ISO/TS 10839:2000
(Main)Polyethylene pipes and fittings for the supply of gaseous fuels — Code of practice for design, handling and installation
Polyethylene pipes and fittings for the supply of gaseous fuels — Code of practice for design, handling and installation
This Technical Specification presents a code of practice dealing with polyethylene (PE) pipes and fittings for buried pipeline systems outside buildings and designed to distribute gaseous fuels within the temperature range ? 20 °C to + 40 °C and gives appropriate temperature-related requirements. The code of practice covers mains and service lines whose components are prepared for jointing by scraping and/or machining, and gives instructions for the design, storage, handling, transportation, laying conditions and fusion quality control of PE pipes and fittings up to and including 630 mm outside diameter, as well as subsequent joint testing, backfilling, pipe system testing, commissioning and decommissioning. The jointing methods covered by this Technical Specification are heated-tool fusion jointing (butt, socket and saddle fusion), electrofusion jointing and mechanical jointing. No special precautions are necessary for areas exposed to the influence of mining and earthquakes other than those precautions mentioned in this code of practice. Existing and new national regulations take precedence over this Technical Specification.
Tubes et raccords en polyéthylène pour le transport de combustibles gazeux — Code de pratique pour la conception, la manutention et l'installation
La présente Spécification technique présente un code de pratique traitant des tubes et raccords en polyéthylène (PE) pour des canalisations enterrées à l'extérieur des bâtiments et conçues pour la distribution de combustibles gazeux dans la gamme de température de ? 20 °C à + 40 °C et donne les exigences appropriées relatives à la température en conséquence. Ce code de pratique porte sur les réseaux de canalisations et les branchements, dont les composants sont préparés pour assemblage par grattage et/ou usinage, et donne des instructions en matière de conception, de stockage, de manutention, de transport, de conditions de pose et de maîtrise de la qualité du soudage de tubes et raccords en PE jusqu'à et y compris 630 mm de diamètre extérieur, et en matière d'essais d'assemblage subséquents, de remblayage, d'essais de canalisations, de mise en service, et de mise hors service. Les méthodes d'assemblage traitées dans la présente Spécification technique sont les suivants: assemblage par soudage au moyen d'outils chauffés (soudage bout à bout, soudage dans l'emboîture et soudage de selle), assemblage par électrosoudage et assemblage mécanique. Aucune précaution spéciale, autre que celles mentionnées dans le présent code de pratique, n'est nécessaire pour les régions exposées aux effets d'exploitations minières et de tremblements de terre. Les règlements nationaux existants et nouveaux ont la primauté sur la présente Spécification technique.
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TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 10839
First edition
2000-03-15
Polyethylene pipes and fittings for the
supply of gaseous fuels — Code of practice
for design, handling and installation
Tubes et raccords en polyéthylène pour le transport de combustibles
gazeux — Code de pratique pour la conception, la manutention et
l'installation
Reference number
ISO/TS 10839:2000(E)
©
ISO 2000
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ISO/TS 10839:2000(E)
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Printed in Switzerland
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ISO/TS 10839:2000(E)
Contents Page
Foreword.iv
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Terms and definitions .2
4 Symbols and abbreviated terms .3
5 Design .3
5.1 General.3
5.2 Materials, components and jointing equipment.4
5.3 Maximum operating pressure.4
5.4 Assembly techniques.4
5.5 Squeeze-off properties.5
6 Installation.5
6.1 Jointing procedure .5
6.2 Training.5
6.3 Heated-tool fusion jointing (butt, socket and saddle fusion).5
6.4 Electrofusion jointing.17
6.5 Mechanical jointing .19
6.6 Laying .20
7 Storage, handling and transport .22
7.1 General.22
7.2 Storage.22
7.3 Handling.23
7.4 Transport .24
8 Quality control.24
8.1 General.24
8.2 Inspection prior to laying.24
8.3 Inspection during laying .25
Annex A (informative) Derating coefficients for various operating temperatures .33
Annex B (informative) Average UV radiation levels for Europe .34
© ISO 2000 – All rights reserved iii
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ISO/TS 10839:2000(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards adopted
by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
In other circumstances, particularly when there is an urgent market requirement for such documents, a technical
committee may decide to publish other types of normative document:
� an ISO Publically Available Specification (ISO/PAS) represents an agreement between technical experts in an
ISO working group and is accepted for publication if it is approved by more than 50 % of the members of the
parent committee casting a vote;
� an ISO Technical Specification (ISO/TS) represents an agreement between the members of a technical
committee and is accepted for publication if it is approved by more than 2/3 of the members of the committee
casting a vote.
An ISO/PAS or ISO/TS is reviewed every three years with a view to deciding whether it can be transformed into an
International Standard.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this Technical Report may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO/TS 10839 was prepared by Technical Committee ISO/TC 138, Plastics pipes, fittings and valves for the
transport of fluids, Subcommittee SC 4, Plastics pipes and fittings for the supply of gaseous fuels.
Annexes A and B are for information only.
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TECHNICAL SPECIFICATION ISO/TS 10839:2000(E)
Polyethylene pipes and fittings for the supply of gaseous fuels —
Code of practice for design, handling and installation
1 Scope
This Technical Specification presents a code of practice dealing with polyethylene (PE) pipes and fittings for buried
pipeline systems outside buildings and designed to distribute gaseous fuels within the temperature range – 20 °C to
+ 40 °C and gives appropriate temperature-related requirements.
The code of practice covers mains and service lines whose components are prepared for jointing by scraping
and/or machining, and gives instructions for the design, storage, handling, transportation, laying conditions and
fusion quality control of PE pipes and fittings up to and including 630 mm outside diameter, as well as subsequent
joint testing, backfilling, pipe system testing, commissioning and decommissioning.
The jointing methods covered by this Technical Specification are heated-tool fusion jointing (butt, socket and
saddle fusion), electrofusion jointing and mechanical jointing.
No special precautions are necessary for areas exposed to the influence of mining and earthquakes other than
those precautions mentioned in this code of practice.
Existing and new national regulations take precedence over this Technical Specification.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this Technical Specification. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these
publications do not apply. However, parties to agreements based on this Technical Specification 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 4437:1997, Buried polyethylene (PE) pipes for the supply of gaseous fuels — Metric series — Specifications.
1)
ISO 8085-1:— , Polyethylene fittings for use with polyethylene pipes for the supply of gaseous fuels — Metric
series — Specifications — Part 1: Fittings for socket fusion heated tools.
1)
ISO 8085-2:— , Polyethylene fittings for use with polyethylene pipes for the supply of gaseous fuels — Metric
series — Specifications — Part 2: Spigot fittings for butt or socket fusion using heated tools and spigot fittings for
use with electrofusion fittings.
1)
ISO 8085-3:— , Polyethylene fittings for use with polyethylene pipes for the supply of gaseous fuels — Metric
series — Specifications — Part 3: Electrofusion fittings.
ISO 10838-1:2000, Mechanical fittings for polyethylene piping systems for the supply of gaseous fuels — Part 1:
Metal fittings for pipes of nominal outside diameter less than or equal to 63 mm.
1) To be published.
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ISO/TS 10839:2000(E)
ISO 10838-2:2000, Mechanical fittings for polyethylene piping systems for the supply of gaseous fuels — Part 2:
Metal fittings for pipes of nominal outside diameter greater than 63 mm.
2)
ISO 10838-3:— , Mechanical fittings for polyethylene piping systems for the supply of gaseous fuels — Part 3:
Thermoplastics fittings for pipes of nominal outside diameter less than or equal to 63 mm.
ISO 10933:1997, Polyethylene (PE) valves for gas distribution systems.
ISO 11413:1996, Plastics pipes and fittings — Preparation of test piece assemblies between a polyethylene (PE)
pipe and an electrofusion fitting.
ISO/TR 11647:1996, Fusion compatibility of polyethylene (PE) pipes and fittings.
ISO 12162:1995, Thermoplastics materials for pipes and fittings for pressure applications — Classification and
designation — Overall service (design) coefficient.
ISO 12176-1:1998, Plastics pipes and fittings — Equipment for fusion jointing polyethylene systems — Part 1: Butt
fusion.
2)
ISO 12176-2:— , Plastics pipes and fittings — Equipment for fusion jointing polyethylene systems — Part 2:
Electrofusion.
2)
ISO 12176-3:— , Plastics pipes and fittings — Equipment for fusion jointing polyethylene systems — Part 3:
Operator’s badge.
2)
EN 12327:— , Gas supply systems — Pressure testing, commissioning and decommissioning procedures —
Functional requirements.
3 Terms and definitions
For the purposes of this Technical Specification, the following terms and definitions apply.
3.1
butt fusion machine pressure
pressure indicated on the manometer or on a pressure display on a butt fusion machine, giving an indication of the
interface force applied to the pipe and/or fitting ends
3.2
clearance
shortest distance between the outer limits of two objects
3.3
drag resistance
frictional resistance due to the weight of the length of pipe fixed in the moveable clamp at the point at which
movement of the moveable clamp is initiated (peak drag), or the friction occurring during movement (dynamic drag)
3.4
electrofusion control box
unit implementing the output fusion parameters of voltage or current and time or energy to execute the fusion cycle
as specified by the electrofusion fitting manufacturer
3.5
frictional losses in the butt fusion machine
force necessary to overcome friction in the whole mechanism of a butt fusion machine
2) To be published.
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3.6
interface force
force between the fusion surfaces of the pipe(s) and/or fitting(s) during the fusion cycle, as specified in the fusion
diagram
3.7
operator
person authorized to build PE systems from pipes and/or fittings, based on a written procedure agreed by the
pipeline operator
3.8
overall service (design) coefficient
C
overall coefficient, with a value greater than 1, which takes into consideration service conditions as well as
properties of the components of a piping system
3.9
pipeline operator
private or public organization authorized to design, construct and/or operate and maintain a gas supply system
3.10
soil cover
vertical distance between the top of a buried pipe and the normal surface after finishing work
4 Symbols and abbreviated terms
d external diameter of pipe
e
MOP maximum operating pressure
MRS minimum required strength
RCP rapid crack propagation
SDR standard dimension ratio
5 Design
5.1 General
A written laying procedure, authorized by the pipeline operator, shall be made available prior to the construction of
a pipeline. The laying procedure shall include specification of the jointing procedure, the pipe and fitting materials to
be used, the trenching and backfilling requirements, the pressure testing and commissioning requirements, and the
data to be collected for the traceability system.
The selection of materials, SDR series, dimensions and assembling techniques shall be the responsibility of the
pipeline operator.
There are two SDR series in common use for gas supply systems: SDR 17,6 and SDR 11. Other SDR series can
also be used, such as SDR 26 for renovation.
The training and the level of skill of the operator shall be in accordance with the requirements of the jointing
procedures.
General guidelines for supervision and quality control are given in clause 8.
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ISO/TS 10839:2000(E)
5.2 Materials, components and jointing equipment
The PE materials and components used shall conform to the relevant ISO standards: ISO 4437, ISO 8085-1,
ISO 8085-2, ISO 8085-3, ISO 10838-1, ISO 10838-2, ISO 10838-3 and ISO 10933.
Other components not covered by the above-mentioned standards shall conform to the relevant national standards.
If pipes and fittings are to be stored outside, requirements on maximum storage time shall be given in the laying
2
procedure. PE materials shall be stabilized to give protection against a UV radiation level of 3,5 GJ/m .It is
desirable that national bodies give recommendations for allowed storage times in their countries. Annex B gives, as
an example, the average radiation levels in Europe.
The fusion equipment used for the construction of the pipeline shall comply with the requirements of ISO 12176-1
or ISO 12176-2. If the operation of the fusion equipment requires an operator's badge, the badge shall conform to
ISO 12176-3.
5.3 Maximum operating pressure
The maximum operating pressure (MOP) of the system shall be selected by the pipeline operator on the basis of
the gas supply system operating requirements and the materials used. The MOP of a PE system depends upon the
type of resin used (the MRS), the pipe SDR series and the service conditions, and is limited by the overall service
(design) coefficient C and the RCP criteria.
The overall service (design) coefficient C for thermoplastics materials is specified in ISO 12162. This coefficient is
used to calculate the MOP of the pipeline. C shall be greater than or equal to 2 for PE pipeline systems for natural
gas.
The MOP shall be calculated using the following equation:
20� MRS
MOP�
CD��(SDR 1)�
F
NOTE The derating factor D is a coefficient used in the calculation of the MOP which takes into account the influence of
F
the operating temperature. Derating factors for various operating temperatures are given in annex A.
The ratio of the critical RCP pressure to the MOP shall beW 1,5 at the minimum operating temperature. The critical
RCP pressure is dependent upon temperature, pipe size and type of PE material used. It is defined here in
accordance with ISO 4437:1997, which specifies a test temperature of 0 °C.
Where the pipe temperature decreases below 0 °C, the p /MOP ratio shall be recalculated using a p value
RCP RCP
determined from the minimum expected operating temperature of the pipe. If necessary, the value of the MOP shall
be reduced so as to maintain the p /MOP ratio at a valueW 1,5.
RCP
5.4 Assembly techniques
Jointing procedures may vary depending upon the type of PE material and the pipe size used.
Fusion is the preferred jointing method. Preference shall be given to butt fusion and electrofusion.
Care shall be taken when making fusion joints with PE materials which are not compatible (see ISO 4437).
A written jointing procedure, authorized by the pipeline operator, shall be available prior to the construction of a
pipeline. The jointing procedure shall include specification of the jointing method, the fusion parameters, the fusion
equipment, the jointing conditions, the level of skill of the operator, and the quality control methods to be used.
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5.5 Squeeze-off properties
When squeeze-off techniques are considered, the suitability of the pipe for squeeze-off shall be established in
accordance with ISO 4437.
6 Installation
6.1 Jointing procedure
The jointing operation shall be performed in accordance with the pipeline operator’s written procedure and shall
take into account any advice from the pipe, fitting and accessory manufacturers.
Polyethylene pipes, fittings and accessories may be jointed by heated-tool fusion jointing, electrofusion jointing or
mechanical jointing. The jointing and quality control methods used for the construction of the gas supply system
shall be appropriate to the design of the network.
6.2 Training
The operator shall be competent in the appropriate laying and jointing methods. He shall possess the necessary
skill and knowledge to produce joints of consistently high quality.
Operators shall receive formal training under the supervision of a qualified instructor. The gas company may
require a certificate indicating that he has reached an adequate standard in accordance with national or local
regulations.
6.3 Heated-tool fusion jointing (butt, socket and saddle fusion)
6.3.1 General
Heated-tool fusion joints shall be made under defined conditions of pressure, time and temperature, using a written
procedure (see 6.1). Mating surfaces are heated to their fusion temperature and then brought into contact with one
another.
6.3.2 Fusion temperature
The production of a strong fusion bond depends, among other things, upon the fusion temperature of the
polyethylene material: overheating may degrade the material, and insufficient heating will not soften it adequately.
The temperature range over which any particular polyethylene material may be satisfactorily jointed shall be
considered. The jointing procedure shall specify the heating cycle and the temperature levels for the polyethylene
material chosen.
Cold weather and wind can adversely affect the fusion temperature. Under these circumstances, special
precautions such as shielding, end caps and longer heating times shall be considered.
6.3.3 Fusion equipment
The butt fusion equipment used shall conform to ISO 12176-1. Socket and saddle fusion equipment shall comply
with a relevant ISO standard or a national or company standard which guarantees a high-quality product fit for the
purpose intended.
As high-quality fusion joints cannot be made with fusion equipment in poor condition, maintenance of the fusion
equipment is very important and shall be carried out on a regular basis. The cleanliness and integrity of the heating
surfaces, the ability of the heating tools to produce the correct temperature and the correct alignment and operation
of the equipment when used are of paramount importance.
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The heating tools are designed to maintain uniform temperatures within the fusion temperature range of the
particular polyethylene material and shall have calibrated means of measuring and indicating the temperature. A
precise temperature measurement device such as a pyrometer or a digital thermometer with a surface temperature
sensor may be used to check the surface temperature of the heating tools, although additional care is necessary to
avoid inconsistency of readings when such a device is used.
All heating tools used shall be electrically heated.
6.3.4 Butt fusion
6.3.4.1 Principle
The butt fusion technique consists of heating the planed ends of the mating surfaces by holding them against a flat
heating plate until molten, removing the heating plate, pushing the two softened ends against one another, holding
under pressure for a prescribed time and allowing the joint to cool (see Figure 1).
a) Heating b) Fusion
Key
1 Pressure during heating
2 Heating plate
3 Pressure during fusion
Figure 1 — Butt fusion
Butt fusion is not recommended for pipes � 63 mm in diameter. Pipes and/or fittings with fusion ends of different
SDR values shall not be jointed by butt fusion.
6.3.4.2 Butt fusion cycle
The butt fusion cycle can be represented by a pressure/time diagram for a defined fusion temperature. Different
butt fusion cycles are available, depending on the PE material used, the pipe diameter and the working conditions.
The butt fusion cycle to be used shall be specified in the written procedure.
An example of a butt fusion diagram is given in Figure 2.
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ISO/TS 10839:2000(E)
Figure 2 — Example of a butt fusion diagram
Table 1 — Parameters of butt fusion diagram shown in Figure 2
Period of Pressure at
Description
time interface
t Formation of a bead measuring 1 mm to 4 mm, depending on the pipe diameter p
1 1
t Heating of the material (heat soak) p
2 2
t Removal of the heating plate —
3
t Building up the fusion pressure and the fusion-jointing operation p
4 4
t Cooling of the fusion joint —
5
The pressures shall be chosen so that the required force is produced at the interface, irrespective of frictional and
pressure losses in the butt fusion machine and drag resistance from the pipe system.
In the case of machines with hydraulic power rams, the force is normally indicated in terms of the applied cylinder
pressure. For such machines, a specific calibration table is provided that gives the relationship between the real
interface pressure and the pressure indicated by the manometer (pressure gauge).
6.3.4.3 Butt fusion temperature
The butt fusion temperature is normally situated between 200 °C and 235 °C and is given in the jointing procedure.
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ISO/TS 10839:2000(E)
6.3.4.4 Butt fusion jointing
The following gives an overview of the minimum operations necessary to produce a but fusion joint with a specified
butt fusion cycle and temperature:
� Reduce the drag resistance as much as possible, for example by using pipe rollers.
� Clamp the spigot ends of the pipe(s) and/or fitting(s) in the butt fusion machine.
� Clean the spigot ends.
� Check that the butt fusion machine is compatible with the pipe diameter and the prescribed butt fusion cycle.
� Plane the pipes parallel by moving the movable clamp against the planing tool (see Figure 3). The closing
pressure shall be sufficient to produce a steady flow of PE slivers on both sides of the planing tool. Planing is
complete when the pipe face(s) and/or fitting face(s) are plane and parallel to each other.
Figure 3 — Planing the spigot ends
� Lower the pressure, keeping the planing tool rotating in order to avoid a burr on the pipe and/or fitting faces.
Move the movable clamp backwards and remove the planing tool.
� Close the butt fusion machine and check that the pipes are aligned. The spigot ends of pipe(s) and/or fitting(s)
shall be aligned as much as possible and not exceed the maximum misalignment given in the jointing
procedure.
� The gap between the pipe and/or fitting faces after planing shall be as small as possible and shall not exceed
the maximum gap given in the jointing procedure.
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ISO/TS 10839:2000(E)
� Measure the additional pressure caused by the frictional losses in the butt fusion machine and the drag
resistance by moving the movable clamp forwards, and add this pressure to the required butt fusion pressure.
� If necessary, clean the fusion surfaces and the heating plate. Polyethylene residues shall only be removed
from the heating plate with a wooden spatula.
� Check that the surface coating of the heating plate is intact and without scratches.
� Check that the heating plate is at the correct fusion temperature.
� Place the heating plate between the pipe faces. Close the butt fusion machine against the heating plate to
apply the fusion pressure, including the measured additional pressure, until the specified bead width has been
reached (see Figure 4).
Figure 4 — Heating the spigot ends
� Reduce the pressure to a level at which contact is just maintained between the pipe ends and the heating
plate.
� When the heat soak time has elapsed, open the butt fusion machine and remove the heating plate. Check the
heated pipe ends quickly for possible damage to the melted ends caused by the removal of the heating plate,
and close the butt fusion machine again. The period between opening and closing shall be within the
maximum time given in the jointing procedure.
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ISO/TS 10839:2000(E)
� Store the heating plate in a protective enclosure when not in use.
� The butt fusion machine shall remain closed and under pressure during the whole butt fusion time and
subsequent cooling period. It is important that the cooling period is respected.
� When the butt fusion and cooling times have elapsed, release the pressure in the butt fusion machine.
� When removed, the pipe shall be handled with care.
6.3.5 Socket fusion
6.3.5.1 Principle
This technique consists of simultaneously heating both the external surface of the pipe and the internal surface of a
socket until the polyethylene has melted sufficiently, inserting the pipe end into the socket and holding it in place
until the joint cools.
Socket fusion machines are recommended for diametersW 63 mm to ensure high-quality joints.
With diameters� 63 mm, socket fusion can be performed manually using re-rounding tools.
Socket fusion is not recommended with diameters� 125 mm.
6.3.5.2 Types of socket fusion joint
There are two kinds of socket fusion joint: type A and type B.
Type A joints have flat beads, and the pipe end is not calibrated, whereas type B joints have round beads, and the
outside diameter of the pipe end is calibrated by removing a thin layer of material by means of a calibration tool
(see Figure 5).
Type A and B fittings and the corresponding socket fusion machines and auxiliary equipment are not compatible.
a) Type A b) Type B
Figure 5 — Types of socket fusion joint
10 © ISO 2000 – All rights reserved
...
SPÉCIFICATION ISO/TS
TECHNIQUE 10839
Première édition
2000-03-15
Tubes et raccords en polyéthylène pour le
transport de combustibles gazeux —
Code de pratique pour la conception,
la manutention et l'installation
Polyethylene pipes and fittings for the supply of gaseous fuels — Code of
practice for design, handling and installation
Numéro de référence
ISO/TS 10839:2000(F)
©
ISO 2000
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ISO/TS 10839:2000(F)
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ImpriméenSuisse
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ISO/TS 10839:2000(F)
Sommaire Page
Avant-propos.iv
1 Domaine d'application.1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions.2
4 Symboles et abréviations .3
5 Conception .4
5.1 Généralités .4
5.2 Matériaux, composants et appareillage pour assemblage.4
5.3 Pression maximale de service.4
5.4 Techniques d’assemblage .5
5.5 Caractéristiques à l'écrasement.5
6 Installation.5
6.1 Mode opératoire d’assemblage.5
6.2 Formation .5
6.3 Assemblage par soudage à l’aide d’outils chauffés (soudage bout à bout, soudage dans
l’emboîture et soudage de selle).6
6.4 Assemblage par électrosoudage .18
6.5 Assemblage mécanique.21
6.6 Pose .22
7 Stockage, manutention et transport .24
7.1 Généralités .24
7.2 Stockage.24
7.3 Manutention.26
7.4 Transport .26
8 Maîtrise de la qualité .26
8.1 Généralités .26
8.2 Contrôle avant la pose .27
8.3 Contrôle durant la pose .27
Annexe A (informative) Facteurs de réduction pour les températures de fonctionnement.36
Annexe B (informative) Niveaux de rayonnement UV moyens en Europe.37
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ISO/TS 10839:2000(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comité 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.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres votants.
Dans d'autres circonstances, en particulier lorsqu'il existe une demande urgente du marché, un comité technique
peut décider de publier d'autres types de documents normatifs:
� une Spécification publiquement disponible ISO (ISO/PAS) représente un accord entre les experts dans un
groupe de travail ISO et est acceptée pour publication si elle est approuvée par plus de 50 % des membres
votants du comité dont relève le groupe de travail;
� une Spécification technique ISO (ISO/TS) représente un accord entre les membres d'un comité technique et
est acceptée pour publication si elle est approuvée par plus de 2/3 des membres votants du comité.
Les ISO/PAS et ISO/TS font l'objet d'un nouvel examen tous les trois ans afin de décider éventuellement de leur
transformation en Normes internationales.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente Spécification technique 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 Spécification technique ISO/TS 10839: a été élaboré par le comité technique ISO/TC 138, Tubes, raccords et
robinetterie en matières plastiques pour le transport des fluides, sous-comité SC 4, Tubeset raccordsen matières
plastiques pour réseaux de distribution de combustibles gazeux.
Les annexes A et B de la présente Spécification technique sont données uniquement à titre d’information.
iv © ISO 2000 – Tous droits réservés
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SPÉCIFICATION TECHNIQUE ISO/TS 10839:2000(F)
Tubes et raccords en polyéthylène pour le transport de
combustibles gazeux — Code de pratique pour la conception, la
manutention et l'installation
1 Domaine d'application
La présente Spécification technique présente un code de pratique traitant des tubes et raccords en polyéthylène
(PE) pour des canalisations enterrées à l’extérieur des bâtiments et conçues pour la distribution de combustibles
gazeux dans la gamme de température de – 20 °C à + 40 °C et donne les exigences appropriées relatives à la
température en conséquence.
Ce code de pratique porte sur les réseaux de canalisations et les branchements, dont les composants sont
préparés pour assemblage par grattage et/ou usinage, et donne des instructions en matière de conception, de
stockage, de manutention, de transport, de conditions de pose et de maîtrise de la qualité du soudage de tubes et
raccords en PE jusqu’à et y compris 630 mm de diamètre extérieur, et en matière d’essais d’assemblage
subséquents, de remblayage, d’essais de canalisations, de mise en service, et de mise hors service.
Les méthodes d’assemblage traitées dans la présente Spécification technique sont les suivants: assemblage par
soudage au moyen d’outils chauffés (soudage bout à bout, soudage dans l'emboîture et soudage de selle),
assemblage par électrosoudage et assemblage mécanique.
Aucune précaution spéciale, autre que celles mentionnées dans le présent code de pratique, n’est nécessaire pour
les régions exposées aux effets d’exploitations minières et de tremblements de terre.
Les règlements nationaux existants et nouveaux ont la primauté sur la présente Spécification technique.
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 Spécification technique. 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 Spécification technique 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 4437:1997, Canalisations enterrées en polyéthylène (PE) pour réseaux de distribution de combustibles
gazeux — Série métrique — Spécifications.
1)
ISO 8085-1:— , Raccords en polyéthylène pour utilisation avec des tubes en polyéthylène pour la distribution de
combustibles gazeux — Série métrique — Spécifications — Partie 1: Raccords à emboîture à souder au moyen
d'outils chauffés.
1) À publier.
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ISO/TS 10839:2000(F)
2)
ISO 8085-2:— , Raccords en polyéthylène pour utilisation avec des tubes en polyéthylène pour la distribution de
combustibles gazeux — Série métrique — Spécifications — Partie 2: Raccords à bouts mâles pour assemblage
par soudage bout à bout ou assemblage dans une emboîture au moyen d'outils chauffés et utilisation avec des
raccords électrosoudables.
2)
ISO 8085-3:— , Raccord en polyéthylène pour utilisation avec des tubes en polyéthylène pour la distribution de
combustibles gazeux – Série métrique — Spécifications – Partie 3: Raccords électrosoudables.
ISO 10933:1997, Robinets en polyéthylène (PE) pour distribution de gaz.
ISO 10838-1:2000, Raccords mécaniques pour systèmes de canalisation en polyéthylène destinée à la distribution
de combustibles gazeux — Partie 1: Raccords métalliques pour tubes de diamètre extérieur nominal inférieur ou
égal à 63 mm.
ISO 10838-2:2000, Raccords mécaniques pour systèmes de canalisation en polyéthylène destinée à la distribution
de combustibles gazeux — Partie 2: Raccords métalliques pour tubes de diamètre extérieur nominal supérieur à
63 mm.
2)
ISO 10838-3:— , Raccords mécaniques pour systèmes de canalisation en polyéthylène destinée à la distribution
de combustibles gazeux — Partie 3: Raccords thermoplastiques pour tubes de diamètre extérieur nominal inférieur
ou égal à 63 mm.
ISO 11413:1996, Tubes et raccords en matières plastiques — Préparation d'éprouvettes par assemblage
tube/raccord électrosoudable en polyéthylène (PE).
ISO/TR 11647:1996, Compatibilité au soudage des tubes et des raccords en polyéthylène (PE).
ISO 12162:1995, Matières thermoplastiques pour tubes et raccords pour applications avec pression —
Classification et désignation — Coefficient global de service (de calcul).
ISO 12176-1:1998, Tubes et raccords en matières plastiques – Appareillage pour l'assemblage par soudage des
systèmes en polyéthylène — Partie 1: Soudage bout à bout.
2)
ISO 12176-2:— , Tubes et raccords en matières plastiques — Appareillage pour l'assemblage par soudage des
systèmes en polyéthylène — Partie 2: Électrosoudage.
2)
ISO 12176-3:— , Tubes et raccords en matières plastiques — Appareillage pour l'assemblage par soudage des
systèmes en polyéthylène — Partie 3: Carte d’identification de l’opérateur.
2)
EN 12327:— , Distribution de gaz — Essai de pression, procédures de mise en service et de déclassement —
Exigences fonctionnelles.
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente Spécification technique, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
pression de la machine à souder bout à bout
pression indiquée sur le manomètre ou sur un dispositif d’affichage de la pression de la machine à souder bout à
bout, donnant une indication de la force à l’interface appliquée au tube et/ou aux extrémités du raccord
3.2
jeu
distance la plus courte entre les limites extérieures de deux objets
2) À publier.
2 © ISO 2000 – Tous droits réservés
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ISO/TS 10839:2000(F)
3.3
résistance de traîné (force d’inertie)
résistance de frottement due à la masse de la longueur du tube fixé dans les mâchoires mobiles au point où le
mouvement de ces dernières est amorcé (traînée de crête), ou le frottement survenant pendant le mouvement
(traînée dynamique)
3.4
machine à électrosouder
élément qui met en œuvre les paramètres de régulation en tension ou en intensité et en temps ou en énergie pour
exécuter le cycle de soudage spécifié par le fabricant de raccords électrosoudables
3.5
perte par frottement dans la machine à souder bout à bout
force nécessaire pour compenser le frottement dans l’ensemble du mécanisme de la machine à souder bout à bout
3.6
force à l’interface
force entre les surfaces à souder du(des) tube(s) et/ou du(des) raccords pendant le cycle de soudage, telle que
spécifiée dans le graphique de soudage
3.7
opérateur
personne autorisée à construire des systèmes en PE à partir de tubes et/ou de raccords, selon un descriptif du
mode opératoire convenu par l’exploitant des canalisations
3.8
coefficient global de service (de calcul)
C
coefficient global ayant une valeur supérieure à 1, qui prend en compte les conditions de service ainsi que les
propriétés des composants d’une canalisation
3.9
exploitant des canalisations
organisation privée ou publique autorisée à concevoir, construire et/ou gérer et entretenir le réseau de distribution
du gaz
3.10
couverture du sol
distance verticale entre le haut d’un tube enterré et la surface normale après les travaux de finissage
4 Symboles et abréviations
d est le diamètre extérieur du tube
e
MOP est la pression maximale de service
MRS est la résistance minimale requise
RCP est la résistance à la propagation rapide de la fissure
SDR est le rapport des dimensions normalisées
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ISO/TS 10839:2000(F)
5 Conception
5.1 Généralités
Un descriptif des modes opératoires, agréé par l’exploitant des canalisations, doit être mis à disposition avant la
construction d’une canalisation. Le mode opératoire de pose doit spécifier le mode opératoire d’assemblage, les
matériaux à utiliser pour les tubes et les raccords, les exigences concernant le creusement de tranchées et le
remblayage, les exigences relatives aux essais de pression et à la mise en service, les données à récolter
concernant le système de traçabilité.
La sélection des matériaux, la série des SDR, les dimensions et les techniques d’assemblage doivent incomber à
l’exploitant des canalisations.
Deux séries de SDR sont couramment utilisées pour les systèmes de distribution du gaz: le SDR 17,6 et le
SDR 11. D’autres séries de SDR peuvent également être utilisées, telles que le SDR 26 pour la rénovation.
La formation et le niveau de compétence de l’opérateur doivent correspondre aux exigences du mode opératoire
d’assemblage.
Des lignes directrices générales en matière de surveillance et de maîtrise de la qualité sont données à l’article 8.
5.2 Matériaux, composants et appareillage pour assemblage
Les matériaux et composants en PE utilisés doivent être conformes aux Normes internationales ISO pertinentes:
ISO 4437, ISO 8085-1, ISO 8085-2, ISO 8085-3, ISO 10838-1, ISO 10838-2, ISO 10838-3, ISO 10933.
D’autres composants non couverts par les normes susmentionnées doivent être conformes aux normes nationales
pertinentes.
Si les tubes et raccords doivent être stockés à l’extérieur, des exigences relatives à la durée maximale de stockage
doivent être données dans le mode opératoire de pose. Les matériaux en PE doivent être stabilisés afin d’offrir une
2
protection à un niveau de rayonnement UV de 3,5 GJ/m . Il est souhaitable que les organismes nationaux donnent
des recommandations concernant les durées de stockage autorisées dans leur pays. Un exemple est donné dans
l’annexe B concernant les niveaux de rayonnement moyens en Europe.
L’appareillage de soudage utilisé pour la construction de la canalisation doit être conforme aux exigences de
l'ISO 12176-1 ou de l'ISO 12176-2. Si le fonctionnement de l’appareillage de soudage exige une carte
d’identification de l’opérateur, cette dernière doit être conforme à l’ISO 12176-3.
5.3 Pression maximale de service
La pression maximale de service (MOP) de la canalisation doit être choisie par l’exploitant des canalisations sur la
base des exigences de fonctionnement du réseau de distribution du gaz et des matériaux utilisés. La MOP d’une
canalisation en PE dépend du type de résine utilisé (MRS), de la série SDR du tube et des conditions de service,
et est limitée par le coefficient global de service (de calcul), C, et les critères RCP.
Le coefficient global de service (de calcul), C, pour les matériaux thermoplastiques est spécifié dans l’ISO 12162. Il
sert à calculer la MOP dans la canalisation. C doit être supérieur ou égal à 2 pour les réseaux de distribution de
gaz naturel en PE.
La MOP doit être calculée au moyen de l’équation suivante:
20�MRS
MOP�
CD��SDR 1�
bg
F
4 © ISO 2000 – Tous droits réservés
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ISO/TS 10839:2000(F)
NOTE Le facteur de réduction (D ) est un coefficient utilisé pour calculer la MOP qui prend en compte l’influence de la
F
température de fonctionnement. Les facteurs de réduction relatifs aux températures de fonctionnement sont donnés dans
l’annexe A.
Le rapport de la pression critique RCP à la MOP doit êtreW 1,5 à la température minimale de fonctionnement. La
pression critique RCP est fonction de la température, des dimensions du tube et du type de matériau PE utilisés.
La pression critique RCP est définie ici conformément à l’ISO 4437:1997, qui spécifie une température d'essai de
0°C.
Lorsque la température du tube descend en dessous de 0 °C, le rapport p /MOP doit être recalculé en utilisant
RCP
une valeur de la pression p déterminée à partir de la température minimale de fonctionnement prévue du tube.
RCP
S’il y a lieu, la valeur de la MOP doit être réduite de façon à maintenir le rapport p /MOP à une valeurW 1,5.
RCP
5.4 Techniques d’assemblage
Les modes opératoires d’assemblage peuvent varier en fonction du type de matériau PE et des dimensions
utilisés.
La méthode d’assemblage préférée est le soudage. On doit utiliser, de préférence, les méthodes de soudage bout
à bout et d’électrosoudage.
Des précautions doivent être prises s’il s’agit d’assemblage par soudage de matériaux PE qui ne sont pas
compatibles (voir l’ISO 4437).
Un descriptif du mode opératoire d’assemblage, agréé par l’exploitant des canalisations, doit être mis à disposition
avant la construction de la canalisation. Ce mode opératoire d’assemblage doit spécifier la méthode d’assemblage,
les paramètres de soudage, l’appareillage de soudage, les conditions de soudage, le niveau de compétence de
l’opérateur et les méthodes de maîtrise de la qualité à utiliser.
5.5 Caractéristiques à l'écrasement
Lorsque l’emploi de la technique de l'écrasement est envisagé, l’adaptabilité du tube à l'écrasement doit être
établie en conformité avec l’ISO 4437.
6 Installation
6.1 Mode opératoire d’assemblage
L’assemblage doit être exécuté conformément au descriptif du mode opératoire de l’exploitant des canalisations et
toute recommandation des fabricants de tubes, de raccords et d’accessoires doit être prise en compte.
Les tubes, raccords et accessoires en polyéthylène peuvent être soudés par fusion à l’aide d’outils chauffés, par
électrosoudage ou par assemblage mécanique. Les méthodes d’assemblage et de maîtrise de la qualité, utilisées
pour la construction du réseau de distribution du gaz, doivent être appropriées à la conception du réseau.
6.2 Formation
L’opérateur doit maîtriser les méthodes appropriées de pose et d’assemblage. Il doit savoir et pouvoir réaliser des
assemblages de haute qualité.
Les opérateurs doivent recevoir une formation officielle sous la supervision d’un instructeur qualifié. L’entreprise du
gaz peut exiger un certificat indiquant que l’opérateur a atteint un niveau de qualification suffisant conforme aux
règlements nationaux ou locaux.
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ISO/TS 10839:2000(F)
6.3 Assemblage par soudage à l’aide d’outils chauffés (soudage bout à bout, soudage dans
l’emboîture et soudage de selle)
6.3.1 Généralités
Les assemblages par fusion à l’aide d’outils chauffés doivent être réalisés dans des conditions de pression, de
temps et de température définies, en suivant un descriptif du mode opératoire (voir 6.1). Les surfaces à souder
sont chauffées à leur température de fusion puis mises en contact l’une avec l’autre.
6.3.2 Température de soudage
La réalisation d’un soudage solide dépend, notamment, de la température de fusion du matériau en polyéthylène:
un chauffage excessif peut dégrader le matériau et un chauffage insuffisant ne ramollira pas adéquatement le
polyéthylène.
La gamme de températures à laquelle il est possible de souder un matériau quelconque en polyéthylène de
manière satisfaisante doit être prise en compte. Le mode opératoire de soudage doit spécifier le cycle de
chauffage et les niveaux de température pour le matériau en polyéthylène choisi.
L’effet du froid et du vent pouvant influencer défavorablement la température de soudage, des précautions
spéciales, notamment l’emploi d’un écran de protection et de bouchons, et l’allongement des temps de chauffage,
doivent être envisagés.
6.3.3 Appareillage de soudage
L’appareillage de soudage bout à bout utilisé doit être conforme à l’ISO 12176-1. L’appareillage de soudage
d’emboîture et de selle doit être conforme à une Norme internationale ISO pertinente ou à une norme nationale ou
d’entreprise garantissant un produit de qualité correspondant à l'aptitude à l’emploi prévue.
Des assemblages par soudage de haute qualité ne pouvant être réalisés au moyen d'un appareillage de soudage
en mauvais état, l’entretien de l’appareillage de soudage est très important et doit être effectué d’une manière
régulière. La propreté et l’intégrité des surfaces chauffantes, l'aptitude des outils chauffants à produire la
température correcte et, lorsqu'on utilise des machines à souder, le bon alignement et le bon fonctionnement de
ces dernières sont d’une importance primordiale.
Les outils chauffants, conçus pour maintenir des températures uniformes dans la gamme de températures de
fusion du matériau en polyéthylène particulier, doivent être équipés de dispositifs étalonnés pour mesurer et
indiquer la température. On peut utiliser un dispositif précis de mesurage de la température, par exemple un
pyromètre ou un thermomètre numérique, muni d’un capteur de température de surface pour vérifier la
température de surface des outils chauffants, néanmoins, des précautions supplémentaires sont nécessaires pour
éviter des incohérences de lecture lorsqu’on utilise ce type de dispositif.
Tous les outils chauffants doivent être chauffés électriquement.
6.3.4 Soudage bout à bout
6.3.4.1 Principe
La technique de soudage bout à bout consiste à chauffer les extrémités rabotées des surfaces à souder en les
maintenant contre une plaque chauffante plate jusqu’à fusion. On enlève la plaque chauffante, on rapproche l’une
contre l’autre les deux extrémités ramollies et on les maintient sous pression pendant la durée prescrite jusqu’à
refroidissement de l’assemblage (voir Figure 1).
6 © ISO 2000 – Tous droits réservés
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ISO/TS 10839:2000(F)
a) Chauffage b) Soudage
Légende
1 Pressiondechauffage
2 Plaque chauffante
3 Pression de soudage
Figure 1 — Soudage bout à bout
Le soudage bout à bout n’est pas recommandé pour les tubes de diamètre � 63 mm. Les tubes et/ou les raccords
à extrémités à souder de différentes valeurs SDR ne doivent pas être assemblés par soudage bout à bout.
6.3.4.2 Cycle de soudage bout à bout
Le cycle de soudage bout à bout peut être représenté par un graphique pression/temps pour une température de
soudage définie. Il existe différents cycles de soudage bout à bout, selon le matériau PE utilisé, le diamètre du tube
et les conditions de travail. Le cycle de soudage bout à bout à utiliser doit être spécifié dans le mode opératoire
écrit.
Un exemple de graphique de soudage bout à bout est donné à la Figure 2.
La pression de la machine à souder bout à bout doit être choisie de façon à obtenir la force requise à l’interface,
sans tenir compte des pertes dues au frottement et des pertes de pression dans la machine à souder bout à bout
ni de la résistance du réseau de tubes.
Dans le cas de machines à pistons, la force est normalement indiquée en termes de pression de vérin appliquée.
De telles machines sont fournies avec une table d'étalonnage spécifique qui donne le rapport entre la pression
réelle à l’interface et la pression indiquée par le manomètre.
6.3.4.3 Température de soudage bout à bout
La température de soudage bout à bout, normalement entre 200 °C et 235 °C, est indiquée dans le mode
opératoire d’assemblage.
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ISO/TS 10839:2000(F)
Figure 2 — Exemple de graphique de soudage bout à bout
Tableau 1 — Paramètres du graphique de soudage bout à bout représenté à la Figure 2
Durée Description Pression à l’interface
t p
Formationd’unbourreletde1 mmà4 mmselonlediamètredutube
1 1
t p
Chauffage du matériau (pénétration de la chaleur)
2 2
t
Retrait de la plaque chauffante —
3
t p
Augmentation de la pression de soudage et soudage
4 4
t
5 Refroidissement de l’assemblage soudé —
6.3.4.4 Assemblage par soudage bout à bout
Les opérations minimales nécessaires pour réaliser un assemblage par soudage bout à bout, avec cycle de
soudage bout à bout et température spécifiés, sont décrites ci-après:
� Réduire le plus possible la résistance à la traction, par exemple en utilisant des supports à rouleaux.
� Enserrer les extrémités mâles du(des) tube(s) et ou du(des) raccord(s) dans la machine à souder bout à bout.
� Nettoyer les extrémités mâles.
� Vérifier que la machine à souder bout à bout est compatible avec le diamètre du tube et le cycle de soudage
bout à bout prescrit.
� Raboter les tubes parallèlement en déplaçant la mâchoire mobile contre la raboteuse (voir Figure 3). La
pression de fermeture doit être suffisante pour produire un écoulement régulier des copeaux en PE des deux
côtés de la raboteuse
...
Questions, Comments and Discussion
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