ISO 10440-2:2001
(Main)Petroleum and natural gas industries — Rotary-type positive-displacement compressors — Part 2: Packaged air compressors (oil-free)
Petroleum and natural gas industries — Rotary-type positive-displacement compressors — Part 2: Packaged air compressors (oil-free)
This part of ISO 10440 covers the minimum requirements for helical, spiral and straight-lobe, oil-free rotary compressors used for applications up to 0,20 MPa in refinery services. It is applicable to air (and other inert gas) compressors that are in continuous duty on process units. This part of ISO 10440 is not applicable to oil injected rotary compressors. NOTE A bullet (?) at the beginning of a clause or sub-clause indicates that either a decision is required or further information is to be provided by the purchaser. This information should be indicated on the data sheets; otherwise it should be stated in the quotation request or in the order.
Industries du pétrole et du gaz naturel — Compresseurs volumétriques de type rotatif — Partie 2: Compresseurs à air assemblé (sans huile)
La présente partie de l'ISO 10440 spécifie les prescriptions minimales concernant les compresseurs rotatifs sans huile hélicoïdaux, en spirale et avec lobes droits, utilisés en raffineries pour des applications jusqu'à 0,20 MPa. Elle est applicable à des compresseurs à air (et autres gaz inertes) fonctionnant en service continu dans des unités de procédé. La présente partie de l'ISO 10440 n'est pas applicable aux compresseurs rotatifs à injection. NOTE Le symbole au commencement d'un article ou d'un paragraphe indique que soit une décision est exigée, soit une nouvelle information doit être fournie par l'acheteur. Il convient que cette information soit indiquée sur les feuilles de données; à défaut, il est bon qu'elle soit citée dans l'appel d'offre ou dans la commande.
General Information
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10440-2
First edition
2001-12-01
Petroleum and natural gas industries —
Rotary-type positive-displacement
compressors —
Part 2:
Packaged air compressors (oil-free)
Industries du pétrole et du gaz naturel — Compresseurs volumétriques de
type rotatif —
Partie 2: Compresseurs à air assemblé (sans huile)
Reference number
©
ISO 2001
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Contents Page
Foreword.iv
Introduction.v
1 Scope .1
2 Normative references.1
3 Terms and definitions .3
4 Basic design.5
4.1 General.5
4.2 Pressure casing .6
4.3 Casing connections.7
4.4 External forces and moments .8
4.5 Rotating elements.8
4.6 Seals.9
4.7 Dynamics.9
4.8 Bearings and bearing housings.11
4.9 Bearing housings .11
4.10 Lube oil and seal oil systems.11
4.11 Materials .12
4.12 Nameplates.13
5 Accessories.13
5.1 Drivers.13
5.2 Couplings and guards.14
5.3 Mounting plates .14
5.4 Controls and instrumentation .16
5.5 Piping and appurtenances.18
6 Inspection, testing, and preparation for shipment.21
6.1 General.21
6.2 Inspection.21
6.3 Testing .22
6.4 Preparation for shipment.25
7 Vendor’s data .26
7.1 Proposals .26
7.2 Contract information .27
Annex A (normative) Data sheets.30
Bibliography.40
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this part of ISO 10440 may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 10440-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 118, Compressors, pneumatic
tools and pneumatic machines and Technical Committee ISO/TC 67, Materials, equipment and offshore structures
for petroleum and natural gas industries, Subcommittee SC 6, Processing equipment and systems.
ISO 10440 consists of the following parts, under the general title Petroleum and natural gas industries — Rotary-
type positive-displacement compressors:
Part 1: Process compressors (oil-free)
Part 2: Packaged air compressors (oil-free)
Annex A forms a normative part of this part of ISO 10440.
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Introduction
This part of ISO 10440 is based on the 2nd edition API 619 and upon the accumulated knowledge and experience
of manufacturers and users of oil-free rotary compressors. The objective of this publication is to provide a purchase
specification to facilitate the manufacture and procurement of oil-free rotary compressors for general petroleum and
natural gas industry services but its use is not limited to these services.
The purpose of this part of ISO 10440 is to establish minimum requirements for design and construction so that the
equipment will be suitable for the purpose for which it is required. This limitation in scope is one of charter rather
than interest and concern. Energy conservation and protection of environment are matters of increasing concern
and are important in all aspects of equipment design, application and operation. The manufacturers and users of
equipment should aggressively pursue alternative innovative approaches which improve energy utilization and/or
minimize environmental impact without sacrificing safety or reliability. Such approaches should be thoroughly
investigated and purchase options should increasingly be based on the estimation of whole life costs and the
environmental consequences rather than acquisition costs alone.
This part of ISO 10440 requires the purchaser to specify certain details and features.
For effective use of this part of ISO 10440 and ease of reference to the text, the use of the data sheets in annex A
is recommended.
Users of this part of ISO 10440 should be aware that further or differing requirements may be needed for individual
applications. This part of ISO 10440 is not intended to inhibit a vendor from offering, or the purchaser from
accepting, alternative equipment or engineering solutions for the individual application. This may be particularly
applicable where there is innovative or developing technology. Where an alternative is offered, the vendor should
identify any variations from this part of ISO 10440 and provide details.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 10440-2:2001(E)
Petroleum and natural gas industries — Rotary-type positive-
displacement compressors —
Part 2:
Packaged air compressors (oil-free)
1 Scope
This part of ISO 10440 covers the minimum requirements for helical, spiral and straight-lobe, oil-free rotary
compressors used for applications up to 0,20 MPa in refinery services. It is applicable to air (and other inert gas)
compressors that are in continuous duty on process units.
This part of ISO 10440 is not applicable to oil injected rotary compressors.
NOTE A bullet (•) at the beginning of a clause or sub-clause indicates that either a decision is required or further
information is to be provided by the purchaser. This information should be indicated on the data sheets; otherwise it should be
stated in the quotation request or in the order.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this part of ISO 10440. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications
do not apply. However, parties to agreements based on this part of ISO 10440 are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated
references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain
registers of currently valid International Standards.
ISO 7-1:1994, Pipe threads where pressure-tight joints are made on the threads — Part 1: Dimensions, tolerances
and designation
ISO 262:1998, ISO general-purpose metric screw threads — Selected sizes for screws, bolts and nuts
ISO 281:1990, Rolling bearings — Dynamic load ratings and rating life
ISO 898-1, Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel — Part 1: Bolts, screws and
studs
ISO 1217:1996, Displacement compressors — Acceptance tests
ISO 1328-2:1997, Cylindrical gears — ISO system of accuracy — Part 2: Definitions and allowable values of
deviations relevant to radial composit deviations and runout information
ISO 1940-1:1986, Mechanical vibration — Balance quality requirements of rigid rotors — Part 1: Determination of
permissible residual unbalance
ISO 3506-1:1997, Mechanical properties of corrosion-resistant stainless-steel fasteners — Part 1: Bolts, screws
and studs
1)
ISO 5167-1:— , Measurement of fluid flow in circular cross-section conduits running full using pressure differential
devices — Part 1: General
ISO 7005-1:1992, Metallic flanges — Part 1: Steel flanges
ISO 9329-2:1997, Seamless steel tubes for pressure purposes — Technical delivery conditions — Part 2:
Unalloyed and alloyed steels with specified elevated temperature properties
ISO 9329-4:1997, Seamless steel tubes for pressure purposes — Technical delivery conditions — Part 4:
Austenitic stainless steels
ISO 10441:1999, Petroleum and natural gas industries — Flexible couplings for mechanical power transmission —
Special purpose applications
IEC 60060-1, High-voltage test techniques — Part 1: General definitions and test requirements
IEC 60060-2, High voltage test techniques — Part 2: Measuring systems
IEC 61000-4-2, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-2: Testing and measurement techniques —
Electrostatic discharge immunity test
IEC 61000-4-3, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-3: Testing and measurement techniques —
Radiated, radio-frequency, electromagnetic field immunity test
IEC 61000-4-4, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4: Testing and measurement techniques — Section 4:
Electrical fast transient/burst immunity test
EN 55011, Industrial, scientific and medical (ISM) radio-frequency equipment — Radio disturbance
characteristics — Limits and methods of measurement
EN 55022, Information technology equipment — Radio disturbance characteristics — Limits and methods of
measurement
ASME B31.1:1998, Power Piping
ASME B31.3:1999, Process Piping
ASME BPVC Section VIII:1998, Rules For Construction of Pressure Vessels Division 1
API 614:1995, Lubrication, Shaft-Sealing, and Control-Oil Systems for Special-Purpose Application
API 661:1992, Air-Cooled Heat Exchangers for General Refinery Service
API 670:1993, Vibration, Axial-Position, and Bearing-Temperature Monitoring Systems
API 671:1990, Special-Purpose Couplings for Petroleum, Chemical, and Gas Industry Services
NEMA SM23:1991, Steam turbines for mechanical drive service
1) To be published. (Revision of ISO 5167-1:1991)
2 © ISO 2001 – All rights reserved
3 Terms and definitions
For the purposes of this part of ISO 10440, the following terms and definitions apply.
3.1
rated conditions
specified conditions at which operation is expected and/or optimum efficiency is expected
3.2
maximum allowable differential pressure
highest differential pressure that can be permitted in the casing under the most severe operating conditions of
minimum suction pressure and discharge pressure equal to the relief valve setting
3.3
maximum allowable working pressure
maximum continuous pressure for which the manufacturer has designed the equipment (or any part to which the
term is referred) when handling the specified fluid at the specified temperature
3.4
rated discharge pressure
highest pressure required to meet the conditions the purchaser specifies for the intended service
3.5
maximum allowable temperature
maximum continuous temperature for which the manufacturer has designed the equipment
3.6
rated discharge temperature
predicted actual operating temperature resulting from rated conditions
3.7
rated speed
speed of the power input rotor corresponding to the requirements of the compressor rated capacity
NOTE Rated speed is expressed in revolutions per minute.
3.8
maximum allowable speed
highest speed of the power input rotor at which the manufacturer's design permits continuous operation
NOTE Maximum allowable speed is expressed in revolutions per minute.
3.9
minimum allowable speed
lowest speed of the power input rotor at which the manufacturer's design permits continuous operation for the
lowest rated conditions
NOTE Minimum allowable speed is expressed in revolutions per minute.
3.10
trip speed
speed at which independent emergency overspeed devices operate to shut down a prime mover
NOTE Trip speed is expressed in revolutions per minute.
3.11
rated capacity
volume flowrate required by the rated conditions
NOTE Rated capacity is expressed in cubic metres per hour.
3.12
rotor body
profile section on or integral with the shaft
3.13
rotor
complete rotor body and the shaft and shrunk-on sleeves (when furnished)
3.14
rotor assembly
rotating elements mounted on the rotor, excluding couplings
3.15
compressor stage
one or more rotors operating in a casing, the displacement being effected by vanes, meshing elements, or by
displacement of the rotor itself
3.16
packaged compressor
compressor unit, stationary or mobile (portable), as supplied by the manufacturer, fully piped and wired, including
power transmission, primer mover, filters and flow rate control
NOTE A canopy may be provided with the compressor for sound insulation and/or weather protection. Packaged
compressors may also include starting equipment, intercoolers, aftercoolers, silencers, moisture separators, dryers, outlet filters,
minimum pressure devices, outlet valves, check valves, etc.
3.17
axially split casing
casing with joints that are parallel to the shaft centerline
3.18
radially split casing
casing with joints that are transverse to the shaft centerline
3.19
maximum sealing pressure
highest pressure expected at the seals during any specified static or operating conditions and during start-up or
shut-down
3.20
pressure casing
composite of all stationary pressure-containing parts of the unit, including all nozzles and other attached parts
3.21
critical speed
finite speed where resonance exists
4 © ISO 2001 – All rights reserved
4 Basic design
4.1 General
4.1.1 The purchaser and the vendor shall agree upon the pressure equipment code to be applied (e.g. ASME
Section VIII Division 1 for design, Section IX for welding, etc.). This shall be specified on the data sheet
(see annex A).
4.1.2 Equipment shall be capable of running safely to the trip speed at 110 % relief valve setting, and specified
maximum differential pressure.
NOTE To run safely involves factors other than differential pressure, such as maximum discharge temperature or limiting
driver power.
4.1.3 Cooling water systems shall be designed for the following conditions unless otherwise specified.
Velocity in exchanger tubes 1,5 m/s to 2,5 m/s
Maximum allowable working pressure > 5 bar (> 0,5 MPa)
Test pressure > 7,7 bar (> 0,77 MPa)
Maximum pressure drop 1 bar (0,1 MPa)
Maximum inlet temperature 32 °C
Maximum outlet temperature 49 °C
Maximum temperature rise 17 °C
Minimum temperature rise 11 °C
Fouling factor on water side 0,35 m2.K/kW
Provision shall be made for complete venting and draining of the system.
4.1.4 The arrangement of the equipment, including piping and auxiliaries, shall be developed jointly by the
purchaser and the package vendor. The arrangement shall provide adequate clearance areas and safe access for
operation and maintenance.
4.1.5 All equipment shall be designed to permit rapid and economical maintenance. Major parts such as casing
components and bearing housings shall be designed (shouldered or dowelled) and manufactured to ensure
accurate alignment on reassembly.
4.1.6 Unless otherwise specified by the purchaser, spare parts for these compressors and auxiliaries shall meet
all the requirements of the original equipment supplied.
4.1.7 Oil reservoirs and housings that enclose moving lubricated parts (such as bearings, shaft seals, highly
polished parts, instruments and control elements) shall be designed to minimize contamination by moisture, dust
and other foreign matter during periods of operation or idleness.
4.1.8 When special tools and fixtures are required to disassemble, assemble or maintain the unit, they shall be
included in the quotation and furnished as part of the initial supply of the compressor. For multi-unit installations,
the requirements for quantities of special tools and fixtures shall be mutually agreed upon by the purchaser and the
vendor.
4.1.9 When special tools are provided, they shall be packaged in separate, rugged boxes and marked “special
tools for (tag/item number)”. Each tool shall be tagged to indicate its intended use.
4.1.10 Packaged compressors shall perform on the test stand to the specified acceptance criteria. Other
guarantees should be agreed upon between the purchaser and the vendor.
z 4.1.11 Many factors (such as pipe loadings, nozzle loadings, alignment at operating conditions, piping and
foundation vibrations from other equipment installed locally, supporting structure, handling during shipment and
handling and assembly at site) may adversely affect site performance.
To minimize the influence of these factors, the vendor shall propose a total compressor package. Allowable loads
on the interconnecting flanges are specified by the vendor.
z 4.1.12 All electrical components and installations shall be suitable for the area classification and grouping
specified by the purchaser on the data sheets and be in accordance with the local codes specified.
z 4.1.13 Control of the sound level from the packaged compressors shall be presented by the vendor. The
equipment furnished shall conform to the requirements and local codes as specified by the purchaser and as
detailed on the data sheets.
z 4.1.14 Water and/or oil separation shall be included in the package. The vendor shall prepare contamination
levels. Where needed, contamination levels shall be specified by the purchaser.
z 4.1.15 The purchaser shall specify whether the installation is indoors (heated or unheated) or outdoors (with or
without a roof) and the weather or environmental conditions in which the equipment shall operate (including
maximum and minimum temperatures and unusual humidity or dust problems). The unit and its auxiliaries shall be
suitable for operation in these specified conditions. For the purchaser's guidance, the vendor shall list in the
proposal any special protection that the purchaser is required to supply.
4.2 Pressure casing
4.2.1 The hoop stress values used in the design of the casings shall not exceed the maximum allowable stress
values in tension, as specified in the design code in 4.1.1, at the maximum and minimum operating temperature of
the materials used.
4.2.2 The maximum allowable working pressure of the casing shall be at least equal to the specified relief valve
setting.
4.2.3 Split pressure level casings shall be avoided. If the casing is split into two or more pressure levels, the
vendor shall define the physical limits and the maximum allowable working pressure of each part of the casing. See
7.1 h) for proposal requirements.
4.2.4 Each axially split casing shall be sufficiently rigid to allow removal and replacement of its upper half without
disturbing rotor-to-casing running clearances.
4.2.5 Casings and supports shall be designed to have sufficient strength and rigidity to limit a change of shaft
alignment to 50 mm at the coupling flange caused by the worst combination of pressure, torque, allowable piping
forces and moments. Supports and alignment bolts shall be rigid enough to permit the machine to be moved by the
use of its lateral, axial and vertical jackscrews.
4.2.6 Axially split casings shall use a metal-to-metal joint (with a suitable joint compound) that is tightly
maintained by suitable bolting. Gaskets (including string type) shall not be used on the axial joint. When gasketed
joints are used between the end covers and the cylinder of radially split casings, they shall be securely maintained
by confining the gaskets.
4.2.7 Jacket cooling systems shall be designed to positively prevent leakage of the process stream into the
coolant. Coolant passages shall not open into casing joints.
4.2.8 Jackscrews, guide rods and casing alignment dowels shall be provided to facilitate disassembly and
reassembly. When jackscrews are used as a means of parting contacting faces, one of the faces shall be relieved
(counter-bored or recessed) to prevent a leaking joint or improper fit caused by marring. Guide rods shall be of
sufficient length to prevent damage to the internals or casing studs by the casing during disassembly and
6 © ISO 2001 – All rights reserved
reassembly. Lifting lugs or eyebolts shall be provided for lifting only the top half of the casing. Methods of lifting the
assembled machine shall be specified by the vendor.
4.2.9 For corrosion resistance, wear resistance and running in, overlay cladding or plating may be applied to the
casing wall. The end wall may be similarly lined or have compatible end plates provided. The vendor shall include
details of his procedures in the casing design proposal.
NOTE This procedure may require an overbore of the casing during manufacture prior to final machining.
4.2.10 Details of threading shall be in accordance with ISO 262.
4.2.11 Studs are preferred to cap screws.
4.2.12 A clearance shall be provided at bolting locations to permit the use of socket or box wrenches. The vendor
shall supply any required special tools and fixtures.
4.2.13 Socket, slotted nut or spanner bolting shall not be used unless specifically approved by the purchaser.
4.2.14 Tapped holes in pressure parts shall be kept to a minimum. Sufficient metal in addition to the metal
allowance for corrosion shall be left around and below the bottom of drilled and tapped holes in pressure sections
of casings to prevent leakage.
4.2.15 Studded connections shall be furnished with studs installed. Blind stud holes should only be drilled deep
enough to allow a preferred tap depth of 1,5 times the major diameter of the stud; the first 1,5 threads at both ends
of each stud shall be removed.
4.3 Casing connections
z 4.3.1 Inlet and outlet connections shall be flanged or machined and studded, oriented as specified in the data
sheets, and suitable for the working pressure of the casing as defined in clause 3.
4.3.2 All of the purchaser's connections shall be accessible for disassembly without the machine being moved.
4.3.3 No connections shall be welded to the casing.
4.3.4 When the following items are required or specified, flanged or studded boss connections not less than
20 mm pipe size shall be provided. Smaller connections may be used with the purchaser's approval.
a) Vents.
b) Pressure and temperature gauge connections.
c) Liquid injection.
d) Water cooling.
e) Lubricating and seal oil.
f) Flushing.
g) Buffer gas.
h) Casing drains.
i) Pressure equalizing pipes.
4.3.5 All casing openings for pipe connections shall not be less than 20 mm nominal pipe size and shall be
flanged or machined and studded. Where flanged or machined and studded openings are impractical, threaded
openings are allowable in sizes 20 mm and 25 mm nominal pipe size. These threaded openings shall be installed
as specified in 4.3.5.1 to 4.3.5.5.
4.3.5.1 A pipe nipple, preferably not more than 150 mm long, shall be screwed into the threaded openings.
4.3.5.2 Pipe nipples shall be made from seamless tube capable of handling the pressure requirements of the
data sheets and withstanding a mechanical load of 1 000 N in any direction.
4.3.5.3 The pipe nipple shall be provided with a welding neck or socket-weld flange.
4.3.5.4 The nipple and flange material shall meet the material requirements, including impact values, of the
casing rather than the requirements of the connected piping.
4.3.5.5 The threaded connections shall not be seal welded.
4.3.6 Industry non standard openings shall not be used.
4.3.7 Flanges shall be in accordance with ISO 7005-1.
4.3.7.1 Cast iron flanges shall be flat faced.
4.3.7.2 Flat faced flanges with full raised-face thickness are acceptable in cases other than cast iron.
4.3.7.3 Flanges that are thicker or have a larger outside diameter than required by ISO 7005-1 are acceptable.
4.3.7.4 When connections not covered by ISO 7005-1 are used, then all mating parts shall be supplied and
details shall be approved by the purchaser.
4.3.8 Machined and studded connections shall be in accordance with ISO 7005-1 for facing and drilling
requirements. Studs and nuts shall be furnished and installed.
4.3.9 Tapped openings and bosses for pipe threads shall be in accordance with ISO 7-1. Pipe threads shall be
taper threads in accordance with ISO 7-1.
4.3.10 Tapped openings not connected to piping shall be plugged with solid steel plugs. Plugs that may later
require removal shall be of corrosion-resistant material. Threads shall be lubricated. Tape shall not be applied to
threads. Plastic plugs are not permitted.
4.4 External forces and moments
Compressors shall be designed to withstand external forces and moments at least equal to 1,85 times the values
calculated in accordance with NEMA SM23. Wherever possible, these allowable forces and moments should be
increased after considering such factors as location and degree of compressor supports, nozzle length and degree
of reinforcement, and casing configuration and thickness. The allowable forces and moments shall be shown on the
outline drawing.
Care shall be exercized in the selection and location of expansion joints in order to prevent possible early fatigue
due to either pulsation or expansion strain or both. Expansion joints shall not be used in inflammable or toxic
service.
4.5 Rotating elements
4.5.1 Rotors
4.5.1.1 Rotor stiffness shall be sufficient to prevent contact between the rotor bodies and the casing and
between gear-timed rotor bodies at the most unfavourable specified conditions, including 110 % of the relief valve
set pressure. Rotor bodies not integral with the shaft shall be permanently attached to the shaft to prevent relative
motion under any conditions.
4.5.1.2 Shafts shall be forged steel unless otherwise approved by the purchaser.
8 © ISO 2001 – All rights reserved
4.5.1.3 Vibration measurements shall be taken on the bearing housings, not on the rotor bearing journal.
4.5.1.4 The shaft ends may be treated (hardened, coated, plated, etc.) to cope with the applied sealing
material.
4.5.2 Timing gears
4.5.2.1 Timing gears shall be made of forged steel or rolled steel and shall be a minimum of Quality 6 of
ISO 1328-2:1995.
4.5.2.2 The meshing relationship between gear-timed rotors shall be adjustable and the adjustment shall be
arranged for positive or functional locking. The adjustment and locking provisions shall be accessible with the rotors
in their bearings. The gear enclosing chamber shall not be subject to contact with the gas.
4.5.2.3 If timing gears have to be removed for seal replacement it shall be possible to retime the rotors without
further disassembly of the casing.
4.5.2.4 Timing gears for helical and spiral compressors shall have the same helix hand (right or left) as the
rotors so that axial position has minimal effect on timing.
4.6 Seals
4.6.1 Application
4.6.1.1 Shaft seals shall be provided to prevent leakage from or into the compressor over the range of
specified conditions and during periods of idleness. Seal operation shall be suitable for all conditions that may
prevail during start-up, shut-down and any other special operation specified by the purchaser.
4.6.1.2 Shaft seals may be one of or a combination of the types described in 4.6.2 to 4.6.4, as specified by the
purchaser. Materials of component parts shall be suitable for service.
4.6.2 Labyrinth type as airseal
Sealing between compressed air and atmosphere may be performed by means of a labyrinth seal. Vent holes in
between the labyrinth for early venting may be provided.
4.6.3 Restrictive-ring type
Restrictive-ring type seals as airseals shall include segmental rings of carbon or other suitable material mounted in
retainers or spacers. The sealrings shall be axially preloaded by springforce.
4.6.4 Mechanical (contact type)
Both labyrinth or restrictive ring-type seal may be used as oil seal in combination with blocking gas, provided all
equipment such as piping, regulators, control valves, etc. be furnished by the vendor. In case the compressed air is
used as buffer gas, provisions shall be taken for sealing during start-up and shut-down.
4.7 Dynamics
4.7.1 Critical speed
4.7.1.1 If the frequency of any harmonic component of a periodic forcing phenomenon is equal to or
approximate to the frequency of any mode of rotor vibration, a condition of resonance may exist. If resonance
exists at a finite speed, that speed is called a critical speed. This part of ISO 10440 is concerned with the actual
critical speeds rather than various calculated values. Actual critical speeds are not calculated undamped values but
are critical speeds confirmed by test stand data. Criticals above test speeds shall be calculated damped values or
shall be determined by externally applied rotor excitations.
4.7.1.2 A forcing phenomenon or exciting frequency may be less than, equal to or greater than the
synchronous frequency of the rotor. Such forcing frequencies may include, but are not limited to, the following:
a) unbalance in the rotor system;
b) oil film frequencies;
c) internal rub frequencies;
d) rotor-passing frequencies;
e) gear meshing and side band frequencies;
f) coupling misalignment frequencies;
g) acoustic or aerodynamic frequencies;
h) start-up condition frequencies, such as speed detents under inertial impedance or torsional deflections
contributing to torsional resonances.
4.7.1.3 Support and bearing housing resonances of the driver and driven equipment shall not occur within the
specified range of operating speeds or the specified separation margins.
4.7.1.4 None of the actual rotor critical speeds shall occur within the specified range of rated speeds or the
specified margins.
4.7.1.5 The torsional natural frequencies of the system shall not be within 10 % of any shaft speed in the
rotating system, nor within 5 % of twice any speed, nor within 5 % of the pocket-passing frequency
4.7.1.6 The margin of separation specified in 4.7.1.4 and 4.7.1.5 is intended to prevent the critical response
envelope from overlapping into the operating speed range.
4.7.1.7 Slow roll, start up and shut-down shall not cause any damage as critical speeds are passed.
z 4.7.1.8 When specified, the compressor vendor shall make a lateral critical speed analysis and determine that
the critical speeds of the driver are compatible with the critical speeds of the compressor and that the combination
is suitable for the specified operating speed range.
z 4.7.1.9 When specified for motor driven compressor units and units including gears, and for turbine driven
units, the vendor shall perform a torsional vibration analysis of the compressor driver unit.
z 4.7.1.10 Along with the torsional analysis required in 4.7.1.9, the vendor shall perform a transient torsional
vibration analysis for synchronous driven units.
4.7.2 Vibration and balance
4.7.2.1 Major parts of the rotating element shall be dynamically balanced in accordance with ISO 1940-1.
4.7.2.2 The rotating element shall be multiplane dynamically balanced. Rotors with single keys for couplings
shall be balanced with the keyway fitted with a crowned half key so that the shaft keyway is filled for its full length.
The maximum allowable unbalance force at any journal at maximum continuous speed shall not exceed 10 % of
the static loading of that journal.
z 4.7.2.3 During the shop test of the assembled machine operating at rated speed or at any other speed within
the specified operating speed range, the vibration shall be measured. Acceptance limits shall be agreed between
purchaser and vendor. When required by 6.3.3.5, these tests can be completed with shaft vibration measurements
of double amplitude in any plane measured on the shaft adjacent and relative to each radial bearing and shall not
exceed the value of 63 mm.
10 © ISO 2001 – All rights reserved
4.8 Bearings and bearing housings
4.8.1 Radial bearings
Generally, radial bearings shall be of the antifriction type, unless specifically agreed upon between purchaser and
vendor.
4.8.2 Thrust bearings
Generally, thrust bearings shall be of the antifriction type, unless specifically agreed upon between purchaser and
vendor.
4.8.3 Antifriction bearings
Antifriction type bearings shall be selected to provide a minimum lifetime of 30 000 h of continuous duty for rated
compressor operating conditions. This bearing lifetime shall be calculated in accordance with ISO 281. Bearings
other than the angular contact type shall have loose internal clearances and shall be single-row or double-row
bearings. The shaft and housing fits and the methods of retention shall be in accordance with recommended
practices.
4.9 Bearing housings
4.9.1 Bearing housings shall be furnished with corrosion-resistant, weather-protected screened vents or via
adequately sized venting of the oil reservoir. The shaft end seals shall be made of non-sparking metal and shall
effectively retain oil in the housing and prevent entry of foreign material into the housing.
4.9.2 Compressors shall have bearing housing shaft seals at the drive end to prevent oil leakage.
4.9.3 Bearing housings for hydrodynamic bearings designed for pressure lubrication shall be arranged to
minimize foaming. The drain system shall be adequate to maintain the oil and foam levels below the shaft end
seals. When the inlet oil temperature is 45 °C, the rise in oil temperature through the bearing and housing shall not
exceed 30 °C under the most adverse rated conditions. Where the oil inlet temperature exceeds 50 °C, special
consideration shall be given to bearing design, oil flow and allowable temperature rise. Oil outlets from thrust
bearings shall be tangential in the control ring or, if oil control rings are not used, in the thrust bearing cartridge.
4.10 Lube oil and seal oil systems
4.10.1 Pressure lubrication systems shall consist of a main positive-displacement oilpump, a supply-and-return
system, coolers full-flow filter and all necessary instruments.
A complete pressure oil system, or systems, shall be furnished with each compressor unit to supply oil at a suitable
pressure to the following, as applicable:
a) the bearings of the compressor and the driver (including the gear) unless otherwise specified;
b) couplings (if lubricated continuously);
c) the turbine governor and the trip and throttle valve;
d) the purchaser's control system (if hydraulic);
e) the seal oil system;
f) compressor internal cooling.
4.10.2 Bearings and bearing housings shall be arranged for hydrocarbon oil lubrication unless otherwise specified
by the purchaser.
4.10.3 Unless otherwise specified, the manufacturer's standard pressurized oil system shall be supplied.
4.10.4 The vendor shall state in the operating manual the amount of and the specifications for the lubricating oil
required.
4.11 Materials
4.11.1 General
4.11.1.1 Materials of construction shall be the manufacturer's standard, except that all materials for
compressors in contact with process gases shall be compatible with the gases handled. The metallurgy of all major
components shall be clearly stated in the vendor's proposal.
4.11.1.2 Materials shall be identified by reference to an appropriate recognized standard. Where no such
appropriate designation is available, the manufacturer's code or trade name may be used. In such cases, the
manufacturer shall be identified and the chemical composition and significant physical properties of the material
shall be presented elsewhere in the proposal. Properties of the selected materials shall comply with the design
requirements over the full operating and ambient temperature range.
z 4.11.1.3 The purchaser shall specify the presence of corrosive agents in the motive and process fluids and in
the environment, including constituents that may cause stress cracking.
4.11.1.4 Bolted connections shall be dimensioned to ensure proper functioning and full reliability of the joint at
extreme operating conditions. Carbon steel and alloy steel bolting material shall be in accordance with ISO 898-1.
Corrosion resistant stainless steel fasteners shall be in accordance with ISO 3506-1.
4.11.1.5 Where mating parts such as studs and nuts of 18/8 stainless steel or materials having similar galling
tendencies are used, they shall be lubricated with a suitable antiseizure compound.
4.11.1.6 Materials, casting factors and the quality of any welding shall be equal to those specified by ASME
Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII Division 1 or another standard specified or agreed by the purchaser.
The manufacturer's data report forms, as specified in the code, are not required.
z 4.11.1.7 The vendor of packaged compressors shall specify the tests and inspection procedures necessary to
ensure that the materials are satisfactory for the service. For non-packaged compressors the purchaser may
consider specifying additional tests and inspections, especially for materials in critical service.
4.11.1.8 External parts subject to rotary or sliding motions (such as control linkage joints and adjusting
mechanisms) shall be corrosion resistant materials suitable for the site environment.
4.11.1.9 Minor parts not identified (such as nuts, springs, washers, gaskets and keys) shall have corrosion
resistance equal to that of other parts in the same environment.
4.11.2 Castings
4.11.2.1 Unless otherwise specified, cast iron shall be used for compressor casings.
4.11.2.2 T
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10440-2
Première édition
2001-12-01
Industries du pétrole et du gaz naturel —
Compresseurs volumétriques de type
rotatif —
Partie 2:
Compresseurs à air assemblé (sans huile)
Petroleum and natural gas industries — Rotary-type positive-displacement
compressors —
Part 2: Packaged air compressors (oil-free)
Numéro de référence
©
ISO 2001
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Imprimé en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction.v
1 Domaine d'application.1
2 Références normatives.1
3 Termes et définitions.3
4 Conception de base.5
4.1 Généralités.5
4.2 Carter sous pression.6
4.3 Raccordements de carter .7
4.4 Forces et moments extérieurs .9
4.5 Éléments tournants.9
4.6 Systèmes d'étanchéité.9
4.7 Comportements dynamiques.10
4.8 Paliers et logement de paliers.11
4.9 Logements de palier.12
4.10 Systèmes de lubrification et d'étanchéité.12
4.11 Matériaux.13
4.12 Plaques constructeur.14
5 Équipements annexes.15
5.1 Organes moteurs.15
5.2 Accouplements et dispositifs de protection.15
5.3 Fondations.16
5.4 Commandes et instrumentation.17
5.5 Tuyauteries et accessoires.19
6 Inspection, contrôle et préparation pour l'expédition .23
6.1 Généralités.23
6.2 Inspections.23
6.3 Contrôles.24
6.4 Préparation pour l'expédition.27
7 Données vendeur.29
7.1 Offres.29
7.2 Données contractuelles.30
Annexe A (normative) Feuilles de données types.33
Bibliographie.43
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente partie de l’ISO 10440 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.
La Norme internationale ISO 10440-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 118, Compresseurs, outils et
machines pneumatiques, et par le comité technique ISO/TC 67, Matériel, équipement, structures en mer, pour les
industries du pétrole et du gaz naturel, sous-comité SC 6, Systèmes et équipements de traitement.
L'ISO 10440 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Industries du pétrole et du gaz
naturel — Compresseurs volumétriques de type rotatif:
Partie 1: Compresseurs de procédé (sans huile)
Partie 2: Compresseurs à air assemblé (sans huile)
L'annexe A constitue un élément normatif de la présente partie de l’ISO 10440.
iv © ISO 2001 – Tous droits réservés
Introduction
e
La présente partie de l’ISO 10440 est basée sur la norme API 619, 2 édition, et sur la connaissance et
l'expérience accumulées de fabricants et d'utilisateurs de compresseurs volumétriques de type rotatif. L'objectif de
cette publication est de fournir une spécification d'achat pour faciliter la fabrication et l'obtention de compresseurs
volumétriques de type rotatif pour des services d'industrie du pétrole et du gaz naturel généraux, mais son
utilisation n'est pas limitée à ces services.
Le but de la présente partie de l’ISO 10440 est d'établir des exigences minimales pour la conception et la
construction, afin que l'équipement soit approprié pour le but pour lequel il est requis. Cette limitation du domaine
d’application est plus due à une précaution juridique que la marque d’un désintérêt. Les économies d'énergie et la
protection de l'environnement sont des sujets de préoccupation croissante et sont importants dans tous les aspects
de la conception, l'application et le fonctionnement d'équipement. Il convient que les fabricants et les utilisateurs
d'équipement poursuivent de manière agressive des approches alternatives innovatrices qui améliorent l'utilisation
d'énergie et/ou réduisent au minimum l'impact environnemental, sans sacrifier la sécurité ou la fiabilité. Il convient
que de telles approches soient examinées à fond, et que les options d'achat soient de plus en plus basées sur
l'évaluation des coûts de vie totaux et les conséquences environnementales, plutôt que sur les seuls coûts
d'acquisition.
La présente partie de l’ISO 10440 exige que l'acheteur spécifie certains détails et des caractéristiques.
Pour l'utilisation efficace de la présente partie de l’ISO 10440 et la facilité de référence au texte, il est recommandé
d'utiliser les feuilles de données présentées dans l'annexe A.
Il est bon que les utilisateurs de la présente partie de l’ISO 10440 soient conscients que des exigences
supplémentaires ou différentes peuvent être nécessaires pour des applications individuelles. La présente partie de
l’ISO 10440 n'est pas destinée à interdire à un vendeur de proposer, ou à un acheteur d'accepter, un équipement
ou des solutions techniques alternatifs pour l'application individuelle. Cela peut être en particulier applicable en cas
de technologie innovatrice ou en cours de développement. Lorsqu'on offre une alternative, le vendeur doit identifier
toutes les divergences par rapport à la présente partie de l’ISO 10440, et fournir des détails.
NORME INTERNATIONALE ISO 10440-2:2001(F)
Industries du pétrole et du gaz naturel — Compresseurs
volumétriques de type rotatif —
Partie 2:
Compresseurs à air assemblé (sans huile)
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 10440 spécifie les prescriptions minimales concernant les compresseurs rotatifs sans
huile hélicoïdaux, en spirale et avec lobes droits, utilisés en raffineries pour des applications jusqu'à 0,20 MPa. Elle
est applicable à des compresseurs à air (et autres gaz inertes) fonctionnant en service continu dans des unités de
procédé.
La présente partie de l’ISO 10440 n’est pas applicable aux compresseurs rotatifs à injection.
NOTE Le symbole z au commencement d'un article ou d'un paragraphe indique que soit une décision est exigée, soit une
nouvelle information doit être fournie par l'acheteur. Il convient que cette information soit indiquée sur les feuilles de données; à
défaut, il est bon qu'elle soit citée dans l'appel d'offre ou dans la commande.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente partie de l’ISO 10440. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente partie de l’ISO 10440 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 7-1:1994, Filetages de tuyauterie pour raccordement avec étanchéité dans le filet — Partie 1: Dimensions,
tolérances et désignation
ISO 262:1998, Filetages métriques ISO pour usages généraux — Sélection des dimensions pour la boulonnerie
ISO 281:1990, Roulements — Charges dynamiques de base en durée nominale
ISO 898-1, Caractéristiques mécaniques des éléments de fixation en acier au carbone et en acier allié —Partie 1:
Vis et goujons
ISO 1217:1996, Compresseurs volumétriques — Essais de réception
ISO 1328-2:1997, Engrenages cylindriques — Système ISO de précision — Partie 2: Définitions et valeurs
admissibles des écarts composés radiaux et information sur le faux-rond
ISO 1940-1:1986, Vibrations mécaniques — Exigences en matière de qualité dans l'équilibrage des rotors
rigides — Partie 1: Détermination du balourd résiduel admissible
ISO 3506-1:1997, Caractéristiques mécaniques des éléments de fixation en acier inoxydable résistant à la
corrosion — Partie 1: Vis et goujons
1)
ISO 5167-1:— , Mesure de débit des fluides dans des conduites en charge de section circulaire au moyen
d'appareils déprimogènes — Partie 1: Généralités
ISO 7005-1:1992, Brides métalliques — Partie 1: Brides en acier
ISO 9329-2: 1997, Tubes en acier sans soudure pour service sous pression — Conditions techniques de
livraison — Partie 2: Aciers non alliés et alliés avec caractéristiques spécifiées à température élevée
ISO 9329-4:1997, Tubes sans soudure en acier pour service sous pression — Conditions techniques de
livraison — Partie 4: Aciers inoxydables austénitiques
ISO 10441:1999, Industries du pétrole et du gaz naturel — Accouplements flexibles pour transmission de
puissance mécanique — Applications spéciales
CEI 60060-1, Techniques des essais à haute tension — Partie 1: Définitions et prescriptions générales relatives
aux essais
CEI 60060-2, Techniques des essais à haute tension — Partie 2: Systèmes de mesure
CEI 61000-4-2, Compatibilité électromagnétique (CEM) — Partie 4-2: Techniques d'essai et de mesure — Essai
d'immunité aux décharges électrostatiques
CEI 61000-4-3, Compatibilité électromagnétique (CEM) — Partie 4-3: Techniques d'essai et de mesure — Essai
d'immunité aux champs électromagnétiques rayonnés aux fréquences radioélectriques
CEI 61000-4-4, Compatibilité électromagnétique (CEM) — Partie 4: Techniques d'essai et de mesure — Section 4:
Essais d'immunité aux transitoires électriques rapides en salves
EN 55011, Appareils industriels, scientifiques et médicaux (ISM) à fréquence radioélectrique — Caractéristiques
de perturbations radioélectriques — Limites et méthodes de mesure
EN 55022, Appareils de traitement de l'information — Caractéristiques des perturbations radioélectriques —
Limites et méthodes de mesure
ASME B31.1:1998, Power Piping
ASME B31.3:1999, Process Piping
ASME BPVC Section VIII:1998, Rules For Construction of Pressure Vessels Division 1
API 614:1995, Lubrication, Shaft-Sealing, and Control-Oil Systems for Special-Purpose Application
API 661:1992, Air-Cooled Heat Exchangers for General Refinery Service
API 670:1993, Vibration, Axial-Position, and Bearing-Temperature Monitoring Systems
API 671:1990, Special-Purpose Couplings for Petroleum, Chemical, and Gas Industry Services
NEMA SM23:1991, Steam turbines for mechanical drive service
1)
À publier. (Révision de l’SO 5167-1:1991)
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3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente partie de l’ISO 10440, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
conditions nominales
conditions spécifiées correspondant au fonctionnement attendu et/ou au rendement optimum souhaité
3.2
pression différentielle maximum admissible
pression différentielle maximum permise à l'intérieur du carter dans les conditions de fonctionnement les plus
sévères et correspondant à la pression d'aspiration minimum et la pression de refoulement égale à la pression de
tarage des soupapes de décharge
3.3
pression de service maximum admissible
pression maximum continue pour laquelle a été conçu l'équipement (ou tout autre élément auquel le terme se
réfère) fonctionnant avec le fluide spécifié et à la température spécifiée
3.4
pression nominale de refoulement
pression la plus élevée nécessaire pour répondre aux conditions spécifiées par l'acheteur pour le service prévu
3.5
température maximum admissible
température maximum continue pour laquelle l'équipement a été conçu par le fabricant
3.6
température nominale de refoulement
température réelle prévue pour un fonctionnement aux conditions nominales
3.7
vitesse nominale
vitesse du rotor à l'accouplement correspondant aux exigences de la capacité nominale du compresseur
NOTE La vitesse nominale est exprimée en tours par minute.
3.8
vitesse maximum admissible
vitesse la plus élevée du rotor à l'accouplement à laquelle la conception du fabricant doit permettre une utilisation
continue
NOTE La vitesse maximum admissible est exprimée en tours par minute.
3.9
vitesse minimum admissible
vitesse la plus basse du rotor à l'accouplement à laquelle la conception du fabricant doit permettre une utilisation
continue, dans les conditions nominales les plus basses
NOTE La vitesse minimum admissible est exprimée en tours par minute.
3.10
vitesse de déclenchement
vitesse à partir de laquelle des dispositifs de sécurité de survitesse indépendants se déclenchent, provoquant
l'arrêt de la machine d'entraînement
NOTE La vitesse de déclenchement est exprimée en tours par minute.
3.11
capacité nominale
nombre de mètres cubes par heure requis par les conditions nominales
NOTE La capacité nominale est exprimée en mètres cubes par heure.
3.12
corps du rotor
section profilée montée sur l’arbre ou faisant partie de l’arbre
3.13
rotor
ensemble comprenant le corps du rotor, l'arbre et les bagues montées ou emmanchées sur l'arbre (lorsqu’elles
sont fournies)
3.14
ensemble rotor
éléments tournants montés sur le rotor à l'exclusion des accouplements
3.15
étage de compresseur
un ou plusieurs rotors fonctionnant dans un carter, le volume déplacé étant réalisé par des vannes, des éléments
d’engrènement, ou par le déplacement du rotor lui-même
3.16
compresseur assemblé
groupe compresseur, fixe ou mobile (portable), tel que fourni par le fabricant, muni de toutes les tuyauteries et tous
les circuits électriques, y compris la transmission de puissance, l'organe moteur, les filtres et la commande de
débit.
NOTE Un auvent peut être fourni avec le compresseur pour assurer l’isolation sonore et/ou une protection contre les
intempéries. Les compresseurs assemblés peuvent également comprendre l’équipement de démarrage, les refroidisseurs
intermédiaires, les radiateurs secondaires, les silencieux, les séparateurs d’humidité, séchoirs, filtres au refoulement, organes
de pression minimum, clapet de refoulement, clapet antiretour, etc.
3.17
carter à plan de joint axial
carter avec des joints qui sont parallèles à l'axe de l'arbre
3.18
carter à plan de joint radial
carter avec des joints qui sont perpendiculaires à l'axe de l'arbre
3.19
pression maximum d'étanchéité
pression la plus élevée attendue au niveau des étanchéités, dans tous les cas de fonctionnement, y compris le
démarrage et l'arrêt
3.20
carter sous pression
ensemble composé de toutes les parties fixes de l'équipement soumises à la pression interne, y compris toutes les
tubulures et les pièces fixées sur l'équipement
3.21
vitesse critique
vitesse précise à laquelle existe une résonance
4 © ISO 2001 – Tous droits réservés
4 Conception de base
4.1 Généralités
4.1.1 L’acheteur et le vendeur doivent se mettre d’accord sur le code d’appareil à pression à appliquer (par
exemple ASME Section VIII Division 1 pour la conception, Section IX pour le soudage, etc.). Ceci doit être spécifié
sur la feuille de données (voir annexe A).
4.1.2 L'équipement doit être capable de fonctionner en toute sécurité jusqu'à la vitesse de déclenchement, à
110 % du tarage des soupapes de décharge et à la pression différentielle maximum spécifiée.
NOTE Un fonctionnement en toute sécurité implique la vérification d'autres paramètres que la pression différentielle, tels
que la température de refoulement maximum ou bien encore la puissance maximum disponible.
4.1.3 Sauf spécification contraire, les systèmes de refroidissement par eau doivent être conçus pour les
conditions suivantes.
Vitesse dans les tubes de l'échangeur 1,5 m/s à 2,5 m/s
Pression de service maximum admissible > 5 bar (> 0,5 MPa)
Pression d'épreuve > 7,7 bar (> 0,77 MPa)
Pertes de charge maximum 1 bar (0,1 MPa)
Température d'entrée maximum 32 °C
Température de refoulement maximum 49 °C
Élévation maximum de température 17 °C
Élévation minimum de température 11 °C
2.
Facteur d'encrassement côté eau 0,35 m K/kW
Le système doit être muni de tous les évents et purges nécessaires.
4.1.4 La disposition générale des équipements, y compris les tuyauteries et les équipements annexes, doit être
étudiée conjointement par l'acheteur et le vendeur de l'ensemble. Elle doit permettre un accès suffisant et sûr pour
les besoins d'exploitation et d'entretien.
4.1.5 La conception de l'unité doit permettre un entretien rapide tout en n'entraînant pas de coûts élevés. Les
pièces principales, telles que les éléments du carter et les logements de paliers, doivent être étudiées et fabriquées
de façon à permettre un alignement précis au cours de la phase de remontage (par épaulement ou par goujons).
4.1.6 Sauf demande contraire de l'acheteur, les pièces de rechange des compresseurs et équipements annexes
doivent être conformes aux spécifications de l'équipement principal d'origine.
4.1.7 Les réservoirs d'huile et les carters contenant des pièces en mouvement lubrifiées (comme les paliers, les
systèmes d'étanchéité, les pièces finement polies, les instruments et les éléments de commande) doivent être
conçus de manière à réduire les risques de contamination par l'humidité, la poussière et tous autres corps
étrangers pendant les périodes de fonctionnement et d'arrêt.
4.1.8 Lorsque des outils ou des appareils spéciaux sont nécessaires au démontage, au remontage ou à
l'entretien de l'unité, ils doivent être inclus dans la proposition du vendeur et faire partie intégrante de la fourniture
principale du compresseur. Dans le cas d'installations multiples, les exigences relatives au nombre d'outils ou
d'appareils spéciaux doivent faire l'objet d'un accord entre l'acheteur et le vendeur.
4.1.9 Lorsque des outils spéciaux sont fournis, ils doivent être emballés dans des caisses séparées, robustes et
portant l'indication «outils spéciaux pour (numéro d'identification de l'équipement)». Chaque outil doit porter
l'indication de son utilisation.
4.1.10 Le compresseur compact doit fonctionner sur le banc d’essai à l’intérieur des critères d’acceptation
spécifiés. Il convient que toute autre garantie fasse l’objet d’un accord entre l’acheteur et le vendeur.
z 4.1.11 De nombreux facteurs (tels les efforts sur les tuyauteries et les tubulures; le degré de désalignement en
fonctionnement; les vibrations transmises au travers des tuyauteries et des fondations, en provenance
d'équipements voisins, le type de support, les conditions de manutention au cours du transport et à la livraison et
enfin les conditions de montage sur le lieu d'exploitation) peuvent avoir un effet négatif sur les performances de
l'équipement sur le lieu d’exploitation.
Pour minimiser l'influence de ces facteurs, le vendeur doit proposer un compresseur assemblé complet. Les
charges admissibles sur les brides de raccordement sont spécifiées par le vendeur.
z 4.1.12 Tous les composants et installations électriques doivent satisfaire à la classification de zone et au
groupement spécifiés par l'acheteur sur les feuilles de données et par les règlements locaux.
z 4.1.13 Le contrôle du niveau acoustique du compresseur compact doit être présenté par le vendeur.
L'équipement fourni doit être conforme aux prescriptions et aux règlements locaux spécifiés par l'acheteur et
détaillés sur les feuilles de données.
z 4.1.14 La séparation d’huile et/ou d’eau doit être comprise dans l’équipement. Le vendeur doit préparer les
niveaux de contamination. Si nécessaire, les niveaux de contamination doivent être spécifiés par l’acheteur.
z 4.1.15 L'acheteur doit spécifier si l'unité est située à l'intérieur d'un bâtiment (chauffé ou pas) ou bien à l'extérieur
(avec un toit ou pas) ainsi que les conditions météorologiques ou environnementales dans lesquelles l'unité doit
fonctionner (en précisant les températures minimale et maximale et les conditions extrêmes d'humidité et de
poussière). Le matériel, y compris ses auxiliaires, doit être capable de fonctionner dans les conditions citées ci-
dessus. Pour l'information du client, le vendeur doit établir dans sa proposition une liste des protections spéciales
qui doivent être effectuée par l'acheteur.
4.2 Carter sous pression
4.2.1 Les valeurs des contraintes circonférentielles utilisées pour le calcul des carters ne doivent pas excéder les
valeurs maximum admissibles des contraintes sous tension pour le matériau utilisé et spécifiées dans le code de
fabrication spécifié en 4.1.1, aux conditions de température maximum et minimum de fonctionnement.
4.2.2 La pression opératoire maximum admissible du carter doit être au moins égale à la pression de tarage de
la soupape de décharge.
4.2.3 Les corps compartimentés en différents niveaux de pression admissibles doivent être évités. Lorsque le
corps doit être compartimenté en deux niveaux de pression, ou plus, le vendeur doit définir les limites physiques et
la pression de service maximum admissible de chaque compartiment. Voir en 7.1 h) les informations à fournir dans
la proposition du vendeur.
4.2.4 Chaque carter à plan de joint axial doit être suffisamment rigide pour permettre le démontage et le
remontage de sa partie supérieure sans altérer les jeux de fonctionnement entre les parties statoriques et
rotoriques.
4.2.5 Les carters et leurs supports doivent être conçus pour avoir une résistance et une rigidité suffisantes afin
de limiter à 50 mm les variations d'alignement d'arbre au niveau des brides d'accouplement, dans les plus
mauvaises conditions de pression, de couple, ainsi que de forces et moments admissibles sur les tuyauteries. Les
supports et les boulons d'alignement doivent être suffisamment rigides pour permettre le déplacement de la
machine au moyen de vérins latéraux, axiaux et verticaux.
4.2.6 Les carters à plan de joint axial doivent être assemblés métal sur métal (avec la pâte adéquate) et
maintenus serrés par un boulonnage approprié. On ne doit pas utiliser de joint (ni de filasse) dans les plans de
joints axiaux. Quand on est amené à utiliser un joint entre le couvercle et la partie cylindrique d'un carter à plan de
joint radial, le joint doit être soigneusement maintenu en place dans un logement.
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4.2.7 Les systèmes avec chambres de refroidissement doivent être conçus pour empêcher de façon positive
toute fuite de l'effluent de procédé vers le fluide de refroidissement. Le fluide de refroidissement ne doit pas circuler
au travers des plans de joints du carter.
4.2.8 Des vérins, des ergots de guidage et des goujons d'alignement doivent être prévus pour faciliter le
démontage et le remontage. Lorsque des vérins sont utilisés comme moyen de séparation entre deux faces en
contact, l'une des faces doit être munie d'un dégagement (contre-alésage ou évidement) pour éviter toute fuite au
niveau du plan de joint ou un mauvais emmanchement des pièces dû à un endommagement des faces. Les ergots
de guidage doivent avoir une longueur suffisante pour éviter tout risque de détérioration soit des pièces internes du
compresseur, soit des boulons du carter par le carter au cours de son démontage et remontage. Des pattes de
levage et des boulons à œil doivent être prévus pour soulever seulement la partie supérieure du carter. Les
méthodes de levage concernant la machine assemblée doivent être spécifiées par le vendeur.
4.2.9 Pour améliorer la résistance à la corrosion, à l’usure et le rodage, on peut appliquer un revêtement sur la
paroi interne du carter, par plaquage par déchargement ou par dépôt électrolytique. Les couvercles peuvent être
revêtus de façon similaire, ou être fabriqués à partir d'un matériau compatible. Le vendeur doit fournir dans sa
proposition tous les détails relatifs à la fabrication du carter.
NOTE Cette procédure peut nécessiter un suralésage du carter pendant la fabrication, avant l'usinage final.
4.2.10 Le filetage doit satisfaire à l’ISO 262.
4.2.11 Les goujons sont préférables aux boulons.
4.2.12 Un espace suffisant doit être aménagé autour des boulons pour permettre le serrage de ceux-ci à l'aide
d'une clé à douilles ou de clés polygonales. Le vendeur doit inclure dans sa fourniture tous les outils et appareils
spéciaux nécessaires.
4.2.13 Des écrous borgnes ou des écrous fendus ne doivent pas être utilisés, à moins d’avoir obtenu au préalable
l'accord de l'acheteur.
4.2.14 Les trous taraudés dans les corps sous pression doivent être réduits au minimum. Pour limiter les risques
de fuite, on doit laisser dans les sections de carter soumises à pression, à proximité des perçages et des
taraudages, du métal en surépaisseur suffisante, en plus de l'épaisseur prévue pour la corrosion.
4.2.15 Les équipements assemblés par goujons doivent être fournis avec les goujons en place. Les trous borgnes
de goujons doivent être percés à une profondeur telle que la longueur de taraudage soit de préférence égale à 1,5
fois le diamètre extérieur du goujon. Aux extrémités des goujons, le filetage doit être enlevé sur une longueur
équivalente à 1,5 filet.
4.3 Raccordements de carter
z 4.3.1 Les raccordements à l’aspiration et au refoulement du carter doivent être munis de brides ou doivent être à
faces usinées, assemblées par goujons, avec les orientations indiquées dans les feuilles de données, et être
adaptés à la pression de service du carter définie à l’article 3.
4.3.2 Tous les raccordements du client doivent être accessibles pour permettre le démontage sans nécessiter le
déplacement de la machine.
4.3.3 Aucun raccordement ne doit être soudé sur le carter.
4.3.4 Lorsque les éléments énumérés ci-après sont nécessaires ou spécifiés, les raccordements correspondants
doivent être réalisés par l'intermédiaire de brides ou de bossages, avec un diamètre de tuyauterie non inférieur à
20 mm. Des raccordements de plus faible diamètre peuvent être utilisés avec l'accord du client.
a) Évents;
b) raccordements pour indicateurs de pression et de température;
c) injection de liquide;
d) eau de réfrigération;
e) huile de lubrification et d'étanchéité;
f) balayage-rinçage;
g) gaz tampon;
h) purges de carter;
i) lignes égalisatrices de pression.
4.3.5 Toutes les ouvertures de carter pour raccordements de tuyauteries ne doivent pas avoir un diamètre
nominal inférieur à 20 mm. Elles doivent être munies de brides ou de faces usinées, assemblées par goujons.
Lorsque de tels modes d'assemblage sont impraticables, les raccords filetés sont autorisés pour des tuyauteries de
diamètre nominal 20 mm et 25 mm. Ces raccordements filetés doivent être réalisés comme spécifié en 4.3.5.1 à
4.3.5.5.
4.3.5.1 Un manchon, d'une longueur de préférence non supérieure à 150 mm, doit être vissé dans les
ouvertures filetées.
4.3.5.2 Les manchons de raccordement doivent être fabriqués à partir de tube sans soudure, à même de
supporter les exigences de pression indiquées dans les feuilles de données, et de résister à une charge
mécanique de 1000 N dans toutes les directions.
4.3.5.3 Les manchons de raccordement doivent se terminer par une bride soudée en bout ou
emmanchée/soudée.
4.3.5.4 Les matériaux utilisés pour le manchon et la bride doivent satisfaire aux prescriptions pour les
matériaux du carter, y compris les valeurs de résilience, plutôt qu’aux prescriptions pour les tuyauteries
raccordées.
4.3.5.5 Les raccords filetés ne doivent pas comporter de soudure d'étanchéité.
4.3.6 Les ouvertures non conformes aux standards industriels ne doivent pas être utilisées.
4.3.7 Les brides doivent être conformes à l’ISO 7005-1.
4.3.7.1 Les brides en fonte doivent être à face plane.
4.3.7.2 Les brides à face plane avec surépaisseurs sont acceptables lorsqu'il ne s'agit pas de fonte.
4.3.7.3 Les brides plus épaisses ou d'un diamètre extérieur plus grand que ce qui est spécifié par l’ISO 7005-1
sont acceptables.
4.3.7.4 Lorsque des raccordements non couverts par l’ISO 7005-1 sont prévus, les pièces en vis-à-vis doivent
être fournies par le vendeur et les détails doivent avoir été acceptés par l'acheteur.
4.3.8 Les raccordements usinés et goujonnés doivent être conformes à l’ISO 7005-1 pour tout ce qui concerne
les opérations d'usinage et de perçage. Les goujons et les écrous doivent être fournis et montés à leurs
emplacements définitifs.
4.3.9 Les trous taraudés et les bossages pour tuyauteries filetées doivent être conformes à l’ISO 7-1. Le filetage
des tuyauteries filetées doit être conique et conforme à l’ISO 7-1.
4.3.10 Les trous taraudés non raccordés à des tuyauteries doivent être bouchés avec des bouchons pleins en
acier. Les bouchons qui peuvent être démontés ultérieurement doivent être choisis dans un matériau résistant à la
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corrosion. Les filetages doivent être lubrifiés. Un ruban adhésif ne doit pas être appliqué sur les filetages. Les
bouchons en plastique ne sont pas autorisés.
4.4 Forces et moments extérieurs
Les compresseurs doivent être conçus pour supporter des forces et moments extérieurs égaux ou supérieurs à
1,85 fois les valeurs calculées d'après la NEMA SM23. Chaque fois que possible, il est bon que ces forces et
moments admissibles soient augmentés en fonction d'autres paramètres, tels que l'emplacement et le type de
supports de compresseur, la longueur des tubulures et leur degré de robustesse, la configuration du carter et son
épaisseur. Les forces et les moments admissibles doivent être indiqués sur le plan d'ensemble.
Le choix des joints de dilatation et de leurs emplacements doit faire l'objet du plus grand soin pour éviter une
fatigue prématurée, due soit à des phénomènes de vibrations, soit à des contraintes de dilatation, soit à une
combinaison des deux. Les joints de dilatation ne doivent pas être utilisés en présence de produits inflammables
ou toxiques.
4.5 Éléments tournants
4.5.1 Rotors
4.5.1.1 La rigidité du rotor doit être suffisante pour éviter tout contact entre les éléments du rotor et le carter, et
entre les éléments de rotors entraînés par engrenages, dans les conditions de fonctionnement les plus
défavorables, y compris à une pression égale à 110 % de la pression de tarage des soupape de décharge. Les
éléments de rotor qui ne font pas partie intégrante de l'arbre doivent être solidement fixés sur l'arbre, de façon à
éviter tout déplacement relatif en toute condition.
4.5.1.2 Les arbres doivent être en acier forgé, à moins de l’acceptation d'un autre matériau par l'acheteur.
4.5.1.3 Les mesures de vibrations sont prises sur les logements de paliers, et non pas sur les paliers à
tourillon du rotor.
4.5.1.4 Les bouts d'arbre peuvent être traités (trempés, revêtus, plaqués, etc) pour s’adapter au matériau du
système d’étanchéité.
4.5.2 Engrenages de distribution
4.5.2.1 Les engrenages de distribution doivent être en acier forgé ou laminé et d'une qualité au moins égale à
l’ISO 1328-2:1995, Qualité 6.
4.5.2.2 La profondeur d'engrènement entre les rotors de distribution doit être réglable, le réglage devant
permettre un verrouillage positif. Les dispositifs de réglage et de verrouillage doivent être accessibles lorsque les
rotors sont montés dans leurs paliers. La boîte à engrenages ne doit pas pouvoir entrer en contact avec le gaz.
4.5.2.3 Lorsque le système d'engrenages de distribution doit être démonté pour le remplacement des
étanchéités, il doit être possible de réengréner les rotors sans démontage complémentaire du carter.
4.5.2.4 Le sens de l'hélice (droite ou gauche) des engrenages de distribution des compresseurs hélicoïdaux et
en spirale doit être le même que celui des rotors, afin que la position axiale produise le minimum d'effet sur les
engrenages.
4.6 Systèmes d'étanchéité
4.6.1 Applications
4.6.1.1 Les arbres doivent être munis de systèmes d'étanchéité pour empêcher les fuites soit vers le
compresseur, soit en provenance du compresseur, pour toutes les conditions de fonctionnement spécifiées et
pendant les périodes d'arrêt. Le système d'étanchéité doit être efficace quelles que soient les conditions pouvant
survenir pendant les périodes de démarrage, d'arrêt, et dans toutes les autres conditions particulières spécifiées
par l'acheteur.
4.6.1.2 Les étanchéités d'arbres peuvent être constituées d'un type ou d'une combinaison de types
d'étanchéité décrits en 4.6.2 à 4.6.4, selon les spécifications de l'acheteur. Les matériaux utilisés pour les différents
composants doivent être compatibles avec les conditions d'utilisation.
4.6.2 Étanchéités d'air à labyrinthes
L’étanchéité entre l’air comprimé et l’atmosphère peut être réalisée au moyen d’une étanchéité à labyrinthes.
Pour assurer une ventilation avancée, des évents de ventilation peuvent être prévus dans le labyrinthe.
4.6.3 Étanchéités à bagues
Les étanchéités à bagues doivent être composées de bagues segmentées en carbone ou en tout autre matériau
compatible avec l'application, montées avec des entretoises ou des anneaux de maintien. Les bagues d’étanchéité
doivent être axialement préchargées par la force d’un ressort.
4.6.4 Garnitures mécaniques (ou à contact)
À la fois des labyrinthes ou des étanchéité à bagues peuvent être utilisés comme étanchéité d’huile en
combinaison avec le gaz de barrage, pourvu que tout l’équipement, tel que la tuyauterie, les régulateurs, les
vannes de commande, etc., soit fourni par le vendeur. Lorsque l’air comprimé est utilisé comme gaz tampon,
des dispositions doivent être prises pour assurer l’étanchéité lors du démarrage et de l’arrêt.
4.7 Comportements dynamiques
4.7.1 Vitesses critiques
4.7.1.1 Si une fréquence harmonique d'une excitation périodique est égale à ou voisine de la fréquence de
l'un des modes de vibration du rotor, il peut s'établir une condition de résonance. Lorsque une résonance se
produit à une vitesse donnée, cette vitesse est appelée vitesse critique. La présente partie de l’ISO 10440 est
concernée par les vitesses critiques réelles, plutôt que par les valeurs pouvant être obtenues par le calcul. Les
vitesses critiques réelles ne sont pas les valeurs calculées dans des conditions de rotor non amorti, mais les
vitesses critiques confirmées par les données en provenance de bancs d'essais. Les valeurs des vitesses critiques
supérieures aux vitesses d'essais doivent être obtenues soit par le calcul en considérant un rotor amorti, soit au
cours d'essais en apportant des sources d'excitation extérieures au rotor.
4.7.1.2 La fréquence d'une source excitatrice peut être inférieure, égale ou supérieure à la fréquence
synchrone du rotor. De telle fréquences d'excitation peuvent être produites par les éléments suivants, sans s’y
limiter:
a) défaut d'équilibrage du système rotorique;
b) fréquences de film d'huile;
c) fréquences de frottement interne;
d) fréquences de passage du rotor;
e) fréquences d'engrènement des roues et des pignons;
f) fréquences de défaut d'alignement d'accouplements;
g) fréquences acoustiques ou aérodynamiques;
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h) fréquences produites au cours d'un démarrage, telles que les variations de vitesse agissant sur un ensemble
composé d'éléments inertiels ou flexibles en torsion et contribuant à la formation de fréquences de résonances
en torsion.
4.7.1.3 Les fréquences de résonance des supports et des carters de paliers, des machines d'entraînement et
entraînées ne doivent être pas situées à l'intérieur de la plage spécifiée de vitesses de fonctionnement ou des
marges de séparation spécifiées.
4.7.1.4 Aucune des vitesses critiques de rotor réelles ne doit apparaître dans la plage spécifiée de vitesses
nominales ou dans les marges spécifiées.
4.7.1.5 Les fréquences naturelles de torsion du système doivent être éloignées de plus de 10 % de la vitesse
de rotation de tout arbre du système tournant, de plus de 5 % du double de toute vitesse de rotation, et de plus de
5 % de la fréquence de passage des poches.
4.7.1.6 Les marges de sécurité spécifiées en 4.7.1.4 et 4.7.1.5 ont pour objectif d'éviter un quelconque
recouvrement de la plage des vitesses critiques avec la plage des vitesses de fonctionnement de l'unité.
4.7.1.7 La marche au ralenti, le démarrage et l'arrêt ne doivent pas, au passage des vitesses critiques,
endommager les équipements.
z 4.7.1.8 Lorsque cela est spécifié, le vendeur doit faire une analyse de la vitesse critique latérale et déterminer
si les vitesses critiques de l'organe moteur sont compatibles avec les vitesses critiques du compresseur, et si la
combinaison est adaptée à la gamme de vitesses de fonctionnement spécifiées.
z 4.7.1.9 Lorsque c’est spécifié pour le moteur électrique du compresseur et l'unité incluant la boîte à
engrenages, et pour les turbines, le vendeur doit effectuer une analyse de vibr
...
Questions, Comments and Discussion
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