements.
3.4
design stress factor (variable)
F
ratio of equivalent wall stress at test pressure, p , to the guaranteed minimum yield strength, R
h eg
3.5
IAA
registration record of international alloy designations and chemical composition limits for wrought aluminium
1)
and wrought aluminium alloys as published by the Aluminum Association
NOTE Such aluminium alloys are designated by the prefix “AA”.
3.6
mass of a gas cylinder
combined mass of the gas cylinder and all permanently attached parts (e.g. foot ring, neck ring), but without
the valve
NOTE Mass is expressed in kilograms.
3.7
quenching
controlled rapid cooling in a suitable medium to retain the solute phase in solid solution
3.8
solution heat treatment
thermal treatment which consists of heating products to a suitable temperature and holding them at that
temperature long enough to allow constituents to enter into solid solution
3.9
stabilizing heat treatment
non-ageing heat treatment applied to 5 000-series aluminium alloys in order to minimize changes in
mechanical properties and structure under service conditions
3.10
yield strength
value corresponding to the 0,2 % proof strength (0,2% non-proportional elongation), R , for aluminium
p0,2
alloys
4 Symbols
a calculated minimum wall thickness, in millimetres, of the cylindrical shell (see Figure 1)
a′ guaranteed minimum wall thickness, in millimetres, of the cylindrical shell
A percentage elongation after fracture
b guaranteed minimum thickness, in millimetres, at the centre of a convex base (see Figure 1)
1) Aluminum Association Inc., 900, 19th Street N.W., Washington D.C., 20006-2168, USA.
2 © ISO 2012 – All rights reserved
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ISO 7866:2012(E)
d’ positive circular development of fracture
d’’ negative circular development of fracture
D nominal outside diameter, in millimetres, of the cylinder (see Figure 1 and Figure 2)
D nominal outside diameter, in millimeters, of the cylinder neck (see Figure 2)”.
1
D diameter, in millimetres, of the bend test former (see Figure 5)
f
E modulus of elasticity
F design stress factor (variable) (see 3.4)
H outside height, in millimetres, of the domed part (convex head or base end) (see Figure 1)
L′ length of short branch of fracture, in millimeters
L′′ length of long branch of fracture, in millimeters
L original gauge length, in millimetres, as defined in ISO 6892-1 (see Figure 4)
o
n ratio of the diameter of the bend test former to the actual thickness of the test specimen, t
p actual burst pressure, in bars above atmospheric pressure
b
p failure pressure, in bars
f
p hydraulic test pressure, in bars above atmospheric pressure
h
p upper cycling pressure, in bars
u
p observed pressure when gas cylinder starts yielding during hydraulic bursting test, in bars above
y
atmospheric pressure
r inside knuckle radius, in millimetres (see Figure 1)
r tip radius, in millimeters
c
r inside crown radius, in millimetres (see Figure 1)
i
R maximum stress value, in MPa
R actual value of the yield strength, in megapascals, as determined by the tensile test specified in 10.2
ea
for the finished gas cylinder
R minimum guaranteed value of the yield strength (see 3.10), in megapascals, for the finished gas
eg
cylinder
R actual value of the tensile strength, in megapascals, as determined by the tensile test specified in
ma
10.2 for the finished gas cylinder
R minimum guaranteed value of the tensile strength, in megapascals, for the finished gas cylinder
mg
R 0,2 % proof strength (0,2% non-proportional elongation), for aluminium alloys
p0,2
S original cross-sectional area, in square millimetres, of the tensile test specimen in accordance with
o
ISO 6892-1
t actual wall thickness, in millimetres, of the test specimen
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ISO 7866:2012(E)
t average cylinder wall thickness, in millimetres, in the position of testing during the flattening test
m
T titre of hydrogen peroxide in g per litre
u ratio of distance between knife edges at the end of test to the average cylinder wall thickness
w width, in millimetres, of the narrow, parallel-sided section of a tensile test specimen (see Figure 4)
z correction factor
5 Inspection and testing
NOTE Evaluation of conformity can be performed in accordance with the regulations recognized by the country(ies)
where the gas cylinders are intended to be used.
To ensure that the gas cylinders conform to this International Standard, they shall be subjected to inspection
and testing in accordance with Clauses 9, 10 and 11 by an inspection body, hereafter referred to as the
“Inspection Body”, authorized to do so.
Equipment used for measurement, testing and examination during production shall be maintained and
calibrated within a documented quality managment system.
6 Materials
6.1 General requirements
6.1.1 Aluminium alloys and their chemical composition limits shall be as specified in Table 1. Other
aluminium alloys may be used to produce gas cylinders provided they satisfy all the requirements of this
International Standard and are approved by the relevant authority for cylinder use.
6.1.2 The gas cylinder manufacturer shall identify the gas cylinders with the particular casts of the alloy
from which they are made, and shall obtain and provide certificates of the analysis of the casts used. If check
analysis is required, they shall be carried out either on test specimens taken from material in the form supplied
by the producer of the aluminium alloy or from finished gas cylinders.
6.1.3 Some aluminium alloys are not compatible with certain gases and gas mixtures, e.g. corrosive gases
(see ISO 11114-1). The manufacturer shall use materials compatible with the intended gas service when the
purchaser indicates the intended gas.
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ISO 7866:2012(E)
Table 1 — Chemical composition of materials
Chemical composition (% by mass) Others
Type of alloy
(IAA registered AA
Si Fe Cu Mn Mg Cr Ni Zn Ti Zr Pb Al
designation)
min. 0,7 — — 0,40 0,40 — — — — — — — —
6351A Remainder
max. 1,3 0,50 0,10 0,8 0,8 — — 0,20 0,20 — 0,003 0 0,05 0,15
min. 0,7 — — 0,40 0,60 — — — — — — — —
1 6082A Remainder
max. 1,3 0,50 0,10 1,0 1,2 0,25 — 0,20 0,10 — 0,003 0 0,05 0,15
min. 0,40 — 0,15 — 0,8 0,04 — — — — — — —
6061A Remainder
max. 0,8 0,7 0,40 0,15 1,2 0,35 — 0,25 0,15 — 0,003 0 0,05 0,15
min. — — — 0,50 4,5 — — — — — — — —
2 5283A Remainder
max. 0,30 0,30 0,03 1,0 5,1 0,05 0,03 0,10 0,03 0,05 0,003 0 0,05 0,15
min. — — 1,8 — 1,3 0,15 — 6,1 — — — — —
7060 Remainder
max. 0,15 0,20 2,6 0,20 2,1 0,25 — 7,5 0,05 0,05 0,003 0 0,05 0,15
3
min. — — 1,7 — 1,5 0,15 — 5,5 — — — — —
7032 Remainder
max. 0,10 0,12 2,3 0,05 2,5 0,25 0,05 6,5 0,1 0,05 0,003 0 0,05 0,15
min. — — 5,2 0,15 0,20 — — — — — — — —
4 2001 Remainder
max. 0,20 0,20 6,0 0,50 0,45 0,10 0,05 0,10 0,20 0,05 0,003 0 0,05 0,15
The bismuth content shall not exceed 0,0030 % (by mass).
NOTE The above materials are used extensively throughout the world in preference to the alloy compositions quoted in ISO 209. They are
included in this International Standard quoting the IAA registered designations, but making reference to ISO 209 where it is considered applicable.
6.2 Thermal treatments
6.2.1 Heat-treatable alloys (see Table 1, groups 1, 3 and 4)
The manufacturer shall specify, in the type approval documentation, the solution heat treatment and artificial-
ageing temperatures and the minimum times for which the gas cylinders have been held at those
temperatures. The medium used for quenching after solution heat treatment shall be identified.
6.2.2 Non-heat-treatable alloys (see Table 1, group 2)
The manufacturer shall specify, in the type approval documentation, the type of metal-forming operation
carried out (extrusion, drawing, ironing, head forming, etc.).
Unless the alloy is subjected to a temperature in excess of 400 °C during the forming process, a stabilizing
heat treatment shall be carried out at a temperature above 220 °C, and the temperature and time at that
temperature shall be identified by the manufacturer.
6.2.3 Control of specified heat treatment
During the heat treatment, the manufacturer shall comply with the following tolerances:
a) temperatures:
solution temperature 10 °C,
artificial ageing temperature 5 °C,
stabilizing temperature 10 °C;
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Group
Each
Total
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ISO 7866:2012(E)
b) time gas cylinders actually spend at this temperature during treatment:
solution treatment 30 %,
ageing treatment 20 %,
stabilizing treatment 10 %.
6.3 Test requirements
The material of the finished gas cylinders shall conform to Clauses 9, 10 and 11.
6.4 Failure to meet test requirements
6.4.1 In the event of failure to meet test requirements, retesting or reheat treatment and retesting shall be
carried out as follows:
a) If there is evidence of a fault in carrying out a test, or an error of measurement, a second test shall be
performed, on the same gas cylinder if possible. If the result of this test is satisfactory, the first test shall
be ignored.
b) If the test has been carried out in a satisfactory manner and the failure is in a test representing the
prototype or batch gas cylinders, the procedure detailed in either 6.4.2 or 6.4.3 shall be followed.
c) If the test has been carried out in a satisfactory manner and the failure is in a test applied to every gas
cylinder, then only those gas cylinders which failed the test require retesting or reheat treatment and
retesting, provided the cause of the failure is well identified. If the failure is due to the heat treatment
applied, the failed gas cylinders shall be subjected to the procedure in 6.4.3. If the failure is due to a
cause other than the heat treatment applied, all defective gas cylinders shall be rejected.
6.4.2 Two further gas cylinders selected at random from the same batch shall be subjected to the tests
specified in 10.1.3 a) and 10.1.3 b). If both gas cylinders meet the specified requirements, the batch shall be
accepted. Should either gas cylinder fail to meet the specified requirements, the batch shall
a) be rejected,
or
b) be treated in accordance with 6.4.3.
6.4.3 The batch of gas cylinders shall be reheat-treated and two further gas cylinders shall be tested in
accordance with 10.1.3 a) and 10.1.3 b). If both gas cylinders meet the specified requirements, the batch shall
be accepted. Should either gas cylinder fail to meet the specified requirements, the batch shall be rejected.
6.4.4 For heat-treatable alloys, where it can be established that the heat treatment was at fault for failure of
a test, the batch of gas cylinders may additionally (more than once) be re-solution heat-treated and/or aged.
However, the batch may only be submitted to the Inspection Body one more time for testing after the initial
submission. If the batch presented to the Inspection Body for the second test or tests fails one or more tests,
the batch shall be condemned.
6 © ISO 2012 – All rights reserved
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ISO 7866:2012(E)
7 Design
7.1 General requirements
7.1.1 The calculation of the wall thickness of the pressure-containing parts shall be related to the yield
strength, R , of the material.
eg
7.1.2 For calculation purposes, the value of the yield strength, R , is limited to a maximum of 0,90R for
eg mg
seamless aluminium alloy gas cylinders.
7.1.3 The internal pressure upon which the calculation of wall thickness is based shall be the hydraulic test
pressure, p .
h
7.1.4 Wherever any exposure to heat is necessary (e.g. for gas cylinders for dissolved acetylene, where the
process by which the porous material is manufactured can modify the characteristics of the aluminium alloy
used; see Annex H), this shall be considered when designing the shell.
7.2 Calculation of cylindrical shell thickness
The guaranteed minimum thickness of the cylindrical shell, a′, shall not be less than the thickness calculated
using relationships (1) and (2), and additionally condition (3) shall be satisfied:
10FRp 3
D eg h
a1 (1)
210FR
eg
where
0,65
the value of F is the lesser of and 0,85;
RR/
eg mg
R /R shall not exceed 0,90.
eg mg
The wall thickness shall also satisfy the relationship:
D
a + 1mm (2)
100
with an absolute minimum of 1,5 mm.
The burst ratio shall be satisfied by test. The following condition shall be met:
p /p 1,6 (3)
b h
When choosing the minimum guaranteed value of the thickness of the cylindrical shell, a′, the manufacturer
shall ensure that the thickness is sufficient to satisfy both the calculations and the required verification testing.
NOTE It is generally assumed that p 1,5 the service pressure for compressed gases for gas cylinders designed
h
and manufactured to this International Standard.
7.3 Design of ends (heads and bases)
7.3.1 The thickness and shape of the base and head of the gas cylinders shall be such as to meet the
requirements of the tests specified in 10.4 (hydraulic burst test) and 9
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 7866
Deuxième édition
2012-09-01
Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz sans
soudure en alliage d'aluminium destinées
à être rechargées — Conception,
construction et essais
Gas cylinders — Refillable seamless aluminium alloy gas cylinders —
Design, construction and testing
Numéro de référence
ISO 7866:2012(F)
©
ISO 2012
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ISO 7866:2012(F)
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© ISO 2012
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Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos . v
Introduction . vi
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Symboles . 3
5 Contrôles et essais . 4
6 Matériaux . 4
6.1 Exigences générales . 4
6.2 Traitements thermiques . 5
6.3 Exigences relatives aux essais . 6
6.4 Non-conformité aux exigences relatives aux essais . 6
7 Conception . 7
7.1 Exigences générales . 7
7.2 Calcul de l'épaisseur de l'enveloppe cylindrique . 7
7.3 Conception des extrémités (ogives et fonds) . 8
7.4 Conception du goulot . 8
7.5 Frettes de pied . 10
7.6 Bagues de goulot . 11
7.7 Plan de conception . 11
7.8 Conceptions de bouteilles à gaz à haute résistance et/ou à faible allongement. 11
8 Construction et mise en œuvre . 11
8.1 Généralités . 11
8.2 Formage des extrémités . 11
8.3 Épaisseur de paroi . 12
8.4 Imperfections et défauts de surface . 12
8.5 Filetages du goulot . 12
8.6 Ovalisation . 12
8.7 Exposition à la chaleur . 13
8.8 Rectitude . 13
8.9 Diamètre moyen . 13
9 Mode opératoire pour l'approbation de type . 13
9.1 Exigences générales . 13
9.2 Essais de prototype . 14
9.3 Certificat d'approbation de type . 15
10 Essais par lots . 15
10.1 Exigences générales . 15
10.2 Essai de traction . 17
10.3 Essais de pliage et d'aplatissement . 18
10.4 Essai de rupture hydraulique . 19
10.5 Exigences d'essai pour les conceptions de bouteilles à gaz à haute résistance et/ou à
faible allongement . 22
11 Essais et examen des bouteilles à gaz . 22
11.1 Généralités . 22
11.2 Épreuve hydraulique . 22
11.3 Essai de dureté . 23
© ISO 2012 – Tous droits réservés iii
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ISO 7866:2012(F)
11.4 Essai d'étanchéité .23
11.5 Examen des plis du goulot .23
11.6 Vérification du marquage .23
11.7 Caractéristiques de surface des bouteilles à gaz en alliage d'aluminium au moment de la
fabrication .24
12 Certification .25
13 Marquage .25
Annexe A (normative) Essais de corrosion .26
Annexe B (normative) Méthode d'essai pour déterminer la résistance à la fissuration sous charge
statique des bouteilles à gaz en alliage d'aluminium .36
Annexe C (informative) Exemple de certificat d'approbation de type .44
Annexe D (informative) Certificat d'agrément .45
Annexe E (normative) Exigences spécifiques relatives aux bouteilles à gaz en alliage d'aluminium
à haute résistance et/ou à faible allongement .47
Annexe F (informative) Description et évaluation des imperfections de surface de fabrication et
critères de rejet des bouteilles à gaz sans soudure en alliage d'aluminium au moment de
l'acceptation du produit .54
Annexe G (normative) Effectif du lot .62
Annexe H (normative) Dispositions particulières pour les enveloppes de bouteilles d'acétylène .63
Bibliographie .64
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ISO 7866:2012(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 7866 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 58, Bouteilles à gaz, sous-comité SC 3,
Construction des bouteilles.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 7866:1999), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
Les modifications techniques significatives suivantes ont été apportées:
un nouveau paragraphe (11.7) a été ajouté pour traiter des défauts de fabrication et des caractéristiques
de surface inacceptables au moment de la fabrication, et des modifications ont été apportées à d'autres
paragraphes pour compléter le nouvel article;
les termes, définitions et symboles ont été révisés;
les modifications de terminologie comprennent: «contrainte» (stress) qui devient «résistance» (strength);
diverses erreurs rédactionnelles ont été corrigées;
des exigences relatives à l’étalonnage des équipements ont été ajoutées;
définition de «défaut» comme étant une caractéristique résultant de la fabrication/du fabricant; et
définition d’«imperfection» comme étant un dommage ou une caractéristique ne résultant pas de la
fabrication/du fabricant.
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ISO 7866:2012(F)
Introduction
L'objet de la présente Norme internationale est de fournir une spécification sur la conception, la fabrication, le
contrôle et l'essai des bouteilles à gaz sans soudure en alliage d’aluminium pour usage international. L'objectif est
d'arriver à équilibrer l'efficacité conceptuelle et économique par rapport aux critères d'acceptation internationaux
et d'utilité universelle.
Elle vise aussi à éliminer les difficultés liées au climat, aux contrôles doubles et aux restrictions existantes dues à
l'absence de Normes internationales définitives. Il convient de ne pas considérer la présente Norme internationale
comme étant le reflet des pratiques d'une nation ou d'une région quelconque.
Suite à sa publication, la présente Norme internationale sera soumise pour référence dans les
Recommandations relatives au transport de marchandises dangereuses — Règlement type, des Nations
Unies.
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NORME INTERNATIONALE ISO 7866:2012(F)
Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz sans soudure en alliage
d'aluminium destinées à être rechargées — Conception,
construction et essais
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie les exigences minimales relatives au matériau, à la conception, à la
construction et à l'exécution, aux modes de fabrication et aux essais au moment de la fabrication des bouteilles à
gaz rechargeables sans soudure, en alliage d'aluminium, d'une contenance en eau inférieure ou égale à 150 litres,
pour gaz comprimés, liquéfiés ou dissous, pour usage international (normalement jusqu'à 65 °C).
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 6506-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Brinell — Partie 1: Méthode d'essai
ISO 6508-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Rockwell — Partie 1: Méthode d'essai (échelles A, B, C,
D, E, F, G, H, K, N, T)
ISO 6892-1, Matériaux métalliques — Essai de traction — Partie 1: Méthode d'essai à température ambiante
ISO 7438, Matériaux métalliques — Essai de pliage
ISO 7539-6:2011, Corrosion des métaux et alliages — Essais de corrosion sous contrainte — Partie 6:
Préparation et utilisation des éprouvettes préfissurées pour essais sous charge constante ou sous
déplacement constant
ISO 10461, Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz sans soudure en alliage d'aluminium — Contrôles et essais
périodiques
ISO 11117, Bouteilles à gaz — Chapeaux fermés et chapeaux ouverts de protection des robinets —
Conception, construction et essais
ISO 13341, Bouteilles à gaz — Montage des robinets sur les bouteilles à gaz
ISO 13769, Bouteilles à gaz — Marquage
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ISO 7866:2012(F)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
revenu
traitement thermique au cours duquel la phase solutée est précipitée afin d'obtenir une augmentation de la
limite d'élasticité et de la résistance à la traction
3.2
bar·litres
produit de la pression d'épreuve (en bars) et de la contenance en eau (en litres)
3.3
lot
quantité de bouteilles à gaz, plus celles destinées aux essais destructifs, de même diamètre nominal, de
même épaisseur de paroi, de même longueur et de même conception, fabriquées successivement à partir de
la même coulée d'alliage d'aluminium et ayant subi le même traitement thermique sur le même équipement
pendant la même durée
NOTE Voir le Tableau G.1 pour les exigences relatives aux effectifs.
3.4
facteur de contrainte théorique (variable)
F
rapport de la contrainte équivalente de paroi à la pression d'épreuve, p , à la valeur minimale garantie de la
h
limite d'élasticité, R
eg
3.5
IAA
registre des désignations internationales et des limites des compositions chimiques des alliages pour
1)
l'aluminium corroyé et les alliages d'aluminium corroyés, comme publié par l'Aluminium Association
NOTE De tels alliages d'aluminium sont désignés par le préfixe «AA».
3.6
masse d'une bouteille à gaz
masse combinée de la bouteille à gaz et de ses parties fixées à demeure (par exemple frette de pied, bague
de goulot), mais sans le robinet
NOTE Elle est exprimée en kilogrammes.
3.7
trempe
refroidissement rapide contrôlé, dans un milieu approprié, pour maintenir le soluté en solution solide
3.8
recuit de mise en solution
traitement thermique qui consiste à chauffer les produits à une température appropriée et à maintenir cette
température pendant une période suffisamment longue pour permettre aux composants de passer à l'état de
solution solide
3.9
traitement thermique de stabilisation
traitement thermique sans revenu appliqué aux alliages d'aluminium de la série 5 000 afin de limiter les
variations des propriétés mécaniques et de la structure dans des conditions de service
1)
Aluminum Association Inc., 900, 19th Street N.W., Washington D.C., 20006-2168, États-Unis.
2 © ISO 2012 – Tous droits réservés
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ISO 7866:2012(F)
3.10
limite d'élasticité
valeur correspondant à la limite conventionnelle d'élasticité à 0,2 % (allongement non proportionnel), R
p0,2
pour les alliages d'aluminium
4 Symboles
a Épaisseur minimale calculée de l'enveloppe cylindrique, en millimètres (voir Figure 1)
a' Épaisseur minimale garantie de l'enveloppe cylindrique, en millimètres
A Allongement pour cent après rupture
b Épaisseur minimale garantie au centre d'un fond convexe, en millimètres (voir Figure 1)
Dévelopement circulaire positif d’une fracture
d
Dévelopement circulaire négatif d’une fracture
d
D Diamètre nominal extérieur de la bouteille, en millimètres (voir Figures 1 et 2)
D Diamètre nominal extérieur du goulot de la bouteille, en millimètres (voir Figure 2)
1
D Diamètre du mandrin, en millimètres (voir Figure 5)
f
E Module d'élasticité
F Facteur de contrainte théorique (variable) (voir 3.4)
H Hauteur extérieure de la partie bombée (ogive ou fond convexe), en millimètres (voir Figure 1)
L' Longueur de la ramification courte d’une cassure, en millimètres
L'' Longueur de la ramification longue d’une cassure, en millimètres
L Longueur initiale entre repères, en millimètres, telle que définie dans l'ISO 6892-1 (voir Figure 4)
o
n Rapport du diamètre du mandrin utilisé pour l'essai de pliage à l'épaisseur réelle de l'éprouvette, t
p Pression manométrique de rupture réelle, en bars
b
p Pression de rupture, en bars
f
p Pression manométrique d'épreuve hydraulique, en bars
h
p Pression cyclique supérieure, en bars
u
p Pression observée à la limite élastique de la bouteille à gaz pendant l'essai de rupture
y
hydraulique, en bars
r Rayon de raccordement interne, en millimètres (voir Figure 1)
r
Rayon maximal du dispositif de coupe, en millimètres
c
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r Rayon de carre interne, en millimètres (voir Figure 1).
i
R Valeur de la contrainte maximale, en mégapascals
R Valeur réelle de la limite d'élasticité, en mégapascals, déterminée par l'essai de résistance à la
ea
traction (voir 10.2), pour la bouteille à gaz finie
R Valeur minimale garantie de la limite d'élasticité (voir 3.10), en mégapascals, pour la bouteille à
eg
gaz finie
R Valeur réelle de la résistance à la traction, en mégapascals, déterminée par l'essai de résistance
ma
à la traction (voir 10.2), pour la bouteille à gaz finie
R Valeur minimale garantie de la résistance à la traction, en mégapascals, pour la bouteille à gaz
mg
finie
R limite conventionnelle d'élasticité à 0,2 % (allongement non proportionnel), pour les alliages
p0,2
d'aluminium
S Section initiale de l'éprouvette de traction, en millimètres carrés, conformément à l'ISO 6892-1
o
t Épaisseur réelle de l'éprouvette, en millimètres
t Épaisseur moyenne de paroi de la bouteille, en millimètres, en position d'essai lors de l'essai
m
d'aplatissement
T Titre de l'eau oxygénée, en grammes par litre
u Rapport de la distance entre les bords des plateaux à l’épaisseur moyenne de la paroi de la
bouteille à gaz, à la fin de l’essai d’aplatissement
w Largeur de la partie calibrée de l'éprouvette de traction, en millimètres (voir Figure 4)
z Facteur de correction
5 Contrôles et essais
NOTE L'évaluation de la conformité peut être effectuée conformément aux règlements applicables dans le(s) pays où
les bouteilles à gaz sont destinées à être utilisées.
Pour s'assurer que les bouteilles à gaz sont conformes à la présente Norme internationale, elles doivent être
soumises aux contrôles et essais des Articles 9, 10 et 11 par un organisme de contrôle habilité pour cette
opération.
Les équipements de mesure, d'essai et de contrôle utilisés pendant la production doivent être entretenus et
étalonnés dans le cadre d'un système de management de la qualité documenté.
6 Matériaux
6.1 Exigences générales
6.1.1 Les alliages d'aluminium et leurs limites de composition chimique doivent être tels que spécifiés dans
le Tableau 1. D'autres alliages d'aluminium peuvent être utilisés pour fabriquer des bouteilles à gaz, à
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ISO 7866:2012(F)
condition qu'ils satisfassent à toutes les exigences de la présente Norme internationale et qu'ils soient
approuvés par l'autorité compétente.
6.1.2 Le fabricant de bouteilles à gaz doit identifier les bouteilles par rapport aux coulées particulières de
l'alliage dont elles sont issues et doit obtenir et fournir les certificats d'analyse des coulées utilisées. Si des
analyses de vérification sont nécessaires, elles doivent être effectuées sur des éprouvettes provenant soit du
matériau de l'alliage d'aluminium dans la forme fournie par le fabricant, soit de bouteilles à gaz finies.
6.1.3 Certains alliages d'aluminium ne sont pas compatibles avec certains gaz et mélanges de gaz, par
exemple les gaz corrosifs (voir l'ISO 11114-1). Lorsque l'acheteur indique le gaz prévu, le fabricant doit utiliser
des matériaux compatibles avec le gaz prévu.
Tableau 1 — Composition chimique des matériaux
Composition chimique (fraction massique en pour cent) Autres
Type d'alliage
(désignation AA
Si Fe Cu Mn Mg Cr Ni Zn Ti Zr Pb Al
enregistrée à l'IAA)
min. 0,7 — — 0,40 0,40 — — — — — — — —
6351A Reste
max. 1,3 0,50 0,10 0,8 0,8 — — 0,20 0,20 — 0,003 0 0,05 0,15
min. 0,7 — — 0,40 0,60 — — — — — — — —
1 6082A Reste
max. 1,3 0,50 0,10 1,0 1,2 0,25 — 0,20 0,10 — 0,003 0 0,05 0,15
min. 0,40 — 0,15 — 0,8 0,04 — — — — — — —
6061A Reste
max. 0,8 0,7 0,40 0,15 1,2 0,35 — 0,25 0,15 — 0,003 0 0,05 0,15
min. — — — 0,50 4,5 — — — — — — — —
2 5283A Reste
max. 0,30 0,30 0,03 1,0 5,1 0,05 0,03 0,10 0,03 0,05 0,003 0 0,05 0,15
min. — — 1,8 — 1,3 0,15 — 6,1 — — — — —
7060 Reste
max. 0,15 0,20 2,6 0,20 2,1 0,25 — 7,5 0,05 0,05 0,003 0 0,05 0,15
3
min. — — 1,7 — 1,5 0,15 — 5,5 — — — — —
7032 Reste
max. 0,10 0,12 2,3 0,05 2,5 0,25 0,05 6,5 0,1 0,05 0,003 0 0,05 0,15
min. — — 5,2 0,15 0,20 — — — — — — — —
4 2001 Reste
max. 0,20 0,20 6,0 0,50 0,45 0,10 0,05 0,10 0,20 0,05 0,003 0 0,05 0,15
La fraction massique de bismuth ne doit pas dépasser 0,0030 %.
NOTE Les matériaux ci-dessus sont largement utilisés dans le monde, de préférence aux compositions d'alliages référencées dans l'ISO 209. Ils
sont inclus dans la présente Norme internationale, avec les références IAA, mais avec une référence à l'ISO 209 lorsqu'elle est considérée comme
applicable.
6.2 Traitements thermiques
6.2.1 Alliages trempants (voir Tableau 1, groupes 1, 3 et 4)
Le fabricant doit spécifier, sur le document d'approbation de type, les températures du traitement de mise en
solution et de revenu et les durées minimales de maintien des bouteilles à gaz à ces températures. Le milieu
utilisé pour la trempe après mise en solution doit être indiqué.
6.2.2 Alliages non trempants (voir Tableau 1, groupe 2)
Le fabricant doit spécifier, sur le document d'approbation de type, le type d'opération de formage du métal
utilisé (filage, étirage, emboutissage, ogivage, etc.).
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Groupe
Chacun
Total
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À moins que l'alliage ne soit soumis à une température supérieure à 400 °C lors du procédé de formage, un
traitement thermique de stabilisation doit être effectué à une température supérieure à 220 °C, et la
température et la durée de maintien doivent être indiquées par le fabricant.
6.2.3 Contrôle du traitement thermique spécifié
Lors du traitement thermique, le fabricant doit respecter les tolérances suivantes:
a) températures:
température de mise en solution ± 10 °C;
température de revenu ± 5 °C;
température de stabilisation ± 10 °C;
b) temps réel passé par les bouteilles à gaz aux températures spécifiées, au cours des traitements:
traitement de mise en solution ± 30 %;
traitement de revenu ± 20 %;
traitement de stabilisation ± 10 %.
6.3 Exigences relatives aux essais
Le matériau des bouteilles finies doit être conforme aux Articles 9, 10 et 11.
6.4 Non-conformité aux exigences relatives aux essais
6.4.1 En cas de non-conformité aux exigences relatives aux essais, un contre-essai ou un nouveau
traitement thermique suivi d'un nouvel essai, doivent être effectués de la manière suivante.
a) Lorsqu'il est prouvé qu'une erreur a été commise dans l'exécution de l'essai ou en cas d'erreur de
mesurage, un nouvel essai doit être effectué, si possible sur la même bouteille à gaz. Si ce dernier est
satisfaisant, le premier essai doit être ignoré.
b) Si l'essai a été réalisé de façon satisfaisante et que la non-conformité est constatée lors d'un essai des
bouteilles à gaz du lot ou du prototype, le mode opératoire détaillé en 6.4.2 ou en 6.4.3 doit être suivi.
c) Si l'essai a été réalisé de façon satisfaisante et que la non-conformité est constatée lors d'un essai
appliqué à chaque bouteille à gaz, seules les bouteilles à gaz non conformes aux exigences des essais
doivent subir un contre-essai ou un nouveau traitement thermique suivi d'un nouvel essai, à condition que
la cause de la non-conformité soit bien identifiée. Si la non-conformité est due au traitement thermique
appliqué, les bouteilles à gaz non conformes doivent être soumises au mode opératoire indiqué en 6.4.3.
Si la non-conformité est due à une cause autre que le traitement thermique appliqué, toutes les bouteilles
à gaz défectueuses doivent être rejetées.
6.4.2 Deux nouvelles bouteilles à gaz sélectionnées de manière aléatoire dans le même lot doivent être
soumises aux essais spécifiés en 10.1.3.a) et 10.1.3.b). Si les deux bouteilles à gaz sont conformes aux
exigences spécifiées, le lot doit être accepté. Si l'une des bouteilles à gaz n'est pas conforme aux exigences
spécifiées, le lot doit
a) être mis au rebut,
ou
b) être traité conformément à 6.4.3.
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ISO 7866:2012(F)
6.4.3 Le lot de bouteilles à gaz doit être de nouveau traité à chaud et deux nouvelles bouteilles à gaz
doivent être soumises à essai conformément à 10.1.3.a) et 10.1.3.b). Si les deux bouteilles à gaz sont
conformes aux exigences spécifiées, le lot doit être accepté. Si l'une des bouteilles à gaz n'est pas conforme
aux exigences spécifiées, le lot doit être mis au rebut.
6.4.4 Pour les alliages trempants, s'il peut être établi que le traitement thermique est à l'origine de l'échec
d'un essai, le lot de bouteilles à gaz peut subir plusieurs traitements thermiques et/ou de revenu; cependant,
le lot ne peut être présenté à l’organisme de contrôle que pour un seul nouvel essai, après la présentation
initiale. Si le lot présenté à l’organisme de contrôle pour le(s) second(s) essais(s) ne satisfait pas à un ou
plusieurs essais, il doit être rejeté.
7 Conception
7.1 Exigen
...
Questions, Comments and Discussion
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