Hydraulic fluid power — Multi-pass method of evaluating filtration performance of a filter element under cyclic flow conditions

This document specifies: a) A multi-pass filtration performance test under cyclic flow conditions with continuous contaminant injection for hydraulic fluid power filter elements. b) A procedure for determining the contaminant capacity, particulate removal and differential pressure characteristics. c) A test currently applicable to hydraulic fluid power filter elements that exhibit an average filtration ratio greater than or equal to 75 for particle sizes ≤25 µm(c), and a final test system reservoir gravimetric level of less than 200 mg/L. It is necessary to determine by validation the range of flow rates and the lower particle size limit that can be used in test facilities. d) A test using ISO12103-1 A3 medium test dust contaminant and a test fluid. This document provides a test procedure that yields reproducible test data for appraising the filtration performance of a hydraulic fluid power filter element without influence of electrostatic charge. This document is applicable to three test conditions: 1) Base upstream gravimetric level of 3 mg/L. 2) Base upstream gravimetric level of 10 mg/L. 3) Base upstream gravimetric level of 15 mg/L.

Transmissions hydrauliques — Évaluation des performances d’un élément filtrant par la méthode de filtration multi-passe sous débit cyclique

Le présent document spécifie: a) un essai d’évaluation des performances de filtration d’éléments filtrants de transmissions hydrauliques, multi-passe sous débit cyclique, avec injection continue de polluants; b) un mode opératoire permettant de déterminer leur capacité de rétention des polluants, ainsi que leurs caractéristiques en matière d’élimination des particules et de pression différentielle; c) un essai applicable à l’heure actuelle aux éléments filtrants de transmissions hydrauliques ayant un rapport de filtration moyen égal ou supérieur à 75 pour les tailles de particules inférieures ou égales à 25 µm(c) et une concentration finale dans le réservoir du circuit d’essai inférieure à 200 mg/l. Il est nécessaire de déterminer par validation la plage des débits et la limite inférieure de taille de particules pouvant être utilisées avec les installations d’essai; d) un essai utilisant le contaminant ISO12103-1 A3 «Medium Test Dust» («poussière d’essai moyenne») comme polluant, ainsi qu’un fluide d’essai. Le présent document fournit un mode opératoire d’essai générant des données d’essai reproductibles pour l’évaluation des performances de filtration d’un élément filtrant de transmission hydraulique non soumis à l’influence de charges électrostatiques. Le présent document est applicable à trois conditions d’essai: 1) essai réalisé avec une concentration amont de base de 3 mg/l; 2) essai réalisé avec une concentration amont de base de 15 mg/l; 3) essai réalisé avec une concentration amont de base de 15 mg/l.

General Information

Status
Published
Publication Date
15-Jun-2021
Current Stage
9092 - International Standard to be revised
Start Date
26-Oct-2021
Completion Date
26-Oct-2021
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ISO 23369:2021 - Hydraulic fluid power -- Multi-pass method of evaluating filtration performance of a filter element under cyclic flow conditions
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ISO 23369:2021 - Transmissions hydrauliques -- Évaluation des performances d’un élément filtrant par la méthode de filtration multi-passe sous débit cyclique
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 23369
First edition
2021-06
Hydraulic fluid power — Multi-
pass method of evaluating filtration
performance of a filter element under
cyclic flow conditions
Transmissions hydrauliques — Évaluation des performances d’un
élément filtrant par la méthode de filtration multi-passe sous débit
cyclique
Reference number
ISO 23369:2021(E)
ISO 2021
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ISO 23369:2021(E)
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© ISO 2021

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be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting

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Published in Switzerland
ii © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO 23369:2021(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

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

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

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

4 Symbols .......................................................................................................................................................................................................................... 4

5 General procedure .............................................................................................................................................................................................. 5

6 Test equipment....................................................................................................................................................................................................... 5

7 Measurement accuracy and test condition variation ..................................................................................................... 7

8 Filter performance test circuit validation procedures ................................................................................................. 8

8.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 8

8.2 Filter test system validation ........................................................................................................................................................ 8

8.3 Contaminant injection system validation ........................................................................................................................ 9

9 Summary of information required prior to testing a filter element ...............................................................9

10 Preliminary test preparation ...............................................................................................................................................................10

10.1 Test filter assembly ..........................................................................................................................................................................10

10.2 Contaminant injection system ................................................................................................................................................10

10.3 Filter test system ................................................................................................................................................................................11

11 Filter performance test ...............................................................................................................................................................................12

12 Calculations.............................................................................................................................................................................................................14

13 Data presentation .............................................................................................................................................................................................16

14 Identification statement (reference to this document) ............................................................................................18

Annex A (normative) Base test fluid properties ....................................................................................................................................19

Annex B (informative) Test system design guide ..................................................................................................................................21

Annex C (informative) Example report, calculations and graphs ........................................................................................26

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................34

© ISO 2021 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 23369:2021(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.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).

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. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/

iso/ foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 131, Fluid power systems, Subcommittee

SC 6, Contamination control.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
iv © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 23369:2021(E)
Introduction

In hydraulic fluid power systems, one of the functions of the hydraulic fluid is to separate and lubricate

the moving parts of components. The presence of solid particulate contamination produces wear,

resulting in loss of efficiency, reduced component life and subsequent unreliability.

A hydraulic filter is provided to control the number of particles circulating within the system to a level

that is commensurate with the degree of sensitivity of the components to contaminants and the level of

reliability required by the users.

Test procedures enable the comparison of the relative performance of filters so that the most

appropriate filter can be selected. The performance characteristics of a filter are a function of the

element (its medium and geometry) and the housing (its general configuration and seal design).

In practice, a filter is subjected to a continuous flow of contaminant entrained in the hydraulic fluid until

some specified terminal differential pressure (relief-valve cracking pressure of differential-pressure

indicator setting) is reached.

Both the length of operating time (prior to reaching terminal pressure) and the contaminant level at

any point in the system are functions of the rate of contaminant addition (ingression plus generation

rates) and the performance characteristics of the filter.

Therefore, a realistic laboratory test establishes the relative performance of a filter by providing the

test filter with a continuous supply of ingressed contaminant and allowing the periodic monitoring of

the filtration performance characteristics of the filter. A standard multi-pass method for evaluating

the performance of hydraulic fluid power filter elements under steady-state flow conditions has

been developed as ISO 16889. That test procedure provides a basis for the comparison of the relative

performance characteristics of various filter elements. The results from such a test, however, might not

be directly applicable to most actual operating conditions.

In actual operation, a hydraulic fluid power filter is generally not subjected to steady-state flow but

to varying degrees of cyclic flow. Tests have shown that, in many instances, the filtration capabilities

of an element are severely reduced when subjected to varying cyclic flow conditions. It is therefore

important to evaluate the filtration performance of a filter for applications under cyclic flow conditions.

The cyclic flow multi-pass test procedure for hydraulic filters specified in this document has been

developed to supplement the basic steady-state flow test (ISO 16889) for filter elements that are

expected to be placed in service with cyclic flow. The recommended flow cycle rate of 0,1 Hz is a result

of an industry survey and a broad range of test results. If much higher cycle rates are expected in

actual service, the test should be conducted at that frequency to produce more meaningful results. The

procedure specified in this document may be applied at a cycle rate other than 0,1 Hz, if agreed upon

between the supplier and user. However, only values resulting from testing at the 0,1 Hz cycle rate may

be reported as having been determined in accordance with this document.

Fluid samples are extracted from the test system to evaluate the filter element’s particulate removal

characteristics. To prevent this sampling from adversely affecting the test results, a lower limit is

placed upon the rated flow rate of filter elements that should be tested with this procedure.

The current maximum flow rate specified in this document is based upon the maximum gravimetric

level of injection systems that have been qualified to date.
© ISO 2021 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 23369:2021(E)
Hydraulic fluid power — Multi-pass method of evaluating
filtration performance of a filter element under cyclic flow
conditions
1 Scope
This document specifies:

a) A multi-pass filtration performance test under cyclic flow conditions with continuous contaminant

injection for hydraulic fluid power filter elements.

b) A procedure for determining the contaminant capacity, particulate removal and differential

pressure characteristics.

c) A test currently applicable to hydraulic fluid power filter elements that exhibit an average filtration

ratio greater than or equal to 75 for particle sizes ≤25 µm(c), and a final test system reservoir

gravimetric level of less than 200 mg/L. It is necessary to determine by validation the range of flow

rates and the lower particle size limit that can be used in test facilities.
d) A test using ISO 12103-1 A3 medium test dust contaminant and a test fluid.

This document provides a test procedure that yields reproducible test data for appraising the filtration

performance of a hydraulic fluid power filter element without influence of electrostatic charge.

This document is applicable to three test conditions:
1) Base upstream gravimetric level of 3 mg/L.
2) Base upstream gravimetric level of 10 mg/L.
3) Base upstream gravimetric level of 15 mg/L.
2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements 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 2160, Petroleum products — Corrosiveness to copper — Copper strip test

ISO 2942, Hydraulic fluid power — Filter elements — Verification of fabrication integrity and determination

of the first bubble point

ISO 3722, Hydraulic fluid power — Fluid sample containers — Qualifying and controlling cleaning methods

ISO 3968, Hydraulic fluid power — Filters — Evaluation of differential pressure versus flow

ISO 4021, Hydraulic fluid power — Particulate contamination analysis — Extraction of fluid samples from

lines of an operating system

ISO 4405, Hydraulic fluid power — Fluid contamination — Determination of particulate contamination by

the gravimetric method

ISO 11171, Hydraulic fluid power — Calibration of automatic particle counters for liquids

© ISO 2021 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 23369:2021(E)

ISO 11943, Hydraulic fluid power — Online automatic particle-counting systems for liquids — Methods of

calibration and validation

ISO 12103-1, Road vehicles — Test contaminants for filter evaluation — Part 1: Arizona test dust

3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
contaminant mass injected

mass of specific particulate contaminant injected into the test circuit to obtain the terminal differential

pressure
3.2
differential pressure

difference between the tested component inlet and outlet pressures as measured under the specified

conditions

Note 1 to entry: See Figure 1 for a graphical depiction of differential pressure terms.

3.3
clean assembly differential pressure

difference between the tested component inlet and outlet pressures as measured with a clean filter

housing containing a clean filter element
3.4
clean element differential pressure

differential pressure of the clean element calculated as the difference between the clean assembly

differential pressure and the housing differential pressure
3.5
final assembly differential pressure

assembly differential pressure at end of a test, equal to the sum of the housing differential pressure and

the terminal element differential pressure
3.6
housing differential pressure
differential pressure of the filter housing without an element
3.7
terminal element differential pressure

maximum differential pressure across the filter element as designated by the manufacturer to limit

useful performance
3.8
rest conductivity

electrical conductivity at the initial instant of current measurement after a DC voltage is impressed

between electrodes

Note 1 to entry: Rest conductivity is the reciprocal of the resistance of uncharged fluid in the absence of ionic

depletion or polarization.
2 © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO 23369:2021(E)
3.9
retained capacity

mass of specific particulate contaminant effectively retained by the filter element when terminal

element differential pressure is reached
3.10
cyclic flow

change of flow from the specified rated flow rate to 25 % of rated flow rate at a specified frequency and

waveform
Key
differential pressure (Δ )
2 test time or contaminant mass injected
3 final assembly differential pressure (end of test)
4 terminal element differential pressure
clean element differential pressure at q
max
housing differential pressure at q
max
clean assembly differential pressure at q
max

Figure 1 — Differential pressure conventions for multi-pass test under cyclic flow conditions

© ISO 2021 – All rights reserved 3
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ISO 23369:2021(E)
4 Symbols
Table 1 — Symbols
Symbol Unit Description
overall average upstream count of particles larger than size x
particles per millilitre
u,x
overall average downstream count of particles larger than size x
particles per millilitre
d,x
filtration ratio at particle size x (ISO 11171 calibration)
α –
x()c
filtration ratio at particle size x and time interval t
xt,
α –
average filtration ratio at particle size x (ISO 11171 calibration)
x()c
– rise and fall ramp
milligrams per litre average base upstream gravimetric level
' milligrams per litre desired base upstream gravimetric level
milligrams per litre average injection gravimetric level
' milligrams per litre desired injection gravimetric level

milligrams per litre test reservoir gravimetric level at 80 % assembly differential pressure

grams mass of contaminant needed for injection
grams estimated filter element contaminant capacity (mass injected)
m grams contaminant mass injected
grams contaminant mass injected at element differential pressure
m grams retained capacity
N – number of counts in specific time period

particles per millilitre number of upstream particles larger than size x at count i

u,xi,
number of downstream particles larger than size x at count i
N particles per millilitre
d,xi,
average upstream count of particles larger than size x at time interval
particles per millilitre
u,xt,
average downstream count of particles larger than size x at time
particles per millilitre
d,xt,
interval t
Pa or kPa (bar) pressure
Δ Pa or kPa (bar) differential pressure
litres per minute test flow rate
litres per minute average test flow rate
litres per minute
q minimum test flow rate (25 % of q )
min max
litres per minute maximum test flow rate
max
litres per minute discarded downstream sample flow rate
q litres per minute average injection flow rate
litres per minute desired injection flow rate
q litres per minute discarded upstream sample flow rate
minutes test time
minutes predicted test time

The subscript (c) signifies that the filtration ratio, α , and the average filtration ratio, α , are determined in

x()c x()c

accordance with the method in this document using automatic particle counters calibrated in accordance with ISO 11171.

4 © ISO 2021 – All rights reserved
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 23369:2021(E)
Table 1 (continued)
Symbol Unit Description
minutes final test time
minutes test time at element differential pressure
′ seconds predicted test time
litres final measured injection system volume
V litres initial measured injection system volume
litres minimum required operating injection system volume
min
V litres final measured filter test system volume
litres minimum validated injection system volume
xx, micrometres particle sizes
micrometres interpolated particle size
int

The subscript (c) signifies that the filtration ratio, α , and the average filtration ratio, α , are determined in

x()c x()c

accordance with the method in this document using automatic particle counters calibrated in accordance with ISO 11171.

5 General procedure
5.1 Set up and maintain apparatus in accordance with Clauses 6 and 7.
5.2 Validate equipment in accordance with Clause 8.
5.3 Run all tests in accordance with Clauses 9, 10 and 11.
5.4 Analyse test data in accordance with Clause 12.

5.5 Present data from Clauses 10, 11 and 12 in accordance with the requirements of Clause 13.

6 Test equipment

6.1 Calibrated timer, a digital or mechanical stopwatch calibrated by a facility meeting the

requirements of ISO/IEC 17025.

6.2 Automatic particle counter(s) (APC), calibrated in accordance with ISO 11171.

6.3 ISO medium test dust (ISO MTD) (in accordance with ISO 12103-1, A3 medium test dust), dried

at 110 °C to 150 °C for not less than 1 h for quantities less than 200 g. For use in the test system, mix the

test dust into the test fluid, mechanically agitate, then disperse ultrasonically in an ultrasonic bath that

2 2
has a power density of 3 000 W/m to 10 000 W/m .

NOTE 1 This dust is commercially available. For availability of ISO medium test dust, contact the ISO Central

Secretariat or member bodies of ISO.

NOTE 2 If the total quantity of ISO medium test dust needed is greater than 200 g, batches not exceeding 200 g

can be prepared to make up the amount required.

6.4 If necessary, an online particle counting system with optional dilution system that has been

validated in accordance with ISO 11943.
© ISO 2021 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 23369:2021(E)

6.5 Sample bottles, containing less than 20 particles larger than 6 µm(c) per millilitre of bottle

volume, qualified in accordance with ISO 3722, to collect samples for gravimetric analyses.

6.6 Petroleum base test fluid, with properties as specified in Annex A.

NOTE 1 The use of this hydraulic fluid assures greater reproducibility of results and is based upon current

practices, other accepted filter standards and its world-wide availability.

NOTE 2 The addition of an anti-static agent to this test fluid can affect the test results.

6.7 Filter performance test circuit, composed of a filter test system and a contaminant injection

system.
6.7.1 Filter test system, consisting of:

a) a reservoir, pump, fluid conditioning apparatus and instrumentation that are capable of

accommodating the range of flow rates, pressures and volumes required by the procedure and

capable of meeting the validation requirements of Clause 8;

b) a clean-up filter capable of providing an initial system contamination level as specified in Table 3;

c) a configuration that is relatively insensitive to the intended contaminant level and capable of

meeting the validation requirements of Clause 8;

d) a configuration that does not alter the test contaminant particle size distribution over the

anticipated test duration and that is capable of meeting the validation requirements of Clause 8;

e) pressure taps in accordance with the requirements of ISO 3968;

f) fluid sampling sections upstream and downstream of the test filter, in accordance with the

requirements of ISO 4021;

g) cyclic flow bypass line equipped with an automatically controlled shut-off valve (e.g., an electrically-

actuated ball valve or poppet type valve or alternative system (e.g. direct drive), which have been

shown to be satisfactory for this application) capable of producing the required flow rate cycle at

the designated frequency.

NOTE For typical configurations that have proved to be satisfactory, see the filter test system design guide

in Annex B.
6.7.2 Contaminant injection system, consisting of:

a) a reservoir, pump, fluid conditioning apparatus and instrumentation that are capable of

accommodating the range of flow rates, pressures and volumes required by the procedure and

capable of meeting the validation requirements of Clause 8;

b) a configuration that is relatively insensitive to the intended contaminant level and capable of

meeting the validation requirements of Clause 8;

c) a configuration that does not alter the test contaminant particle size distribution over the

anticipated test duration and capable of meeting the validation requirements of Clause 8;

d) a fluid sampling section in accordance with the requirements of ISO 4021.

NOTE For typical configurations that have proved to be satisfactory, see the contaminant injection system

design guide in Annex B.

6.8 Membrane filters and associated equipment, suitable for conducting gravimetric contamination

analysis in accordance with ISO 4405.
6 © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO 23369:2021(E)
7 Measurement accuracy and test condition variation

7.1 Use and maintain instrument accuracy and test conditions within the limits given in Table 2.

Table 2 — Instrument accuracy and test condition variation
Instrument
Allowed test condition
Test parameter SI unit accuracy (±) of
variation (±)
reading
Conductivity pS/m 10 % 1 500 pS/m ± 500 pS/m
Differential pressure Pa or kPa (bar) 5 % —
Base upstream gravimetric level mg/L — 10 %
Injection flow rate mL/min 2 % 5 %
Test flow rate L/min 2 % 5 %
APC sensor and dilution flow rates mL/min 1,5 % 3 %
b 2 2
Kinematic viscosity mm /s 2 % 1 mm /s
Mass g 0,1 mg —
Temperature °C 1 °C 2 °C
Time s 0,1 s —
Injection system volume L 2 % —
Filter test system volume L 2 % 5 %

Sensor flow variation to be included in the overall 10 % allowed between sensors.

b 2
1 mm /s/s = 1 cSt.
Or as required to guarantee the viscosity tolerance.

7.2 Maintain specific test parameters within the limits given in Table 3, depending on the test condition

being conducted.
Table 3 — Test condition values
Filter test condition
Parameter
Condition 1 Condition 2 Condition 3

Initial contamination level for filter test Less than 1 % of the minimum level specified in ISO 11943:2021,

system Table C.2 measured at the smallest particle size to be counted.
Initial contamination level for injection
Less than 1 % of injection gravimetric level.
system
Base upstream gravimetric level, based on
3 ± 0,3 mg/L 10 ± 1,0 mg/L 15 ± 1,5 mg/L
the average test flow rate while cycling, q
Minimum of five sizes selected to cover the presumed filter
b performance range from α =2 to α =1 000. Typical sizes
Recommended particle sizes to be counted
x()c x()c
are: (4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 20, 25, 30) µm(c).
Sampling and counting method Online automatic particle counting
From q to q at a frequency of 0,1 Hz (6 cycles/min) in
max min
Cyclic flow rate conditions
accordance with the waveform specified in Figure 2.

When comparing test results between two filters, the base upstream gravimetric level should be the same.

Particle sizes where α is low (α=2, 10…) can be unobtainable for fine filters, and particle sizes where α is high

(α =200, 1 000) can be unobtainable for coarser filters.
© ISO 2021 – All rights reserved 7
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 23369:2021(E)
8 Filter performance test circuit validation procedures
8.1 General

These validation procedures reveal the effectiveness of the filter performance test circuit to maintain

contaminant entrainment and prevent contaminant size modification.
8.2 Filter test system validation

8.2.1 Install a conduit in place of the filter housing during validation. The conduit shall be selected so

that is produces the maximum differential pressure expected during testing.
NOTE An orifice with a 60° inlet and outlet is recommended.

8.2.2 Validation shall be performed at the cyclic flow rate that includes the lowest minimum test flow

rate ( q ) and highest maximum test flow rate ( q ) at which the filter test system is to be operated.

min max
The minimum test flow rate shall be 25 % of the maximum test flow rate.

8.2.3 Validate the cyclic flow at 0,1 Hz (6 cycles/min), unless otherwise specified.

8.2.4 Adjust the total fluid volume of the filter test system (exclusive of the clean-up filter circuit)

such that it is numerically within the range of 25 % to 50 % of the maximum volume flow rate, with a

minimum of 5 L.

It is recommended that the system be validated with a fluid volume numerically equal to 50 % of the

maximum test volume flow rate for flow rates less than or equal to 60 L/min, or 25 % of the maximum

test volume flow rate for flow rates greater than 60 L/min.

NOTE This is the ratio of volume to flow rate required by the filter test procedure (see 10.3.4).

8.2.5 Validate the online particle counting system and dilution systems, if used, in accordance with

ISO 11943 while the filter test system is under cyclic flow conditions.
8.2.6 Establish a background fluid contamination l
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 23369
Première édition
2021-06
Transmissions hydrauliques —
Évaluation des performances d’un
élément filtrant par la méthode de
filtration multi-passe sous débit
cyclique
Hydraulic fluid power — Multi-pass method of evaluating filtration
performance of a filter element under cyclic flow conditions
Numéro de référence
ISO 23369:2021(F)
ISO 2021
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 23369:2021(F)
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette

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y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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ii © ISO 2021 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 23369:2021(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

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

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

4 Symboles ....................................................................................................................................................................................................................... 5

5 Mode opératoire général.............................................................................................................................................................................. 6

6 Équipement d’essai ............................................................................................................................................................................................ 6

7 Exactitude des mesurages et variation des conditions d’essai ............................................................................ 8

8 Modes opératoires de validation du circuit de mesure des performances de filtration ...........9

8.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 9

8.2 Validation du circuit d’essai ......................................................................................................................................................... 9

8.3 Validation du circuit d’injection de polluant ..............................................................................................................10

9 Récapitulatif des informations requises avant de soumettre un élément filtrant à essai ....11

10 Préparation préliminaire à l’essai ..................................................................................................................................................11

10.1 Élément filtrant soumis à essai ..............................................................................................................................................11

10.2 Circuit d’injection de polluant ................................................................................................................................................12

10.3 Circuit d’essai ........................................................................................................................................................................................13

11 Essai de performances du filtre .........................................................................................................................................................14

12 Calculs ...........................................................................................................................................................................................................................16

13 Présentation des données .......................................................................................................................................................................18

14 Déclaration d’identification (référence au présent document) .......................................................................20

Annexe A (normative) Propriétés de base du fluide d’essai .....................................................................................................21

Annexe B (informative) Guide de conception du montage d’essai .....................................................................................23

Annexe C (informative) Exemples de rapport, de calculs et de graphiques ..............................................................29

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................38

© ISO 2021 – Tous droits réservés iii
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ISO 23369:2021(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 (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents

critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/ directives).

L'attention est attirée 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. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/ brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion

de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/ avant -propos.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 131, Transmissions hydrauliques et

pneumatiques, sous-comité SC 6, Contrôle de la contamination.

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
iv © ISO 2021 – Tous droits réservés
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ISO 23369:2021(F)
Introduction

Dans les circuits de transmission hydraulique, l’une des fonctions du fluide hydraulique est de séparer et

de lubrifier les parties mobiles des composants. La présence d’une pollution particulaire solide génère

une usure, ce qui entraîne une perte d’efficacité, une réduction de la durée de vie des composants et,

par conséquent, un manque de fiabilité.

Un filtre hydraulique est utilisé pour maintenir le nombre de particules circulant à l’intérieur du circuit

à un niveau qui soit adapté à la sensibilité des composants aux polluants et au niveau de fiabilité requis

par les utilisateurs.

Des modes opératoires d’essai permettent de comparer les performances relatives des filtres de façon à

pouvoir choisir le filtre le plus approprié. Les caractéristiques de performance d’un filtre dépendent de

l’élément (son matériau filtrant et sa géométrie) et du boîtier (sa configuration générale et la conception

de son joint d’étanchéité).

Dans la pratique, un filtre est soumis à un écoulement continu de polluants entraînés dans le fluide

hydraulique jusqu’à ce qu’une pression différentielle finale spécifiée soit atteinte (pression d’ouverture

du clapet de décharge ou réglage de l’indicateur de pression différentielle).

La durée de fonctionnement (avant d’atteindre la pression finale) et la teneur en polluants en tout

point du circuit dépendent du taux d’ajout de polluants (taux d’entrée plus taux de production) et des

caractéristiques de performance du filtre.

Par conséquent, un essai de laboratoire réaliste détermine les performances relatives d’un filtre

en le soumettant à un écoulement continu de polluants ainsi qu’à une surveillance périodique de

ses caractéristiques de performance de filtration. Une méthode de filtration multi-passe normalisée

permettant d’évaluer les performances d’éléments filtrants de transmissions hydrauliques dans

des conditions de régime d’écoulement continu a été élaborée dans le cadre de l’ISO 16889. Ce mode

opératoire d’essai fournit une base de comparaison des caractéristiques de performance relatives

de divers éléments filtrants. Les résultats d’un tel essai pourraient toutefois ne pas être directement

applicables à la plupart des conditions réelles de fonctionnement.

En fonctionnement réel, un filtre de transmission hydraulique n’est pas soumis, en général, à un régime

d’écoulement continu, mais à des degrés variables de débit cyclique. Les essais ont démontré que, dans

de nombreuses situations, les capacités de filtration d’un élément sont fortement réduites lorsque celui-

ci est soumis à des conditions de débit cyclique fluctuantes. Il est par conséquent important d’évaluer

les performances de filtration d’un filtre destiné à des applications sous débit cyclique.

Le mode opératoire d’essai de filtres hydrauliques multi-passe sous débit cyclique spécifié dans le

présent document a été élaboré en vue de compléter l’essai de base en régime d’écoulement continu

(ISO 16889) pour les éléments filtrants destinés à être utilisés sous débit cyclique. La fréquence de

débit cyclique recommandée de 0,1 Hz est le résultat d’une enquête menée auprès des industriels et

d’un large éventail de résultats d’essais. Si des fréquences nettement plus élevées sont attendues en

fonctionnement réel, il convient de réaliser l’essai à ces fréquences en vue d’obtenir des résultats plus

significatifs. Il est permis d’appliquer le mode opératoire spécifié dans le présent document à une

fréquence de cycle autre que 0,1 Hz, sur accord entre le fournisseur et l’utilisateur. Cependant, seules

les valeurs obtenues dans le cadre de l’essai à la fréquence de 0,1 Hz peuvent être consignées comme

ayant été déterminées conformément au présent document.

Des échantillons de fluide sont prélevés dans le circuit d’essai pour évaluer les caractéristiques de

filtration des particules de l’élément filtrant. Pour empêcher que l’échantillonnage ait une incidence

néfaste sur les résultats d’essai, une limite inférieure est appliquée au débit nominal des éléments

filtrants qu’il convient de soumettre à essai selon ce mode opératoire.

Le débit maximal actuel spécifié dans le présent document est basé sur la concentration maximale des

circuits d’injection qualifiés à ce jour.
© ISO 2021 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 23369:2021(F)
Transmissions hydrauliques — Évaluation des
performances d’un élément filtrant par la méthode de
filtration multi-passe sous débit cyclique
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie:

a) un essai d’évaluation des performances de filtration d’éléments filtrants de transmissions

hydrauliques, multi-passe sous débit cyclique, avec injection continue de polluants;

b) un mode opératoire permettant de déterminer leur capacité de rétention des polluants, ainsi que

leurs caractéristiques en matière d’élimination des particules et de pression différentielle;

c) un essai applicable à l’heure actuelle aux éléments filtrants de transmissions hydrauliques ayant

un rapport de filtration moyen égal ou supérieur à 75 pour les tailles de particules inférieures

ou égales à 25 µm(c) et une concentration finale dans le réservoir du circuit d’essai inférieure à

200 mg/l. Il est nécessaire de déterminer par validation la plage des débits et la limite inférieure de

taille de particules pouvant être utilisées avec les installations d’essai;

d) un essai utilisant le contaminant ISO 12103-1 A3 «Medium Test Dust» («poussière d’essai moyenne»)

comme polluant, ainsi qu’un fluide d’essai.

Le présent document fournit un mode opératoire d’essai générant des données d’essai reproductibles

pour l’évaluation des performances de filtration d’un élément filtrant de transmission hydraulique non

soumis à l’influence de charges électrostatiques.
Le présent document est applicable à trois conditions d’essai:
1) essai réalisé avec une concentration amont de base de 3 mg/l;
2) essai réalisé avec une concentration amont de base de 15 mg/l;
3) essai réalisé avec une concentration amont de base de 15 mg/l.
2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des exigences 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 2160, Produits pétroliers — Action corrosive sur le cuivre — Essai à la lame de cuivre

ISO 2942, Transmissions hydrauliques — Éléments filtrants — Vérification de la conformité de fabrication

et détermination du point de première bulle

ISO 3722, Transmissions hydrauliques — Flacons de prélèvement — Homologation et contrôle des méthodes

de nettoyage

ISO 3968, Transmissions hydrauliques — Filtres — Évaluation de la perte de charge en fonction du débit

ISO 4021, Transmissions hydrauliques — Analyse de la pollution par particules — Prélèvement des

échantillons de fluide dans les circuits en fonctionnement
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ISO 23369:2021(F)

ISO 4405, Transmissions hydrauliques — Pollution des fluides — Détermination de la pollution particulaire

par la méthode gravimétrique

ISO 11171, Transmissions hydrauliques — Étalonnage des compteurs automatiques de particules en

suspension dans les liquides

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, 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 suivants s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
3.1
masse de polluant injectée

masse de polluant particulaire spécifique injectée dans le circuit d’essai pour obtenir la pression

différentielle finale
3.2
pression différentielle

différence entre les pressions mesurées à l’entrée et à la sortie du composant soumis à essai dans les

conditions spécifiées

Note 1 à l'article: Voir la Figure 1 pour une représentation graphique des termes relatifs à la pression différentielle.

3.3
pression différentielle du montage d’essai propre

différence entre les pressions mesurées à l’entrée et à la sortie d’un boîtier de filtre contenant un

élément filtrant propre
3.4
pression différentielle de l’élément propre

pression différentielle de l’élément propre calculée par la différence entre la pression différentielle du

montage d’essai propre et la pression différentielle du boîtier d’essai seul
3.5
pression différentielle finale du montage

pression différentielle aux bornes du montage à la fin de l’essai, qui est égale à la somme de la pression

différentielle du boîtier d’essai et de la pression différentielle finale de l’élément filtrant

3.6
pression différentielle du boîtier
pression différentielle aux bornes du boîtier d’essai sans élément filtrant
3.7
pression différentielle finale de l’élément filtrant

pression différentielle maximale aux bornes de l’élément filtrant, telle que définie par le fabricant pour

limiter les performances utiles
2 © ISO 2021 – Tous droits réservés
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ISO 23369:2021(F)
3.8
conductivité au repos

conductivité électrique au moment initial de mesure du courant, après application d’une tension

continue entre les électrodes

Note 1 à l'article: La conductivité au repos est l’inverse de la résistance d’un fluide non chargé en l’absence

d’appauvrissement ou de polarisation ionique.
3.9
capacité de rétention

masse de polluant particulaire spécifique effectivement retenue par l’élément filtrant lorsque sa

pression différentielle finale est atteinte
3.10
débit cyclique

variation du débit qui passe du débit nominal spécifié à 25 % de celui-ci à une fréquence et une forme

d’onde spécifiées
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ISO 23369:2021(F)
Légende
pression différentielle (Δ )
2 temps d’essai ou masse de polluant injectée
3 pression différentielle finale du montage (fin de l’essai)
4 pression différentielle finale de l’élément filtrant
pression différentielle de l’élément propre à q
max
pression différentielle du boîtier à q
max
pression différentielle du montage d’essai propre à q
max

Figure 1 — Conventions relatives aux pressions différentielles pour l’essai de filtration

multi-passe sous débit cyclique
4 © ISO 2021 – Tous droits réservés
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ISO 23369:2021(F)
4 Symboles
Tableau 1 — Symboles
Symbole Unité Description

particules par millilitre nombre moyen global de particules amont dont la taille est supérieure à

u,x
nombre moyen global de particules aval dont la taille est supérieure à x
particules par millilitre
d,x
a rapport de filtration à la taille de particules x (étalonnage ISO 11171)
x()c
rapport de filtration à la taille de particules x et à l’intervalle de temps t
α –
xt,
α rapport de filtration moyen à la taille de particules x (étalonnage
ISO 11171)
– rampe d'augmentation et de diminution
milligrammes par litre concentration amont de base moyenne
c′ milligrammes par litre concentration amont de base visée
milligrammes par litre concentration d’injection moyenne
c′ milligrammes par litre concentration d’injection visée

milligrammes par litre concentration dans le réservoir d’essai à 80 % de la pression différen-

tielle du montage d’essai
grammes masse de polluant nécessaire pour l’injection
m grammes capacité de rétention de polluant estimée de l’élément filtrant (masse
injectée)
m grammes masse de polluant injectée
grammes masse de polluant injectée à la pression différentielle de l’élément
m grammes capacité de rétention
N – comptages pendant une période de temps spécifique
nombre de particules amont dont la taille est supérieure à x au
particules par millilitre
u,xi,
comptage i
nombre de particules aval dont la taille est supérieure à x au comptage i
particules par millilitre
d,xi,
nombre moyen de particules amont dont la taille est supérieure à x et à
particules par millilitre
u,xt,
l’intervalle de temps t
nombre moyen de particules aval dont la taille est supérieure à x et à
particules par millilitre
d,xt,
l’intervalle de temps t
p Pa ou kPa (bar) pression
Δp Pa ou kPa (bar) pression différentielle
q litres par minute débit d’essai
q litres par minute débit d’essai moyen
q litres par minute débit d’essai minimal (25 % de q )
min max
litres par minute débit d’essai maximal
max
q litres par minute débit d’échantillonnage aval soustrait
litres par minute débit d’injection moyen
q′ litres par minute débit d’injection souhaité
litres par minute débit d’échantillonnage amont soustrait
t minutes durée de l’essai, temps d’essai

L’indice (c) signifie que le rapport de filtration, α , et le rapport de filtration moyen, α , sont déterminés

x()c x()c

conformément à la méthode donnée dans le présent document en utilisant des compteurs automatiques de particules

étalonnés conformément à l’ISO 11171.
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ISO 23369:2021(F)
Tableau 1 (suite)
Symbole Unité Description
minutes temps d’essai prévu
minutes temps d’essai final
minutes temps d’essai à la pression différentielle de l’élément
′ secondes temps d’essai prévu
V litres volume final mesuré dans le circuit d’injection
litres volume initial mesuré dans le circuit d’injection
V litres volume minimal de fonctionnement requis pour le circuit d’injection
min
litres volume final mesuré du circuit d’essai
V litres volume minimal validé du circuit d’injection
micromètres tailles de particules
xx,
x micromètres taille de particules interpolée
int

L’indice (c) signifie que le rapport de filtration, α , et le rapport de filtration moyen, α , sont déterminés

x()c x()c

conformément à la méthode donnée dans le présent document en utilisant des compteurs automatiques de particules

étalonnés conformément à l’ISO 11171.
5 Mode opératoire général
5.1 Monter et entretenir l’appareillage conformément aux Articles 6 et 7.
5.2 Valider l’équipement conformément à l’Article 8.
5.3 Réaliser tous les essais conformément aux Articles 9, 10 et 11.
5.4 Analyser les données d’essai conformément à l’Article 12.

5.5 Présenter les données provenant des Articles 10, 11 et 12 conformément aux exigences de

l’Article 13.
6 Équipement d’essai

6.1 Chronomètre étalonné, un chronomètre numérique ou mécanique étalonné par une installation

respectant les exigences de l’ISO/IEC 17025.

6.2 Compteur(s) automatique(s) de particules (CAP), étalonné(s) conformément à l’ISO 11171.

6.3 Contaminant ISO «Medium Test Dust» (ISO MTD) (conforme à l’ISO 12103-1, A3), séché à une

température comprise entre 110 °C et 150 °C pendant au moins 1 h pour des quantités inférieures à

200 g. Avant de l’introduire dans le circuit d’essai, mélanger le contaminant d’essai dans le fluide d’essai

et agiter mécaniquement; disperser ensuite par traitement ultrasonique dans un bain à ultrasons ayant

2 2
une densité de puissance comprise entre 3 000 W/m et 10 000 W/m .

NOTE 1 Ce contaminant est disponible dans le commerce. Pour tout renseignement concernant la disponibilité

du contaminant ISO «Medium Test Dust», contacter le secrétariat central de l’ISO ou des membres nationaux de

l’ISO.

NOTE 2 Si la quantité totale requise de contaminant ISO «Medium Test Dust» est supérieure à 200 g, il est

possible de préparer des lots de 200 g maximum pour obtenir la quantité requise.
6 © ISO 2021 – Tous droits réservés
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ISO 23369:2021(F)

6.4 Si nécessaire, un système de comptage en ligne de particules, avec ou sans circuit de dilution, qui a

été validé conformément à l’ISO 11943.

6.5 Flacons d’échantillonnage, contenant moins de 20 particules de taille supérieure à 6 µm(c)

par millilitre de volume du flacon, qualifiés conformément à l’ISO 3722, pour recueillir les échantillons

destinés aux analyses gravimétriques.

6.6 Fluide d’essai à base de pétrole présentant les propriétés spécifiées à l’Annexe A.

NOTE 1 L’utilisation de ce fluide hydraulique garantit une plus grande reproductibilité des résultats et est

fondée sur des pratiques courantes, sur d’autres normes reconnues concernant les filtres et sur sa disponibilité à

l’échelle mondiale.

NOTE 2 L’ajout d’un agent antistatique à ce fluide d’essai peut avoir une incidence sur les résultats de l’essai.

6.7 Circuit de mesure des performances de filtration, comprenant un circuit d’essai et un circuit

d’injection de polluant.
6.7.1 Circuit d’essai comprenant:

a) un réservoir, une pompe, un appareil de conditionnement du fluide et des instruments pouvant

s’adapter aux plages de débit, de pression et de volume requises par le mode opératoire et pouvant

satisfaire aux exigences de validation de l’Article 8;

b) un filtre de dépollution permettant d’obtenir un niveau initial de pollution du circuit tel que spécifié

dans le Tableau 3;

c) une configuration qui soit relativement insensible à la teneur en polluant prévue et pouvant

satisfaire aux exigences de validation de l’Article 8;

d) une configuration qui ne modifie pas la distribution granulométrique des particules du polluant

d’essai pendant la durée prévue de l’essai et pouvant satisfaire aux exigences de validation de

l’Article 8;
e) des prises de pression conformément aux exigences de l’ISO 3968;

f) des sections d’échantillonnage du fluide en amont et en aval du filtre soumis à essai, conformément

aux exigences de l’ISO 4021;

g) une conduite de dérivation du débit cyclique équipée d’une vanne d’isolement à commande

automatique (par exemple, une vanne à boisseau sphérique ou un distributeur à clapet à

actionnement électrique, ou un système alternatif tel qu’un entraînement direct, qui se sont avérés

satisfaisants pour cette application) à même de produire le cycle de débit requis à la fréquence

spécifiée.

NOTE En ce qui concerne les configurations courantes qui se sont avérées satisfaisantes, voir le guide de

conception du circuit d’essai à l’Annexe B.
6.7.2 Circuit d’injection de polluant comprenant:

a) un réservoir, une pompe, un appareil de conditionnement du fluide et des instruments pouvant

s’adapter aux plages de débit, de pression et de volume requises par le mode opératoire et pouvant

satisfaire aux exigences de validation de l’Article 8;

b) une configuration qui soit relativement insensible à la teneur en polluant prévue et pouvant

satisfaire aux exigences de validation de l’Article 8;

c) une configuration qui ne modifie pas la distribution granulométrique des particules du polluant

d’essai pendant la durée prévue de l’essai et pouvant satisfaire aux exigences de validation de

l’Article 8;
© ISO 2021 – Tous droits réservés 7
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ISO 23369:2021(F)
d) une section d’échantillonnage du fluide conforme aux exigences de l’ISO 4021.

NOTE En ce qui concerne les configurations courantes qui se sont avérées satisfaisantes, voir le guide de

conception du circuit d’injection de polluant à l’Annexe B.

6.8 Filtres à membrane et équipements associés, adaptés à la réalisation d’une analyse

gravimétrique de la pollution conformément à l’ISO 4405.
7 Exactitude des mesurages et variation des conditions d’essai

7.1 Respecter l’exactitude des instruments et les conditions d’essai indiquées dans le Tableau 2 et les

maintenir dans les limites prescrites.
Tableau 2 — Exactitude des instruments et variation des conditions d’essai
Exactitude de Variation autorisée
Paramètre d’essai Unité SI lecture des des conditions
instruments ( ± ) d’essai ( ± )
Conductivité pS/m 10 % 1 500 pS/m ± 500 pS/m
Pression différentielle Pa ou kPa (bar) 5 % —
Concentration amont de base mg/l — 10 %
Débit d’injection ml/min 2 % 5 %
Débit d’essai l/min 2 % 5 %
Capteur CAP et débits de dilution ml/min 1,5 % 3 %
b 2 2
Viscosité cinématique mm /s 2 % 1 mm /s
Masse g 0,1 mg —
Température °C 1 °C 2 °C
Temps s 0,1 s —
Volume du circuit d’injection l 2 % —
Volume du circuit d’essai l 2 % 5 %

Variation du débit des capteurs à inclure dans les 10 % d’écart total autorisé entre les capteurs.

b 2
1 mm /s/s = 1 cSt.
Ou telle que requise pour garantir la tolérance de viscosité.
7.2 Maintenir les p
...

FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 23369
ISO/TC 131/SC 6
Hydraulic fluid power — Multi-
Secretariat: BSI
pass method of evaluating filtration
Voting begins on:
2021­03­11 performance of a filter element under
cyclic flow conditions
Voting terminates on:
2021­05­06
Transmissions hydrauliques — Évaluation des performances d’un
élément filtrant par la méthode de filtration multi-passe sous debit
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO­
ISO/FDIS 23369:2021(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN­
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
NATIONAL REGULATIONS. ISO 2021
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/FDIS 23369:2021(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2021

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ii © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 23369:2021(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

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

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

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

4 Symbols .......................................................................................................................................................................................................................... 4

5 General procedure .............................................................................................................................................................................................. 5

6 Test equipment....................................................................................................................................................................................................... 5

7 Measurement accuracy and test condition variation ..................................................................................................... 7

8 Filter performance test circuit validation procedures ................................................................................................. 8

8.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 8

8.2 Filter test system validation ........................................................................................................................................................ 8

8.3 Contaminant injection system validation ........................................................................................................................ 9

9 Summary of information required prior to testing a filter element ...............................................................9

10 Preliminary test preparation ...............................................................................................................................................................10

10.1 Test filter assembly ..........................................................................................................................................................................10

10.2 Contaminant injection system ................................................................................................................................................10

10.3 Filter test system ................................................................................................................................................................................11

11 Filter performance test ...............................................................................................................................................................................12

12 Calculations.............................................................................................................................................................................................................14

13 Data presentation .............................................................................................................................................................................................16

14 Identification statement (reference to this document) ............................................................................................18

Annex A (normative) Base test fluid properties ....................................................................................................................................19

Annex B (informative) Test system design guide ..................................................................................................................................21

Annex C (informative) Example report, calculations and graphs ........................................................................................26

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................34

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ISO/FDIS 23369:2021(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 non­governmental, 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.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).

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. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/

iso/ foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 131, Fluid power systems, Subcommittee

SC 6, Contamination control.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
iv © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 23369:2021(E)
Introduction

In hydraulic fluid power systems, one of the functions of the hydraulic fluid is to separate and lubricate

the moving parts of components. The presence of solid particulate contamination produces wear,

resulting in loss of efficiency, reduced component life and subsequent unreliability.

A hydraulic filter is provided to control the number of particles circulating within the system to a level

that is commensurate with the degree of sensitivity of the components to contaminant and the level of

reliability required by the users.

Test procedures enable the comparison of the relative performance of filters so that the most

appropriate filter can be selected. The performance characteristics of a filter are a function of the

element (its medium and geometry) and the housing (its general configuration and seal design).

In practice, a filter is subjected to a continuous flow of contaminant entrained in the hydraulic fluid until

some specified terminal differential pressure (relief-valve cracking pressure of differential-pressure

indicator setting) is reached.

Both the length of operating time (prior to reaching terminal pressure) and the contaminant level at

any point in the system are functions of the rate of contaminant addition (ingression plus generation

rates) and the performance characteristics of the filter.

Therefore, a realistic laboratory test establishes the relative performance of a filter by providing the

test filter with a continuous supply of ingressed contaminant and allowing the periodic monitoring of

the filtration performance characteristics of the filter. A standard multi-pass method for evaluating

the performance of hydraulic fluid power filter elements under steady-state flow conditions has

been developed as ISO 16889. That test procedure provides a basis for the comparison of the relative

performance characteristics of various filter elements. The results from such a test, however, might not

be directly applicable to most actual operating conditions.

In actual operation, a hydraulic fluid power filter is generally not subjected to steady-state flow but

to varying degrees of cyclic flow. Tests have shown that, in many instances, the filtration capabilities

of an element are severely reduced when subjected to varying cyclic flow conditions. It is therefore

important to evaluate the filtration performance of a filter for applications under cyclic flow conditions.

The cyclic flow multi-pass test procedure for hydraulic filters specified in this document has been

developed to supplement the basic steady-state flow test (ISO 16889) for filter elements that are

expected to be placed in service with cyclic flow. The recommended flow cycle rate of 0,1 Hz is a result

of an industry survey and a broad range of test results. If much higher cycle rates are expected in

actual service, the test should be conducted at that frequency to produce more meaningful results. The

procedure specified in this document may be applied at a cycle rate other than 0,1 Hz, if agreed upon

between the supplier and user. However, only values resulting from testing at the 0,1 Hz cycle rate may

be reported as having been determined in accordance with this document.

Fluid samples are extracted from the test system to evaluate the filter element’s particulate removal

characteristics. To prevent this sampling from adversely affecting the test results, a lower limit is

placed upon the rated flow rate of filter elements that should be tested with this procedure.

The current maximum flow rate specified in this document is based upon the maximum gravimetric

level of injection systems that have been qualified to date.
© ISO 2021 – All rights reserved v
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FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 23369:2021(E)
Hydraulic fluid power — Multi-pass method of evaluating
filtration performance of a filter element under cyclic flow
conditions
1 Scope
This document specifies:

a) A multi-pass filtration performance test under cyclic flow conditions with continuous contaminant

injection for hydraulic fluid power filter elements.

b) A procedure for determining the contaminant capacity, particulate removal and differential

pressure characteristics.

c) A test currently applicable to hydraulic fluid power filter elements that exhibit an average filtration

ratio greater than or equal to 75 for particle sizes ≤25 µm(c), and a final test system reservoir

gravimetric level of less than 200 mg/L. It is necessary to determine by validation the range of flow

rates and the lower particle size limit that can be used in test facilities.
d) A test using ISO 12103-1 A3 medium test dust contaminant and a test fluid.

This document provides a test procedure that yields reproducible test data for appraising the filtration

performance of a hydraulic fluid power filter element without influence of electrostatic charge.

This document is applicable to three test conditions:
1) Base upstream gravimetric level of 3 mg/L.
2) Base upstream gravimetric level of 10 mg/L.
3) Base upstream gravimetric level of 15 mg/L.
2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements 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 2160, Petroleum products — Corrosiveness to copper — Copper strip test

ISO 2942, Hydraulic fluid power — Filter elements — Verification of fabrication integrity and determination

of the first bubble point

ISO 3722, Hydraulic fluid power — Fluid sample containers — Qualifying and controlling cleaning methods

ISO 3968, Hydraulic fluid power — Filters — Evaluation of differential pressure versus flow

ISO 4021, Hydraulic fluid power — Particulate contamination analysis — Extraction of fluid samples from

lines of an operating system

ISO 4405, Hydraulic fluid power — Fluid contamination — Determination of particulate contamination by

the gravimetric method

ISO 11171, Hydraulic fluid power — Calibration of automatic particle counters for liquids

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ISO/FDIS 23369:2021(E)

ISO 11943, Hydraulic fluid power — Online automatic particle-counting systems for liquids — Methods of

calibration and validation

ISO 12103­1, Road vehicles — Test contaminants for filter evaluation — Part 1: Arizona test dust

3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
contaminant mass injected

mass of specific particulate contaminant injected into the test circuit to obtain the terminal differential

pressure
3.2
differential pressure

difference between the tested component inlet and outlet pressures as measured under the specified

conditions

Note 1 to entry: See Figure 1 for a graphical depiction of differential pressure terms.

3.3
clean assembly differential pressure

difference between the tested component inlet and outlet pressures as measured with a clean filter

housing containing a clean filter element
3.4
clean element differential pressure

differential pressure of the clean element calculated as the difference between the clean assembly

differential pressure and the housing differential pressure
3.5
final assembly differential pressure

assembly differential pressure at end of a test, equal to the sum of the housing differential pressure and

the terminal element differential pressure
3.6
housing differential pressure
differential pressure of the filter housing without an element
3.7
terminal element differential pressure

maximum differential pressure across the filter element as designated by the manufacturer to limit

useful performance
3.8
rest conductivity

electrical conductivity at the initial instant of current measurement after a DC voltage is impressed

between electrodes

Note 1 to entry: Rest conductivity is the reciprocal of the resistance of uncharged fluid in the absence of ionic

depletion or polarization.
2 © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 23369:2021(E)
3.9
retained capacity

mass of specific particulate contaminant effectively retained by the filter element when terminal

element differential pressure is reached
3.10
cyclic flow

change of flow from the specified rated flow rate to 25 % of rated flow rate at a specified frequency and

waveform
Key
differential pressure (Δp )
2 test time or contaminant mass injected
3 final assembly differential pressure (end of test)
4 terminal element differential pressure
clean element differential pressure at q
max
housing differential pressure at q
max
clean assembly differential pressure at q
max

Figure 1 — Differential pressure conventions for multi-pass test under cyclic flow conditions

© ISO 2021 – All rights reserved 3
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ISO/FDIS 23369:2021(E)
4 Symbols
Table 1 — Symbols
Symbol Unit Description
overall average upstream count of particles larger than size x
particles per millilitre
u,x
overall average downstream count of particles larger than size x
particles per millilitre
d,x
filtration ratio at particle size x (ISO 11171 calibration)
α –
x()c
filtration ratio at particle size x and time interval t
xt,
α –
average filtration ratio at particle size x (ISO 11171 calibration)
x()c
– rise and fall ramp
milligrams per litre average base upstream gravimetric level
' milligrams per litre desired base upstream gravimetric level
milligrams per litre average injection gravimetric level
' milligrams per litre desired injection gravimetric level

milligrams per litre test reservoir gravimetric level at 80 % assembly differential pressure

grams mass of contaminant needed for injection
grams estimated filter element contaminant capacity (mass injected)
m grams contaminant mass injected
grams contaminant mass injected at element differential pressure
m grams retained capacity
N – number of counts in specific time period

particles per millilitre number of upstream particles larger than size x at count i

u,xi,
number of downstream particles larger than size x at count i
N particles per millilitre
d,xi,
average upstream count of particles larger than size x at time interval t
particles per millilitre
u,xt,
average downstream count of particles larger than size x at time
particles per millilitre
d,xt,
interval t
Pa or kPa (bar) pressure
Pa or kPa (bar) differential pressure
litres per minute test flow rate
q litres per minute average test flow rate
q litres per minute minimum test flow rate (25 % of q )
min max
q litres per minute maximum test flow rate
max
q litres per minute discarded downstream sample flow rate
litres per minute average injection flow rate
litres per minute desired injection flow rate
litres per minute discarded upstream sample flow rate
minutes test time
minutes predicted test time
minutes final test time

The subscript (c) signifies that the filtration ratio, α , and the average filtration ratio, α , are determined in

x c x c
() ()

accordance with the method in this document using automatic particle counters calibrated in accordance with ISO 11171.

4 © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 23369:2021(E)
Table 1 (continued)
Symbol Unit Description
minutes test time at element differential pressure
seconds rise time in test flow rate cycle
seconds fall time in test flow rate cycle
′ seconds predicted test time
V litres final measured injection system volume
litres initial measured injection system volume
V litres minimum required operating injection system volume
min
litres final measured filter test system volume
V litres minimum validated injection system volume
micrometres particle sizes
xx,
x micrometres interpolated particle size
int

The subscript (c) signifies that the filtration ratio, α , and the average filtration ratio, α , are determined in

x()c x()c

accordance with the method in this document using automatic particle counters calibrated in accordance with ISO 11171.

5 General procedure
5.1 Set up and maintain apparatus in accordance with Clauses 6 and 7.
5.2 Validate equipment in accordance with Clause 8.
5.3 Run all tests in accordance with Clauses 9, 10 and 11.
5.4 Analyse test data in accordance with Clause 12.

5.5 Present data from Clauses 10, 11 and 12 in accordance with the requirements of Clause 13.

6 Test equipment

6.1 Calibrated timer, a digital or mechanical stopwatch calibrated by a facility meeting the

requirements of ISO/IEC 17025.

6.2 Automatic particle counter(s) (APC), calibrated in accordance with ISO 11171.

6.3 ISO medium test dust (ISO MTD) (in accordance with ISO 12103­1, A3 medium test dust), dried

at 110 °C to 150 °C for not less than 1 h for quantities less than 200 g. For use in the test system, mix the

test dust into the test fluid, mechanically agitate, then disperse ultrasonically in an ultrasonic bath that

2 2
has a power density of 3 000 W/m to 10 000 W/m .

NOTE 1 This dust is commercially available. For availability of ISO medium test dust, contact the ISO Central

Secretariat or member bodies of ISO.

NOTE 2 If the total quantity of ISO medium test dust needed is greater than 200 g, batches not exceeding 200 g

can be prepared to make up the amount required.

6.4 If necessary, an online particle counting system with optional dilution system that has been

validated in accordance with ISO 11943.
© ISO 2021 – All rights reserved 5
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ISO/FDIS 23369:2021(E)

6.5 Sample bottles, containing less than 20 particles larger than 6 µm(c) per millilitre of bottle

volume, qualified in accordance with ISO 3722, to collect samples for gravimetric analyses.

6.6 Petroleum base test fluid, with properties as specified in Annex A.

NOTE 1 The use of this hydraulic fluid assures greater reproducibility of results and is based upon current

practices, other accepted filter standards and its world-wide availability.

NOTE 2 The addition of an anti-static agent to this test fluid can affect the test results.

6.7 Filter performance test circuit, composed of a filter test system and a contaminant injection system.

6.7.1 Filter test system, consisting of:

a) a reservoir, pump, fluid conditioning apparatus and instrumentation that are capable of

accommodating the range of flow rates, pressures and volumes required by the procedure and

capable of meeting the validation requirements of Clause 8;

b) a clean-up filter capable of providing an initial system contamination level as specified in Table 3;

c) a configuration that is relatively insensitive to the intended contaminant level and capable of

meeting the validation requirements of Clause 8;

d) a configuration that does not alter the test contaminant particle size distribution over the

anticipated test duration and that is capable of meeting the validation requirements of Clause 8;

e) pressure taps in accordance with the requirements of ISO 3968;

f) fluid sampling sections upstream and downstream of the test filter, in accordance with the

requirements of ISO 4021;

g) cyclic flow bypass line equipped with an automatically controlled shut-off valve (e.g., an electrically-

actuated ball valve or poppet type valve or alternative system (e.g. direct drive), which have been

shown to be satisfactory for this application) capable of producing the required flow rate cycle at

the designated frequency.

NOTE For typical configurations that have proved to be satisfactory, see the filter test system design guide

in Annex B.
6.7.2 Contaminant injection system, consisting of:

a) a reservoir, pump, fluid conditioning apparatus and instrumentation that are capable of

accommodating the range of flow rates, pressures and volumes required by the procedure and

capable of meeting the validation requirements of Clause 8;

b) a configuration that is relatively insensitive to the intended contaminant level and capable of

meeting the validation requirements of Clause 8;

c) a configuration that does not alter the test contaminant particle size distribution over the

anticipated test duration and capable of meeting the validation requirements of Clause 8;

d) a fluid sampling section in accordance with the requirements of ISO 4021.

NOTE For typical configurations that have proved to be satisfactory, see the contaminant injection system

design guide in Annex B.

6.8 Membrane filters and associated equipment, suitable for conducting gravimetric contamination

analysis in accordance with ISO 4405.
6 © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO/FDIS 23369:2021(E)
7 Measurement accuracy and test condition variation

7.1 Use and maintain instrument accuracy and test conditions within the limits given in Table 2.

Table 2 — Instrument accuracy and test condition variation
Instrument accu- Allowed test condition
Test parameter SI unit
racy (±) of reading variation (±)
Conductivity pS/m 10 % 1 500 pS/m ± 500 pS/m
Differential pressure Pa or kPa (bar) 5 % —
Base upstream gravimetric level mg/L — 10 %
Injection flow rate mL/min 2 % 5 %
Test flow rate L/min 2 % 5 %
APC sensor and dilution flow rates mL/min 1,5 % 3 %
b 2 2
Kinematic viscosity mm /s 2 % 1 mm /s
Mass g 0,1 mg —
Temperature °C 1 °C 2 °C
Time s 0,1 s —
Injection system volume L 2 % —
Filter test system volume L 2 % 5 %

Sensor flow variation to be included in the overall 10 % allowed between sensors.

b 2
1 mm /s/s = 1 cSt.
Or as required to guarantee the viscosity tolerance.

7.2 Maintain specific test parameters within the limits given in Table 3, depending on the test condition

being conducted.
Table 3 — Test condition values
Filter test condition
Parameter
Condition 1 Condition 2 Condition 3

Initial contamination level for filter test Less than 1 % of the minimum level specified in ISO 11943:2018,

system Table C.2 measured at the smallest particle size to be counted.
Initial contamination level for injection
Less than 1 % of injection gravimetric level.
system
Base upstream gravimetric level, based on
3 ± 0,3 mg/L 10 ± 1,0 mg/L 15 ± 1,5 mg/L
the average test flow rate while cycling, q
Minimum of five sizes selected to cover the presumed filter
b performance range from α =2 to α =1 000. Typical sizes
Recommended particle sizes to be counted
x()c x()c
are: (4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 20, 25, 30) µm(c).
Sampling and counting method Online automatic particle counting
From q to q at a frequency of 0,1 Hz (6 cycles/min) in
max min
Cyclic flow rate conditions
accordance with the waveform specified in Figure 2.

When comparing test results between two filters, the base upstream gravimetric level should be the same.

Particle sizes where α is low (α=2, 10…) can be unobtainable for fine filters, and particle sizes where α is high

(α =200, 1 000) can be unobtainable for coarser filters.
© ISO 2021 – All rights reserved 7
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ISO/FDIS 23369:2021(E)
8 Filter performance test circuit validation procedures
8.1 General

These validation procedures reveal the effectiveness of the filter performance test circuit to maintain

contaminant entrainment and prevent contaminant size modification.
8.2 Filter test system validation

8.2.1 Install a conduit in place of the filter housing during validation. The conduit shall be selected so

that is produces the maximum differential pressure expected during testing.
NOTE An orifice with a 60° inlet and outlet is recommended.

8.2.2 Validation shall be performed at the cyclic flow rate that includes the lowest minimum test flow

rate ( q ) and highest maximum test flow rate ( q ) at which the filter test system is to be operated.

min max
The minimum test flow rate shall be 25 % of the maximum test flow rate.

8.2.3 Validate the cyclic flow at 0,1 Hz (6 cycles/min), unless otherwise specified.

8.2.4 Adjust the total fluid volume of the filter test system (exclusive of th
...

PROJET
NORME ISO/FDIS
FINAL
INTERNATIONALE 23369
ISO/TC 131/SC 6
Transmissions hydrauliques —
Secrétariat: BSI
Évaluation des performances d’un
Début de vote:
2021-03-11 élément filtrant par la méthode de
filtration multi-passe sous débit
Vote clos le:
2021-05-06
cyclique
Hydraulic fluid power — Multi-pass method of evaluating filtration
performance of a filter element under cyclic flow conditions
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT
INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSER-
VATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT
CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMEN-
TATION EXPLICATIVE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-
Numéro de référence
MERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
ISO/FDIS 23369:2021(F)
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI-
BILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTA-
TION NATIONALE. ISO 2021
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ISO/FDIS 23369:2021(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
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ISO/FDIS 23369:2021(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

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

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

4 Symboles ....................................................................................................................................................................................................................... 5

5 Mode opératoire général.............................................................................................................................................................................. 6

6 Équipement d’essai ............................................................................................................................................................................................ 6

7 Exactitude des mesurages et variation des conditions d’essai ............................................................................ 8

8 Modes opératoires de validation du circuit de mesure des performances de filtration ...........9

8.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 9

8.2 Validation du circuit d’essai ......................................................................................................................................................... 9

8.3 Validation du circuit d’injection de polluant ..............................................................................................................10

9 Récapitulatif des informations requises avant de soumettre un élément filtrant à essai ....11

10 Préparation préliminaire à l’essai ..................................................................................................................................................11

10.1 Élément filtrant soumis à essai ..............................................................................................................................................11

10.2 Circuit d’injection de polluant ................................................................................................................................................12

10.3 Circuit d’essai ........................................................................................................................................................................................13

11 Essai de performances du filtre .........................................................................................................................................................14

12 Calculs ...........................................................................................................................................................................................................................16

13 Présentation des données .......................................................................................................................................................................18

14 Déclaration d’identification (référence au présent document) .......................................................................20

Annexe A (normative) Propriétés de base du fluide d’essai .....................................................................................................21

Annexe B (informative) Guide de conception du montage d’essai .....................................................................................23

Annexe C (informative) Exemples de rapport, de calculs et de graphiques ..............................................................29

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................37

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ISO/FDIS 23369:2021(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 du présent document 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 (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient en particulier de prendre note des différents

critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles rédactionnelles des Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www .iso .org/

directives).

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. Des précisions sur tout

droit de propriété constaté pendant l’élaboration du document figureront dans l’introduction et/ou sur

la liste des déclarations de brevets soumises à l’ISO (voir www .iso .org/ patents).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion

de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/ iso/ foreword .html.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 131, Transmissions hydrauliques et

pneumatiques, sous-comité SC 6, Contrôle de la contamination.

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www .iso .org/ members .html.
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ISO/FDIS 23369:2021(F)
Introduction

Dans les circuits de transmission hydraulique, l’une des fonctions du fluide hydraulique est de séparer et

de lubrifier les parties mobiles des composants. La présence d’une pollution particulaire solide génère

une usure, ce qui entraîne une perte d’efficacité, une réduction de la durée de vie des composants et,

par conséquent, un manque de fiabilité.

Un filtre hydraulique est utilisé pour maintenir le nombre de particules circulant à l’intérieur du circuit

à un niveau qui soit adapté à la sensibilité des composants aux polluants et au niveau de fiabilité requis

par les utilisateurs.

Des modes opératoires d’essai permettent de comparer les performances relatives des filtres de façon à

pouvoir choisir le filtre le plus approprié. Les caractéristiques de performance d’un filtre dépendent de

l’élément (son matériau filtrant et sa géométrie) et du boîtier (sa configuration générale et la conception

de son joint d’étanchéité).

Dans la pratique, un filtre est soumis à un écoulement continu de polluants entraînés dans le fluide

hydraulique jusqu’à ce qu’une pression différentielle finale spécifiée soit atteinte (pression d’ouverture

du clapet de décharge ou réglage de l’indicateur de pression différentielle).

La durée de fonctionnement (avant d’atteindre la pression finale) et la teneur en polluants en tout

point du circuit dépendent du taux d’ajout de polluants (taux d’entrée plus taux de production) et des

caractéristiques de performance du filtre.

Par conséquent, un essai de laboratoire réaliste détermine les performances relatives d’un filtre

en le soumettant à un écoulement continu de polluants ainsi qu’à une surveillance périodique de

ses caractéristiques de performance de filtration. Une méthode de filtration multi-passe normalisée

permettant d’évaluer les performances d’éléments filtrants de transmissions hydrauliques dans

des conditions de régime d’écoulement continu a été élaborée dans le cadre de l’ISO 16889. Ce mode

opératoire d’essai fournit une base de comparaison des caractéristiques de performance relatives

de divers éléments filtrants. Les résultats d’un tel essai pourraient toutefois ne pas être directement

applicables à la plupart des conditions réelles de fonctionnement.

En fonctionnement réel, un filtre de transmission hydraulique n’est pas soumis, en général, à un régime

d’écoulement continu, mais à des degrés variables de débit cyclique. Les essais ont démontré que, dans

de nombreuses situations, les capacités de filtration d’un élément sont fortement réduites lorsque celui-

ci est soumis à des conditions de débit cyclique fluctuantes. Il est par conséquent important d’évaluer

les performances de filtration d’un filtre destiné à des applications sous débit cyclique.

Le mode opératoire d’essai de filtres hydrauliques multi-passe sous débit cyclique spécifié dans le

présent document a été élaboré en vue de compléter l’essai de base en régime d’écoulement continu

(ISO 16889) pour les éléments filtrants destinés à être utilisés sous débit cyclique. La fréquence de

débit cyclique recommandée de 0,1 Hz est le résultat d’une enquête menée auprès des industriels et

d’un large éventail de résultats d’essais. Si des fréquences nettement plus élevées sont attendues en

fonctionnement réel, il convient de réaliser l’essai à ces fréquences en vue d’obtenir des résultats plus

significatifs. Il est permis d’appliquer le mode opératoire spécifié dans le présent document à une

fréquence de cycle autre que 0,1 Hz, sur accord entre le fournisseur et l’utilisateur. Cependant, seules

les valeurs obtenues dans le cadre de l’essai à la fréquence de 0,1 Hz peuvent être consignées comme

ayant été déterminées conformément au présent document.

Des échantillons de fluide sont prélevés dans le circuit d’essai pour évaluer les caractéristiques de

filtration des particules de l’élément filtrant. Pour empêcher que l’échantillonnage ait une incidence

néfaste sur les résultats d’essai, une limite inférieure est appliquée au débit nominal des éléments

filtrants qu’il convient de soumettre à essai selon ce mode opératoire.

Le débit maximal actuel spécifié dans le présent document est basé sur la concentration maximale des

circuits d’injection qualifiés à ce jour.
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PROJET FINAL DE NORME INTERNATIONALE ISO/FDIS 23369:2021(F)
Transmissions hydrauliques — Évaluation des
performances d’un élément filtrant par la méthode de
filtration multi-passe sous débit cyclique
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie:

a) un essai d’évaluation des performances de filtration d’éléments filtrants de transmissions

hydrauliques, multi-passe sous débit cyclique, avec injection continue de polluants;

b) un mode opératoire permettant de déterminer leur capacité de rétention des polluants, ainsi que

leurs caractéristiques en matière d’élimination des particules et de pression différentielle;

c) un essai applicable à l’heure actuelle aux éléments filtrants de transmissions hydrauliques ayant

un rapport de filtration moyen égal ou supérieur à 75 pour les tailles de particules inférieures

ou égales à 25 µm(c) et une concentration finale dans le réservoir du circuit d’essai inférieure à

200 mg/l. Il est nécessaire de déterminer par validation la plage des débits et la limite inférieure de

taille de particules pouvant être utilisées avec les installations d’essai;

d) un essai utilisant le contaminant ISO 12103-1 A3 «Medium Test Dust» («poussière d’essai moyenne»)

comme polluant, ainsi qu’un fluide d’essai.

Le présent document fournit un mode opératoire d’essai générant des données d’essai reproductibles

pour l’évaluation des performances de filtration d’un élément filtrant de transmission hydraulique non

soumis à l’influence de charges électrostatiques.
Le présent document est applicable à trois conditions d’essai:
1) essai réalisé avec une concentration amont de base de 3 mg/l;
2) essai réalisé avec une concentration amont de base de 15 mg/l;
3) essai réalisé avec une concentration amont de base de 15 mg/l.
2 Références normatives

Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des

exigences 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 2160, Produits pétroliers — Action corrosive sur le cuivre — Essai à la lame de cuivre

ISO 2942, Transmissions hydrauliques — Éléments filtrants — Vérification de la conformité de fabrication

et détermination du point de première bulle

ISO 3722, Transmissions hydrauliques — Flacons de prélèvement — Homologation et contrôle des méthodes

de nettoyage

ISO 3968, Transmissions hydrauliques — Filtres — Évaluation de la perte de charge en fonction du débit

ISO 4021, Transmissions hydrauliques — Analyse de la pollution par particules — Prélèvement des

échantillons de fluide dans les circuits en fonctionnement
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ISO/FDIS 23369:2021(F)

ISO 4405, Transmissions hydrauliques — Pollution des fluides — Détermination de la pollution particulaire

par la méthode gravimétrique

ISO 11171, Transmissions hydrauliques — Étalonnage des compteurs automatiques de particules en

suspension dans les liquides

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, 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 suivants s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
masse de polluant injectée

masse de polluant particulaire spécifique injectée dans le circuit d’essai pour obtenir la pression

différentielle finale
3.2
pression différentielle

différence entre les pressions mesurées à l’entrée et à la sortie du composant soumis à essai dans les

conditions spécifiées

Note 1 à l'article: Voir la Figure 1 pour une représentation graphique des termes relatifs à la pression différentielle.

3.3
pression différentielle du montage d’essai propre

différence entre les pressions mesurées à l’entrée et à la sortie d’un boîtier de filtre contenant un

élément filtrant propre
3.4
pression différentielle de l’élément propre

pression différentielle de l’élément propre calculée par la différence entre la pression différentielle du

montage d’essai propre et la pression différentielle du boîtier d’essai seul
3.5
pression différentielle finale du montage

pression différentielle aux bornes du montage à la fin de l’essai, qui est égale à la somme de la pression

différentielle du boîtier d’essai et de la pression différentielle finale de l’élément filtrant

3.6
pression différentielle du boîtier
pression différentielle aux bornes du boîtier d’essai sans élément filtrant
3.7
pression différentielle finale de l’élément filtrant

pression différentielle maximale aux bornes de l’élément filtrant, telle que définie par le fabricant pour

limiter les performances utiles
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ISO/FDIS 23369:2021(F)
3.8
conductivité au repos

conductivité électrique au moment initial de mesure du courant, après application d’une tension

continue entre les électrodes

Note 1 à l'article: La conductivité au repos est l’inverse de la résistance d’un fluide non chargé en l’absence

d’appauvrissement ou de polarisation ionique.
3.9
capacité de rétention

masse de polluant particulaire spécifique effectivement retenue par l’élément filtrant lorsque sa

pression différentielle finale est atteinte
3.10
débit cyclique

variation du débit qui passe du débit nominal spécifié à 25 % de celui-ci à une fréquence et une forme

d’onde spécifiées
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ISO/FDIS 23369:2021(F)
Légende
pression différentielle (Δp )
2 temps d’essai ou masse de polluant injectée
3 pression différentielle finale du montage (fin de l’essai)
4 pression différentielle finale de l’élément filtrant
pression différentielle de l’élément propre à q
max
pression différentielle du boîtier à q
max
pression différentielle du montage d’essai propre à q
max

Figure 1 — Conventions relatives aux pressions différentielles pour l’essai de filtration

multi-passe sous débit cyclique
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ISO/FDIS 23369:2021(F)
4 Symboles
Tableau 1 — Symboles
Symbole Unité Description
nombre moyen global de particules amont dont la taille est supérieure à x
particules par millilitre
u,x
nombre moyen global de particules aval dont la taille est supérieure à x
particules par millilitre
d,x
rapport de filtration à la taille de particules x (étalonnage ISO 11171)
α –
x()c
rapport de filtration à la taille de particules x et à l’intervalle de temps t
xt,
α rapport de filtration moyen à la taille de particules x (étalonnage
ISO 11171)
– rampe d'augmentation et de diminution
c milligrammes par litre concentration amont de base moyenne
′ milligrammes par litre concentration amont de base visée
c milligrammes par litre concentration d’injection moyenne
′ milligrammes par litre concentration d’injection visée

c milligrammes par litre concentration dans le réservoir d’essai à 80 % de la pression différen-

tielle du montage d’essai
grammes masse de polluant nécessaire pour l’injection
grammes capacité de rétention de polluant estimée de l’élément filtrant (masse
injectée)
grammes masse de polluant injectée
m grammes masse de polluant injectée à la pression différentielle de l’élément
grammes capacité de rétention
N – comptages pendant une période de temps spécifique
nombre de particules amont dont la taille est supérieure à x au
N particules par millilitre
u,xi,
comptage i
nombre de particules aval dont la taille est supérieure à x au comptage i
N particules par millilitre
d,xi,
nombre moyen de particules amont dont la taille est supérieure à x et à
particules par millilitre
u,xt,
l’intervalle de temps t
nombre moyen de particules aval dont la taille est supérieure à x et à
particules par millilitre
d,xt,
l’intervalle de temps t
p Pa ou kPa (bar) pression
Pa ou kPa (bar) pression différentielle
q litres par minute débit d’essai
q litres par minute débit d’essai moyen
q litres par minute débit d’essai minimal (25 % de q )
min max
litres par minute débit d’essai maximal
max
q litres par minute débit d’échantillonnage aval soustrait
litres par minute débit d’injection moyen
q′ litres par minute débit d’injection souhaité
litres par minute débit d’échantillonnage amont soustrait
t minutes durée de l’essai, temps d’essai
minutes temps d’essai prévu

L’indice (c) signifie que le rapport de filtration, α , et le rapport de filtration moyen, α , sont déterminés

x()c x()c

conformément à la méthode donnée dans le présent document en utilisant des compteurs automatiques de particules

étalonnés conformément à l’ISO 11171.
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ISO/FDIS 23369:2021(F)
Tableau 1 (suite)
Symbole Unité Description
minutes temps d’essai final
minutes temps d’essai à la pression différentielle de l’élément
secondes durée d’augmentation du débit dans l’essai de débit cyclique
secondes durée de diminution du débit dans l’essai de débit cyclique
′ secondes temps d’essai prévu
litres volume final mesuré dans le circuit d’injection
V litres volume initial mesuré dans le circuit d’injection
litres volume minimal de fonctionnement requis pour le circuit d’injection
min
V litres volume final mesuré du circuit d’essai
litres volume minimal validé du circuit d’injection
xx, micromètres tailles de particules
micromètres taille de particules interpolée
int

L’indice (c) signifie que le rapport de filtration, α , et le rapport de filtration moyen, α , sont déterminés

x()c x()c

conformément à la méthode donnée dans le présent document en utilisant des compteurs automatiques de particules

étalonnés conformément à l’ISO 11171.
5 Mode opératoire général
5.1 Monter et entretenir l’appareillage conformément aux Articles 6 et 7.
5.2 Valider l’équipement conformément à l’Article 8.
5.3 Réaliser tous les essais conformément aux Articles 9, 10 et 11.
5.4 Analyser les données d’essai conformément à l’Article 12.

5.5 Présenter les données provenant des Articles 10, 11 et 12 conformément aux exigences de

l’Article 13.
6 Équipement d’essai

6.1 Chronomètre étalonné, un chronomètre numérique ou mécanique étalonné par une installation

respectant les exigences de l’ISO/IEC 17025.

6.2 Compteur(s) automatique(s) de particules (CAP), étalonné(s) conformément à l’ISO 11171.

6.3 Contaminant ISO «Medium Test Dust» (ISO MTD) (conforme à l’ISO 12103-1, A3), séché à une

température comprise entre 110 °C et 150 °C pendant au moins 1 h pour des quantités inférieures à

200 g. Avant de l’introduire dans le circuit d’essai, mélanger le contaminant d’essai dans le fluide d’essai

et agiter mécaniquement; disperser ensuite par traitement ultrasonique dans un bain à ultrasons ayant

2 2
une densité de puissance comprise entre 3 000 W/m et 10 000 W/m .

NOTE 1 Ce contaminant est disponible dans le commerce. Pour tout renseignement concernant la

disponibilité du contaminant ISO «Medium Test Dust», contacter le secrétariat central de l’ISO ou des membres

nationaux de l’ISO.

NOTE 2 Si la quantité totale requise de contaminant ISO «Medium Test Dust» est supérieure à 200 g, il est

possible de préparer des lots de 200 g maximum pour obtenir la quantité requise.
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ISO/FDIS 23369:2021(F)

6.4 Si nécessaire, un système de comptage en ligne de particules, avec ou sans circuit de dilution, qui a

été validé conformément à l’ISO 11943.

6.5 Flacons d’échantillonnage, contenant moins de 20 particules de taille supérieure à 6 µm(c)

par millilitre de volume du flacon, qualifiés conformément à l’ISO 3722, pour recueillir les échantillons

destinés aux analyses gravimétriques.

6.6 Fluide d’essai à base de pétrole présentant les propriétés spécifiées à l’Annexe A.

NOTE 1 L’utilisation de ce fluide hydraulique garantit une plus grande reproductibilité des résultats et est

fondée sur des pratiques courantes, sur d’autres normes reconnues concernant les filtres et sur sa disponibilité à

l’échelle mondiale.

NOTE 2 L’ajout d’un agent antistatique à ce fluide d’essai peut avoir une incidence sur les résultats de l’essai.

6.7 Circuit de mesure des performances de filtration, comprenant un circuit d’essai et un circuit

d’injection de polluant.
6.7.1 Circuit d’essai comprenant:

a) un réservoir, une pompe, un appareil de conditionnement du fluide et des instruments pouvant

s’adapter aux plages de débit, de pression et de volume requises par le mode opératoire et pouvant

satisfaire aux exigences de validation de l’Article 8;

b) un filtre de dépollution permettant d’obtenir un niveau initial de pollution du circuit tel que spécifié

dans le Tableau 3;

c) une configuration qui soit relativement insensible à la teneur en polluant prévue et pouvant

satisfaire aux exigences de validation de l’Article 8;

d) une configuration qui ne modifie pas la distribution granulométrique des particules du polluant

d’essai pendant la durée prévue de l’essai et pouvant satisfaire aux exigences de validation de

l’Article 8;
e) des prises de pression conformément aux exigences de l’ISO 3968;

f) des sections d’échantillonnage du fluide en amont et en aval du filtre soumis à essai, conformément

aux exigences de l’ISO 4021;

g) une conduite de dérivation du débit cyclique équipée d’une vanne d’isolement à commande

automatique (par exemple, une vanne à boisseau sphérique ou un distributeur à clapet à

actionnement électrique, ou un système alternatif tel qu’un entraînement direct, qui se sont avérés

satisfaisants pour cette application) à même de produire le cycle de débit requis à la fréquence

spécifiée.

NOTE En ce qui concerne les configurations courantes qui se sont avérées satisfaisantes, voir le guide de

conception du circuit d’essai à l’Annexe B.
6.7.2 Circuit d’injection de polluant comprenant:

a) un réservoir, une pompe, un appareil de conditionnement du fluide et des instruments pouvant

s’adapter aux plages de débit, de pression et de volume requises par le mode opératoire et pouvant

satisfaire aux exigences de validation de l’Article 8;

b) une configuration qui soit relativement insensible à la teneur en polluant prévue et pouvant

satisfaire aux exigences de validation de l’Article 8;

c) une configuration qui ne modifie pas la distribution granulométrique des particules du polluant

d’essai pendant la durée prévue de l’essai et pouvant satisfaire aux exigences de validation de

l’Article 8;
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ISO/FDIS 23369:2021(F)
d) une section d’échantillonnage du fluide conforme aux exigences de l’ISO 4021.

NOTE En ce qui concerne les configurations courantes qui se sont avérées satisfaisantes, voir le guide de

conception du circuit d’injection de polluant à l’Annexe B.

6.8 Filtres à membrane et équipements associés, adaptés à la réalisation d’une analyse

gravimétrique de la pollution conformément à l’ISO 4405.
7 Exactitude des mesurages et variation des conditions d’essai

7.1 Respecter l’exactitude des instruments et les conditions d’essai indiquées dans le Tableau 2 et les

maintenir dans les limites prescrites.
Tableau 2 — Exactitude des i
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.