ISO 15859-4:2004

Space systems — Fluid characteristics, sampling and test methods — Part 4: Helium

ISO 15859-4:2004 specifies limits for the composition of helium and establishes the sampling and test requirements applicable for the verification of the helium composition. ISO 15859-4:2004 is applicable to helium, used in both flight hardware and ground facilities, systems and equipment, of the following types and grades:Type I, gaseous (Grade A: purging and pressurizing helium, Grade F: purging and pressurizing helium, Grade J: purging and pressurizing helium) and Type II, liquid (Grade A: purging and pressurizing helium, Grade F: purging and pressurizing helium). ISO 15859-4:2004 is applicable to influents only within the specified limits. ISO 15859-4:2004 is applicable to any sampling operation required to ensure that, when the fluid enters the launch vehicle or spacecraft, the fluid composition complies with the limits provided hereafter or with any technical specification agreed to for a particular use.

Systèmes spatiaux — Caractéristiques, échantillonnage et méthodes d'essai des fluides — Partie 4: Hélium

L'ISO 15859-4:2004 donne les valeurs limites de la composition de l'hélium et établit les exigences relatives à son échantillonnage et aux méthodes d'essai applicables pour vérifier sa composition. L'ISO 15859-4:2004 est applicable à l'hélium des types et qualités suivants, utilisé aussi bien dans le matériel embarqué que dans les installations, systèmes et équipements au sol: type I, gazeux (qualité A: purge/pressurisation, qualité F: purge/pressurisation, qualité J: purge/pressurisation) et type II, liquide (qualité A: purge/pressurisation, qualité F: purge/pressurisation). L'ISO 15859-4:2004 n'est applicable aux fluides entrant dans le système spatial que dans les limites spécifiées. L'ISO 15859-4:2004 est applicable à toute opération d'échantillonnage nécessaire pour garantir que, lorsque le fluide pénètre dans le lanceur ou dans le véhicule spatial, sa composition est conforme aux valeurs limites définies ci-après ou aux spécifications techniques approuvées en vue d'une utilisation particulière.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 07-Jun-2004
• ICS: 49.140 - Space systems and operations
• Technical Committee: ISO/TC 20/SC 14 - Space systems and operations
• Drafting Committee: ISO/TC 20/SC 14/WG 3 - Operations and support systems
• Current Stage: 9020 - International Standard under periodical review
• Start Date: 15-Jan-2025
• Due Date: 15-Jan-2025
• Completion Date: 15-Jan-2025

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15859-4
First edition
2004-06-01
Space systems — Fluid characteristics,
sampling and test methods —
Part 4:
Helium
Systèmes spatiaux — Caractéristiques, échantillonnage et méthodes
d'essai des fluides —
Partie 4: Hélium
Reference number
©
ISO 2004
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Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 15859-4 was prepared by Technical Committee ISO/TC 20, Aircraft and space vehicles, Subcommittee
SC 14, Space systems and operations.
ISO 15859 consists of the following parts, under the general title Space systems — Fluid characteristics,
sampling and test methods:
 Part 1: Oxygen
 Part 2: Hydrogen
 Part 3: Nitrogen
 Part 4: Helium
 Part 5: Nitrogen tetroxide propellants
 Part 6: Monomethylhydrazine propellant
 Part 7: Hydrazine propellant
 Part 8: Kerosine propellant
 Part 9: Argon
 Part 10: Water
 Part 11: Ammonia
 Part 12: Carbon dioxide
 Part 13: Breathing air
Introduction
Fluid operations at a spaceport or launch site may involve a number of operators and supplier/customer
interfaces, from the fluid production plant to the delivery to the launch vehicle or spacecraft. The purpose of
ISO 15859 is to establish uniform requirements for the components, sampling and test methods of fluids used
in the servicing of launch vehicles, spacecraft and ground support equipment. The fluid composition limits
specified are intended to define the purity and impurity limits of the fluid for loading into the launch vehicle or
spacecraft. The fluid sampling and test methods are intended to be applied by any operator. The fluid
sampling and test methods are acceptable methods for verification of the fluid composition limits.

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 15859-4:2004(E)

Space systems — Fluid characteristics, sampling and test
methods —
Part 4:
Helium
1 Scope
This part of ISO 15859 specifies limits for the composition of helium and establishes the sampling and test
requirements applicable for the verification of the helium composition.
This part of ISO 15859 is applicable to helium, used in both flight hardware and ground facilities, systems and
equipment, of the following types and grades.
 Type I: gaseous
 Grade A: purging and pressurizing helium;
 Grade F: purging and pressurizing helium;
 Grade J: purging and pressurizing helium;
 Type II: liquid
 Grade A: purging and pressurizing helium;
 Grade F: purging and pressurizing helium.
This part of ISO 15859 is applicable to influents only within the specified limits herein.
This part of ISO 15859 is applicable to any sampling operation required to ensure that, when the fluid enters
the launch vehicle or spacecraft, the fluid composition complies with the limits provided hereafter or with any
technical specification agreed to for a particular use.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 9000, Quality management systems — Fundamentals and vocabulary
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 9000 and the following apply.
3.1
total hydrocarbon (as methane)
the single carbon atom equivalent
3.2
verification test
analysis performed on the fluid in the container, or a sample thereof, which is representative of the supply,
permitting the verification of fluid composition limits
4 Chemical composition
Unless otherwise provided in an applicable technical specification, the composition of helium delivered to the
flight vehicle interface shall be in accordance with the limits given in Table 1 when tested in accordance with
the applicable test methods.
Table 1 — Composition limits
Limits
Type I (gaseous) Type II (liquid)
Component
Grade Grade Grade Grade Grade
A F J A F
Volume fraction,
Purity
99,99 99,995 99,999 99,99 99,995
Helium %, min.
Water µl/l, max.9 5 1,9 9 3
Hydrocarbons (as
µl/l, max. 5 10 0,1 5 1
methane)
Oxygen µl/l, max. 10 5 1 10 3
Nitrogen µl/l, max. 50 20 3 50 5
Impurities Neon µl/l, max.  23   23
Argon µl/l, max.     1
µl/l, max. 5
Hydrogen    
Carbon monoxide plus
µl/l, max.  1 0,1  1
carbon dioxide
Total allowable impurities µl/l, max. 100 50 10 100 50

5 Procurement
Helium types and grades specified in Clause 1 should be procured in accordance with an applicable national
standard.
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6 Fluid sampling
CAUTION — Gaseous helium is an asphyxiant. Human contact with liquid helium will result in severe
injury. Care should be taken in the handling and storage of liquid helium to prevent contact with the
human body. Care should also be taken to prevent high concentrations of gaseous helium in confined
spaces.
6.1 Plan
In order to ensure that the fluid composition complies with the limits specified in this part of ISO 15859, a fluid
sampling plan should be established by all the involved operators, from the production to the space vehicle
interface, and approved by the final user. Sampling activities and test methods shall comply with all safety
regulations and rules applicable to that task. This plan shall specify
 the sampling points,
 the sampling procedures,
 the sampling frequency,
 the sample size,
 the number of samples,
 the test methods, and
 the responsibilities of any involved operator.
6.2 Responsibility for sampling
Unless otherwise provided in an applicable technical specification, the helium delivered to the flight vehicle
interface shall be sampled and verified by the supplier responsible for providing the helium to the flight vehicle.
The supplier may use his/her or any other resources suitable for the performance of the verification tests
specified herein unless otherwise directed by the customer.
6.3 Sampling points
Unless otherwise specified, sampling shall be conducted at the fluid storage site or the flight vehicle interface.
6.4 Sampling frequency
Sampling shall be performed annually or in accordance with a time agreed upon by the supplier and the
customer.
6.5 Sample size
The quantity in a single sample container shall be sufficient to perform the analysis for the limiting
characteristics. If a single sample does not contain a sufficient quantity to perform all of the analyses for the
required quality verification test, additional samples shall be taken under similar conditions.
6.6 Number of samples
The number of samples shall be in accordance with one of the following:
a) one sample per storage container;
b) any number of samples agreed upon by the supplier and the customer.
6.7 Storage container
Unless otherwise provided by the applicable sampling plan, the fluid storage container shall not be refilled
after the sample is taken.
6.8 Gaseous samples
Gaseous samples shall be a typical specimen from the gaseous supply. Samples shall be obtained in
accordance with one of the following.
a) By filling the sample container and storage containers at the same time, on the same manifold, under the
same conditions and with the same procedure.
b) By withdrawing a sample from the supply container through a suitable connection into the sample
container. No pressure regulator shall be used between the supply and the sample containers. (Suitable
valves are permissible.) For safety reasons, the sample container and sampling system shall have a rat
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 15859-4
Première édition
2004-06-01
Systèmes spatiaux — Caractéristiques,
échantillonnage et méthodes d'essai des
fluides —
Partie 4:
Hélium
Space systems — Fluid characteristics, sampling and test methods —
Part 4: Helium
Numéro de référence
©
ISO 2004
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Publié en Suisse
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Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 15859-4 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 20, Aéronautique et espace, sous-comité
SC 14, Systèmes spatiaux, développement et mise en œuvre.
L'ISO 15859 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Systèmes spatiaux —
Caractéristiques, échantillonnage et méthodes d'essai des fluides:
 Partie 1: Oxygène
 Partie 2: Hydrogène
 Partie 3: Azote
 Partie 4: Hélium
 Partie 5: Ergols à base de tétraoxyde d’azote
 Partie 6: Monométhylhydrazine (ergol)
 Partie 7: Hydrazine (ergol)
 Partie 8: Kérosène (carburant)
 Partie 9: Argon
 Partie 10: Eau
 Partie 11: Ammoniac
 Partie 12: Dioxyde de carbone
 Partie 13: Air respirable
Introduction
Sur une base ou sur un site de lancement spatial, les opérations sur les fluides peuvent impliquer un certain
nombre d’opérateurs et d’interfaces fournisseur/client, depuis l’usine de production du fluide jusqu’au
chargement dans le lanceur ou dans le véhicule spatial. L’objet de l’ISO 15859 est d’harmoniser les exigences
relatives à la composition, à l’échantillonnage et aux méthodes d’essai des fluides utilisés dans le
ravitaillement des lanceurs, des véhicules spatiaux et des équipements de support au sol. Les limites
spécifiées de composition des fluides ont pour objectif de définir les valeurs limites de pureté et de teneur en
impuretés des fluides à charger dans le lanceur ou dans le véhicule spatial. L’échantillonnage et les méthodes
d’essai des fluides sont destinés à être respectés par tout opérateur. Ils sont acceptables pour la vérification
des limites de composition des fluides.

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NORME INTERNATIONALE ISO 15859-4:2004(F)

Systèmes spatiaux — Caractéristiques, échantillonnage et
méthodes d'essai des fluides —
Partie 4:
Hélium
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 15859 donne les valeurs limites de la composition de l’hélium et établit les
exigences relatives à son échantillonnage et aux méthodes d’essai applicables pour vérifier sa composition.
La présente partie de l’ISO 15859 est applicable à l’hélium des types et qualités suivants, utilisé aussi bien
dans le matériel embarqué que dans les installations, systèmes et équipements au sol.
 Type I: gazeux
 qualité A: purge/pressurisation,
 qualité F: purge/pressurisation,
 qualité J: purge/pressurisation;
 Type II: liquide
 qualité A: purge/pressurisation,
 qualité F: purge/pressurisation.
La présente partie de l’ISO 15859 n’est applicable aux fluides entrant dans le système spatial que dans les
limites spécifiées ci-après.
La présente partie de l’ISO 15859 est applicable à toute opération d’échantillonnage nécessaire pour garantir
que, lorsque le fluide pénètre dans le lanceur ou dans le véhicule spatial, sa composition est conforme aux
valeurs limites définies ci-après ou aux spécifications techniques approuvées en vue d’une utilisation
particulière.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 9000, Systèmes de management de la qualité — Principes essentiels et vocabulaire
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 9000 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1
teneur totale en hydrocarbures (équivalent méthane)
équivalent en atomes de carbone simples
3.2
essai de vérification
analyse effectuée sur le fluide présent dans le conteneur ou sur un échantillon prélevé, représentatif du fluide
fourni, permettant de vérifier les limites de composition du fluide
4 Composition chimique
Sauf indication contraire dans une spécification technique applicable, la composition chimique de l’hélium
fourni à l’interface du véhicule spatial doit être conforme aux valeurs limites indiquées au Tableau 1,
lorsqu’elle est vérifiée conformément aux méthodes d’essai applicables.
Tableau 1 — Limites de compostion
Valeurs limites
Composants
Type I (gazeux) Type II (liquide)
Qualité A Qualité F Qualité J Qualité A Qualité F
Hélium Fraction
Pureté
99,99 99,995 99,999 99,99 99,995
volumique % min.
Eau µl/l, max.9 5 1,9 9 3
Hydrocarbures
µl/l, max. 5 10 0,1 5 1
(équivalent méthane)
Oxygène µl/l, max.10 5 1 10 3
Azote µl/l, max. 50 20 3 50 5
Néon µl/l, max.  23   23
Impuretés
Argon µl/l, max.     1
µl/l, max. 5
Hydrogène    
Monoxyde de carbone et
µl/l, max.  1 0,1  1
dioxyde de carbone
Total des impuretés
µl/l, max. 100 50 10 100 50
admissibles
5 Approvisionnement
Il convient que l’hélium des types et qualités spécifiés à l’Article 1 fasse l’objet d’un approvisionnement
conforme à une norme nationale applicable.
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6 Échantillonnage du fluide
AVERTISSEMENT — L’hélium gazeux est un asphyxiant. Tout contact du corps humain avec de
l’hélium liquide peut entraîner des lésions graves. Il convient de manipuler et de stocker l’hélium
liquide avec précaution afin d'éviter tout contact avec le corps humain. Il convient également d'éviter
les fortes concentrations d’hélium gazeux dans les espaces confinés.
6.1 Plan
Afin de garantir que la composition du fluide respecte les valeurs limites indiquées dans la présente partie de
l’ISO 15859, il convient que tous les opérateurs concernés établissent un plan d’échantillonnage du fluide, de
la phase de production à l’interface du véhicule spatial, et que l’utilisateur final l’approuve. Les activités
d’échantillonnage et les méthodes d’essais doivent être conformes à tous les règlements et règles applicables
à cette tâche. Le plan doit préciser
 les points d’échantillonnage,
 les modes opératoires d’échantillonnage,
 la fréquence d’échantillonnage,
 la taille des échantillons,
 le nombre d’échantillons,
 les méthodes d’essai, et
 les responsabilités de chaque opérateur concerné.
6.2 Responsabilités relatives à l’échantillonnage
Sauf indication contraire dans une spécification technique applicable, l’hélium fourni à l’interface du véhicule
spatial doit être échantillonné et contrôlé par le fournisseur chargé d’approvisionner le véhicule spatial en
hélium. Le fournisseur peut utiliser ses propres ressources ou toute autre ressource appropriée pour effectuer
les essais de vérification indiqués dans la présente partie de l'ISO 15859, sauf instruction contraire de la part
du client.
6.3 Points d’échantillonnage
Sauf indication contraire, l’échantillonnage doit être effectué sur le site de stockage du fluide ou à l’interface
du véhicule spatial.
6.4 Fréquence d’échantillonnage
L’échantillonnage doit être effectué chaque année ou conformément au calendrier approuvé par le fournisseur
et le client.
6.5 Taille des échantillons
La quantité présente dans une seule éprouvette doit suffire pour caractériser les valeurs limites. Si un seul
échantillon ne contient pas une quantité suffisante de fluide pour effectuer toutes les analyses nécessaires à
l’essai de vérification avec la qualité requise, des échantillons supplémentaires doivent être prélevés dans les
mêmes conditions.
6.6 Nombre d’échantillons
Le nombre d’échantillons doit être conforme à l’une des deux exigences suivantes:
a) un échantillon par conteneur de stockage;
b) nombre d’échantillons approuvé par le fournisseur et le client.
6.7 Conteneur de stockage
Sauf indication contraire dans le plan d’échantillonnage applicable, le conteneur de stockage du fluide ne doit
pas être rempli à nouveau après prélèvement de l’échantillon.
6.8 Échantillons gazeux
Les échantillons gazeux doivent être représentatifs de la fourniture en hélium gazeux. Les échantillons
doivent être prélevés conformément à l’une des techniques suivantes.
a) En remplissant simultanément l’éprouvette et les conteneurs de stockage, sur le même manifold, dans
les mêmes conditions et selon le même mode opératoire.
b) En prélevant un échantillon dans le conteneur de fourniture par le biais d’un branchement adéquat sur
l’éprouvette. Aucun régulateur de pression ne doit être utilisé entre le conteneur de fourniture et
l’éprouvette (des valves adaptées sont acceptées). Pour des raisons de sécurité, la pression d’utilisation
dans l’éprouvette et dans le système d’échantillonnage doit être au moins égale à la pression du
conteneur de fourniture.
c) En branchant le conteneur dont le contenu est à analyser directement sur le matériel d’analyse, en
régulant la pression afin d’éviter que ce matériel ne subisse de surpression.
6.9 Échantillons liquides (vaporisés)
Les échantillons liquides vaporisés doivent être représentatifs de la fourniture en hélium liquide. Les
échantillons doivent être obtenus en faisant couler le liquide depuis le conteneur de fourniture dans (ou à
travers) un conteneur adapté, où l'on prélève les échantillons liquides représentatifs qui sont ensuite
complètement vaporisés.
6.10 Rejet
Si un échantillon du fluide soumis aux essais conformément à l'Article 7 n’est pas conforme aux exigences
spécifiées dans la présente partie de l'ISO 15859, le fluide représenté par l’échantillon doit être rejeté.
L'élimination du fluide rejeté doit être spécifiée par le client.
7 Méthodes d'essai
7.1 Généralités
Le fournisseur doit s'assurer, par des pratiques courantes, du niveau de qualité de l’hélium. Si nécessaire,
des méthodes d'essai de remplacement sont décrites en 7.3 à 7.10. D’autres méthodes d'essai, non
mentionnées dans la présente partie de l'ISO 15859, sont acceptables à condition de faire l’objet d’un accord
entre le fournisseur et le client.
Les essais de vérification sont constitués d’une ou de plusieurs analyses du fluide visant à garantir la fiabilité
de l’installation de stockage à offrir le niveau de qualité requis. Ce point peut être vérifié par l’analyse
d’échantillons représentatifs du fluide prélevés dans l’installation à des intervalles adéquats, comme convenu
4 © ISO 2004 – Tous droits réservés

entre le fournisseur et le client. Les essais peuvent être effectués par le fournisseur ou par un laboratoire
approuvé par le fournisseur et le client.
Les exigences d’analyse relatives à ces essais doivent inclure la caractérisation de toutes les valeurs limites
des composants de l’hélium.
7.2 Paramètres d’analyse
Les paramètres des techniques d’analyse présentées en 7.3 à 7.10 sont les suivants:
a) sauf indication contraire, la pureté doit être exprimée sous forme de pourcentage en volume (fraction
volumique, %);
b) des étalons gazeux de calibrage contenant les composants gazeux applicables peuvent être exigés pour
calibrer les instruments d’analyse utilisés
...