ISO 15547:2000
(Main)Petroleum and natural gas industries — Plate heat exchangers
Petroleum and natural gas industries — Plate heat exchangers
Industries du pétrole et du gaz naturel — Échangeurs thermiques à plaques
La présente Norme internationale définit les exigences et donne des recommandations relatives à la conception mécanique, à la sélection des matériaux, à la fabrication, au contrôle, aux essais et à la préparation pour l'expédition des échangeurs thermiques à plaques, parfois dénommés échangeurs thermiques à plaques et à bâti, destinés à être utilisés dans les industries du pétrole et du gaz naturel. La présente Norme internationale traite des échangeurs thermiques à plaques étanches, semi-soudées et soudées, délimitées par un bâti. Utilisé dans la présente Norme internationale, le terme «échangeurs thermiques» ou «échangeurs» inclut les refroidisseurs, réchauffeurs, condenseurs, évaporateurs et rebouilleurs.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15547
First edition
2000-04-15
Petroleum and natural gas industries —
Plate heat exchangers
Industries du pétrole et du gaz naturel — Échangeurs thermiques à
plaques
Reference number
ISO 15547:2000(E)
©
ISO 2000
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Contents Page
Foreword.iv
Introduction.v
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Terms, definitions and abbreviated terms .1
3.1 Terms and definitions .1
3.2 Abbreviated terms .4
4 General.4
5 Conflicting requirements .4
6 Proposal information required .4
7 Drawings and other data requirements.5
7.1 Drawings.5
7.2 Final records .6
8 Design .6
8.1 General.6
8.2 Design temperature .6
8.3 Design pressure.6
8.4 Fouling margin.6
8.5 Corrosion allowance .6
8.6 Components.7
8.7 Connections .8
8.8 Plate gaskets.11
8.9 Handling devices .12
9 Materials .12
10 Fabrication.13
10.1 Welding.13
10.2 Plate gasket installation.13
10.3 Surface finish .13
10.4 Assembly.13
11 Inspection and testing.13
11.1 Quality control.13
11.2 Hydrostatic testing .13
11.3 Nameplates and stampings .14
12 Preparation for shipment .14
Annex A (informative) Recommended practice .15
Annex B (informative) Plate heat exchanger checklist.18
Annex C (informative) Plate heat exchanger data sheets .19
Bibliography.26
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ISO 15547:2000(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.
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 International Standard may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 15547 was prepared by Technical Committee ISO/TC 67, Materials, equipment and
offshore structures for petroleum and natural gas industries, Subcommittee SC 6, Processing equipment and
systems.
Annexes A, B and C of this International Standard are for information only.
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ISO 15547:2000(E)
Introduction
This International Standard is based on API standard 662, December 1995 edition.
Users of this International Standard should be aware that further or differing requirements may be needed for
individual applications. This International Standard 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 an innovative or developing technology. Where an alternative is offered, the
vendor should identify any variations from this International Standard and provide details.
This International Standard requires the purchaser to specify certain details and features.
A round bullet (�) at the beginning of a clause or subclause indicates that either a decision is required or further
information is to be provided by the purchaser. This information should be indicated on the plate heat exchanger
checklist (see annex B).
A triangular bullet (▲) at the beginning of a clause or subclause indicates an item appearing on the plate heat
exchanger data sheet (see annex C).
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 15547:2000(E)
Petroleum and natural gas industries — Plate heat
exchangers
1 Scope
This International Standard gives requirements and recommendations for the mechanical design, materials
selection, fabrication, inspection, testing, and preparation for shipment of plate heat exchangers, sometimes
referred to as plate-and-frame heat exchangers, for use in petroleum and natural gas industries.
This International Standard covers gasketed, semi-welded and welded plate heat exchangers constrained within a
frame.
As used in this International Standard, the term heat exchangers, or exchangers, includes coolers, heaters,
condensers, evaporators and reboilers.
2 Normative reference
The following normative document contains provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these
publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to
investigate the possibility of applying the most recent edition of the normative document 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 8501-1, Preparation of steel substrates before application of paints and related products — Visual assessment
of surface cleanliness — Part 1: Rust grades and preparation grades of uncoated steel substrates and of steel
substrates after overall removal of previous coatings.
3 Terms, definitions and abbreviated terms
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this International Standard, the following terms and definitions apply.
3.1.1
connector plate
plate used to separate two or more services in one plate heat exchanger
3.1.2
drip tray
tray that is able to collect droplets from an entire heat exchanger plate pack
3.1.3
end plates
two plates, one at each end, that prevent the fluids in a plate heat exchanger from contacting the frame
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ISO 15547:2000(E)
3.1.4
exchanger service
one or more plate heat exchangers for a total specified heat-transfer duty
3.1.5
frame
assembly that provides the structural support and pressure containment of a plate heat exchanger
3.1.6
fully welded plate pack
plate pack where all the gaskets have been replaced by welds
3.1.7
heat transfer area
sum of the surface areas of one side of all plates in contact with both heat-transfer fluids
NOTE Areas of end plates are not included.
3.1.8
item number
purchaser’s identification number for a plate heat exchanger
3.1.9
nominal plate gap
forming depth of an individual plate
3.1.10
pass plate
plate used to change the direction of flow of a stream in a multi-pass plate heat exchanger
3.1.11
plate
sheet of material precision-pressed or -formed into a corrugated pattern
3.1.12
plate chevron angle
angle formed between the corrugated plate pattern and the horizontal
3.1.13
plate heat exchanger
PHE
assembly of a gasketed, semi-welded or welded plate pack and its supporting frame
NOTE Figure 1 shows typical components of a plate heat exchanger.
3.1.14
plate pack
grouping of all plates contained within a frame
3.1.15
port
inlet or outlet opening in the plate
3.1.16
pressure design code
recognized pressure vessel standard specified or agreed by the purchaser
EXAMPLE ASME VIII.
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3.1.17
semi-welded plate pair
two adjacent plates welded together where the weld replaces the function of a gasket
3.1.18
shroud
removable covering for the top and sides of the plate pack of the plate heat exchanger, which provides protection in
the event of a spray leak or fire
3.1.19
structural welding code
recognized structural welding code specified or agreed by the purchaser
EXAMPLE AWS D1.1 for steel.
Key
1 Mounting feet 6 Tie bolts
2 Plate pack 7 Guide bar (bottom)
3 Fixed cover 8 Carrying bar (top)
4 Movable cover 9 Connections, studded or flanged
5 Support column 10 Tie nuts
Figure 1 — Typical single-pass plate heat exchanger
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3.2 Abbreviated terms
ASME American Society of Mechanical Engineers
AWS American Welding Society
IRHD International rubber hardness degree
MDMT Minimum design metal temperature
MRB Manufacturing record book
NDE Non-destructive examination
PHE Plate heat exchanger
4 General
�▲ 4.1 The pressure design code shall be specified or agreed by the purchaser. Pressure components shall comply
with the pressure design code and the supplemental requirements in this International Standard.
The structural welding code shall be specified or agreed by the purchaser.
Annex A provides some recommended mechanical and design details for information. Annex A also includes some
precautions for consideration when specifying fouling margin, fireproof shrouds and plate gaskets.
�▲ 4.2 The vendor shall comply with the applicable local regulations specified by the purchaser.
�▲ 4.3 If specified by the purchaser, or if required by national, state or local codes, the vendor shall register each
exchanger.
In this International Standard, where practical, US Customary units are included in parentheses for information.
5 Conflicting requirements
The vendor shall obtain written approval from the purchaser before proceeding with work affected by a conflict
between the proposal and the purchase order.
6 Proposal information required
6.1 The vendor shall complete all information requested on the data sheet.
6.2 For components that are not fully identified by the terms and definitions in 3.1 of this International Standard,
the vendor shall describe the details of construction and assembly.
6.3 The vendor shall include a detailed description of any exception to the specified requirements.
6.4 The first-time use of a PHE design, component or material by the vendor for the purchaser’s intended service
shall be clearly indicated by the vendor.
6.5 The vendor shall state anticipated life in the specified service and in storage of the gaskets proposed.
Special requirements for gasket storage to maintain gasket shelf-life shall be specified.
6.6 The vendor shall state the method of support used for the movable cover.
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6.7 The vendor shall supply a recommended spare parts list and unit spare-part prices for each plate heat
exchanger.
6.8 The vendor shall state recommended plate-cleaning method(s).
▲ 6.9 If a fireproof shroud is specified, the PHE vendor shall submit proof that the proposed design has passed
suitable type testing.
7 Drawings and other data requirements
7.1 Drawings
7.1.1 The vendor shall submit general configuration drawings for each PHE for review. The drawings shall
include the following information:
a) service, item number, project name and location, vendor’s shop order number and purchaser’s order number;
b) maximum allowable working pressure, design pressure, test pressure, design temperature, minimum design
metal temperature and any restrictions regarding testing or operation of the PHE;
c) dimensions and location of supports;
d) overall exchanger dimensions;
e) maximum and minimum compressed plate pack length;
f) side clearance required for plate removal;
g) mass of the PHE, both empty and full of water;
h) centre of gravity of the exchanger for empty and operating conditions;
i) corrosion allowance;
j) material specifications for all components;
k) allowable forces and moments on connections;
l) size, flange rating and facing, location, orientation, and flow identification of all connections;
m) applicable design codes;
n) number of plates installed and maximum number of plates for specified frame;
o) gasket materials and adhesives required.
7.1.2 The vendor shall recommend the tools needed for the assembly and maintenance of the PHE. If torquing of
bolts is required, the vendor shall provide torquing procedures.
7.1.3 The review of general configuration drawings by the purchaser shall not relieve the vendor of the
responsibility of meeting the requirements of the purchase order.
7.1.4 After receipt of the purchaser’s general configuration drawing review comments, the vendor shall furnish
the certified general configuration drawings and the detail drawings.
� 7.1.5 If specified by the purchaser, the vendor shall furnish copies of applicable welding procedure specifications
and weld maps for review or record.
� 7.1.6 If specified by the purchaser, the vendor shall furnish copies of applicable calculations for review or record.
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7.2 Final records
7.2.1 The vendor shall furnish the purchaser with a user's manual which shall contain the following:
a) technical description,
b) assembly instructions,
c) operating instructions,
d) maintenance instructions,
e) spare parts list,
f) data sheets and drawings (as-built).
7.2.2 The vendor shall maintain records to confirm compliance of the material and fabrication with the
requirements of this International Standard for at least five years.
8 Design
8.1 General
8.1.1 The frame and tie bolts of the gasketed or semi-welded PHE shall be designed to permit future installation
of a minimum of 20 % additional plates.
8.1.2 Gasketed plates shall be replaceable individually, and semi-welded plates in pairs, without having to
remove any other plate.
8.1.3 The plate pack shall incorporate means for positive alignment of the plates and gaskets.
8.2 Design temperature
▲ 8.2.1 All PHEs shall have two design temperatures, a maximum design temperature and a minimum design
metal temperature (MDMT), specified by the purchaser.
8.2.2 The design temperatures shall be used for the design of all pressure-retaining components.
8.3 Design pressure
The plate heat exchanger design shall not be based on differential pressure.
8.4 Fouling margin
� The purchaser shall specify a percentage fouling margin where:
Fouling margin = (U /U –1) � 100 (1)
clean service
where
U is the thermal transmittance (overall heat transfer coefficient).
8.5 Corrosion allowance
▲ 8.5.1 Corrosion allowance, if specified, shall apply to connections only.
8.5.2 Plate material shall be selected based on an assumed zero corrosion allowance.
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8.6 Components
8.6.1 Plates shall conform to the following.
a) The nominal thickness of gasketed plates before being pressed shall be sufficient to meet design conditions
but shall not be less than 0,5 mm (0,02 inch).
b) The plates shall be fully supported by the carrying bar.
c) The plates shall be designed to meet the design conditions without the need of additional stiffeners attached to
the plate, unless otherwise approved by the purchaser.
d) The thickness of pass plates shall be sufficient to withstand the total stream pressure drop across the port
area.
e) The wetted areas of fabricated pass support plates shall be constructed of similar material to the plates.
f) All gasketed and semi-welded plates shall have permanently stamped identification for proper assembly.
g) End plates shall be furnished at the fixed and movable covers.
8.6.2 Fixed and movable covers shall conform to the following.
a) Covers designed with the use of stiffeners shall require approval of the purchaser.
b) Covers shall be furnished with slotted holes for tie bolts. The design shall mechanically restrain the tie bolts or
nuts from turning.
8.6.3 Tie bolts and nuts for gasketed and semi-welded plate packs shall conform to the following.
a) Tie bolts shall not be less than 16 mm (5/8 inch) nominal diameter, in accordance with the pressure design
code.
b) Each tie bolt shall have one captive nut and at least one running nut. The length of each nut shall be equal to
or greater than a heavy hexagonal type, in accordance with the pressure design code.
c) Hardened steel washers shall be provided under all rotating nuts.
d) Each tie bolt shall be supplied greased and with a plastic sleeve to protect it from the environment.
8.6.4 The carrying bar for gasketed and semi-welded PHEs shall conform to the following.
a) The bearing surface shall permit easy sliding of the plates and movable cover along the entire length of the
carrying bar.
b) The carrying bar shall be designed to support at least 1,5 times the total mass of the movable cover and plate
pack with the maximum number of plates filled with water (or the process fluid if its density is greater than that
of water).
▲ 8.6.5 Gasketed and semi-welded PHEs shall have a support column with a mounting foot located at the movable
cover end. A minimum of two mounting feet shall be provided at the fixed cover. The supplier shall design the
supports for the external loads specified in the equipment data sheet or requisition documents.
� 8.6.6 If specified by the purchaser, the supplier shall provide details of the reaction at the support points.
� 8.6.7 If specified by the purchaser, PHEs shall be equipped with a shroud to protect against spray leaks.
�▲ 8.6.8 If specified by the purchaser, a suitable fire protection shroud shall be provided. The level of protection
shall be specified by the purchaser. For further information see A.6.
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�▲ 8.6.9 If specified by the purchaser, PHEs shall be equipped with a drip tray.
8.6.10 All units shall have two earthing lugs, one connected at each end of the frame.
8.7 Connections
▲ 8.7.1 Connections shall be bolted and shall be of either studded or flanged design.
▲ 8.7.2 The use of studded and/or flanged connections and facings shall be specified on the data sheet.
8.7.3 Drilled and tapped holes for studded connection bolts shall not pass completely through the cover plate.
The hole shall be threaded for a minimum length of one times the stud diameter.
8.7.4 The plate heat exchanger shall be self-draining and self-venting through the connections for all pass
arrangements.
8.7.5 For alloy-lined connections, the minimum thickness of the lining shall not be less than the plate thickness.
8.7.6 The projection of flanged connections shall be of sufficient length to allow installation and removal of the
flange bolts from either side of the flange.
8.7.7 All bolt holes for flanged or studded connections shall straddle centrelines.
8.7.8 Connection sizes of DN 32 (NPS 1-1/4), DN 65 (NPS 2-1/2), DN 90 (NPS 3-1/2) or DN 125 (NPS 5) shall
not be used.
� 8.7.9 For alloy nozzles, the purchaser shall define requirements for either solid or lined connections, including
any connections fitted into the nozzle necks.
▲ 8.7.10 Connections shall be designed to withstand suitable loads and moments induced by the piping. Tables 1
and 2 indicate a suitable initial estimate of loadings for connections either in standard or severe service. Unless
specified by the purchaser, Standard Nozzle Loadings as shown in Table 1 shall be used. Directions of forces and
moments shall be as shown in Figure 2.
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Table 1 — Standard-service nozzle loading
PN 20 PN 50 PN 110
Nom. size
(ASME rating 150) (ASME rating 300) (ASME rating 600)
DN FM F M F M
mm (in) N (lb) N�m(lb�ft) N (lb) N�m(lb�ft) N (lb) N�m(lb�ft)
25 (1) 90 (20) 0 (0) 119 (27) 1 (1) 167 (37) 2 (2)
40 (1,5) 159 (36) 37 (27) 209 (47) 40 (29) 293 (66) 44 (32)
50 (2) 208 (47) 76 (56) 273 (61) 80 (59) 383 (86) 88 (65)
80 (3) 365 (82) 230 (169) 480 (108) 246 (181) 673 (151) 274 (202)
100 (4) 477 (107) 358 (264) 628 (141) 388 (286) 879 (198) 438 (323)
150 (6) 776 (175) 750 (553) 1 022 (230) 840 (620) 1 430 (322) 990 (730)
200 (8) 1 096 (246) 1 236 (911) 1 443 (324) 1 431 (1 056) 2 020 (454) 1 758 (1 297)
250 (10) 1 433 (322) 1 809 (1 335) 1 886 (424) 2 167 (1 598) 2 640 (593) 2 763 (2 038)
300 (12) 1 784 (401) 2 471 (1 822) 2 347 (528) 3 056 (2 254) 3 286 (739) 4 032 (2 974)
350 (14) 2 146 (482) 3 220 (2 375) 2 824 (635) 4 108 (3 030) 3 953 (889) 5 587 (4 121)
400 (16) 2 519 (566) 4 060 (2 995) 3 314 (745) 5 333 (3 933) 4 640 (1 043) 7 454 (5 498)
450 (18) 2 901 (652) 4 993 (3 683) 3 818 (858) 6 742 (4 973) 5 345 (1 202) 9 658 (7 123)
500 (20) 3 292 (740) 6 021 (4 441) 4 332 (974) 8 346 (6 156) 6 065 (1 363) 12 221 (9 014)
NOTE The data above are based on the following equations:
12,,1 2
75,DN��0,1PN DN
��
F �
5
14,
���5 27,
42��DN��5 2�10 PN�DN
��
��
��
m �
5
where
F=F =F =F
x y z
M=M =M =M
x y z
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ISO 15547:2000(E)
Table 2 — Severe-service nozzle loading
PN 20 PN 50 PN 110
Nom. size
(ASME rating 150) (ASME rating 300) (ASME rating 600)
DN FM F M F M
mm (in) N (lb) N�m(lb�ft) N (lb) N�m(lb�ft) N (lb) N�m(lb�ft)
25 (1) 452 (102) 2 (2) 595 (134) 6 (4) 833 (187) 12 (9)
40 (1,5) 795 (179) 186 (137) 1 046 (235) 198 (146) 1 464 (329) 220 (162)
50 (2) 1 039 (234) 378 (279) 1 367 (307) 401 (296) 1 913 (430) 440 (324)
80 (3) 1 826 (410) 1 148 (847) 2 402 (540) 1 230 (907) 3 363 (756) 1 368 (1 009)
100 (4) 2 386 (536) 1 788 (1 318) 3 140 (706) 1 938 (1 430) 4 396 (988) 2 189 (1 615)
150 (6) 3 882 (873) 3 750 (2 766) 5 108 (1 148) 4 200 (3 098) 7 151 (1 608) 4 951 (3 651)
200 (8) 5 482 (1 232) 6 178 (4 556) 7 213 (1 622) 7 157 (5 279) 10 099 (2 270) 8 789 (6 483)
250 (10) 7 166 (1 611) 9 047 (6 673) 9 428 (2 120) 10 836 (7 992) 13 200 (2 967) 13 817 (10 191)
300 (12) 8 918 (2 005) 12 353 (9 111) 11 734 (2 638) 15 280 (11 270) 16 428 (3 693) 20 158 (14 868)
350 (14) 10 730 (2 412) 16 101 (11 876) 14 119 (3 174) 20 539 (15 149) 19 766 (4 444) 27 935 (20 604)
400 (16) 12 595 (2 831) 20 301 (14 973) 16 572 (3 726) 26 665 (19 667) 23 201 (5 216) 37 271 (27 490)
450 (18) 14 507 (3 261) 24 965 (18 413) 19 088 (4 291) 33 711 (24 864) 26 723 (6 008) 48 288 (35 616)
500 (20) 16 462 (3 701) 30 107 (22 206) 21 661 (4 870) 41 732 (30 780) 30 325 (6 817) 61 106 (45 069)
NOTE The data above are based on the following equations:
12,,1 2
F��75,DN 0,1PN�DN
14,
�5 27,
m��42��DN5 �2�10 PN� DN
��
where
F=F =F =F
x y z
M=M =M =M
x y z
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ISO 15547:2000(E)
Figure 2 — Directions of forces on connections
8.8 Plate gaskets
8.8.1 Gaskets shall be positioned in a groove around the heat transfer surface and around the port holes of the
plate as indicated in Figure 3. Gaskets shall be secured to the plate by glue or by mechanical means.
8.8.2 Gaskets shall be compressed to achieve metal contact between plates.
8.8.3 Each sealing gasket shall be one integral piece.
8.8.4 Through-flow port areas of the plates shall be double
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 15547
Première édition
2000-04-15
Industries du pétrole et du gaz naturel —
Échangeurs thermiques à plaques
Petroleum and naturel gas industries — Plate heat exchangers
Numéro de référence
ISO 15547:2000(F)
©
ISO 2000
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ISO 15547:2000(F)
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Sommaire Page
Avant-propos.iv
Introduction.v
1 Domaine d'application.1
2Référence normative .1
3 Termes, définitions et abréviations .1
3.1 Termes et définitions.1
3.2 Abréviations .4
4Généralités .4
5 Exigences conflictuelles .4
6 Informations requises relatives à la proposition.4
7 Dessins et autres exigences d’informations .5
7.1 Plans .5
7.2 Enregistrements définitifs .6
8 Conception .6
8.1 Généralités .6
8.2 Température de calcul.6
8.3 Pression de calcul .7
8.4 Marge d’encrassement.7
8.5 Corrosion admissible .7
8.6 Composants .7
8.7 Raccords.8
8.8 Joints d’étanchéité pour plaque.11
8.9 Dispositifs de manutention.12
9Matériaux .12
10 Fabrication.13
10.1 Soudage.13
10.2 Installation des joints de plaque .13
10.3 État de surface .13
10.4 Assemblage.13
11 Contrôle et essais.13
11.1 Contrôle de la qualité .13
11.2 Épreuve hydraulique .13
11.3 Plaques signalétiques et poinçons.14
12 Préparation pour l’expédition.14
Annexe A (informative) Pratiques recommandées .15
Annexe B (informative) Liste de contrôle pour échangeur thermique à plaques.18
Annexe C (informative) Fiches techniques des échangeurs thermiques à plaques.19
Bibliographie .26
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ISO 15547:2000(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiéeaux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude aledroit de fairepartie ducomité
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 delaprésente Norme internationale 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 15547 a étéélaboréepar le comité technique ISO/TC 67, Matériel, équipement et
structures en mer, pour les industries du pétrole et du gaz naturel, sous-comité SC 6, Système et équipement de
traitement.
Les annexes A, B et C de la présente Norme internationale sont données uniquement à titre d’information.
iv © ISO 2000 – Tous droits réservés
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ISO 15547:2000(F)
Introduction
La présente Norme internationale est fondée sur la norme API 662, édition de décembre 1995.
Il convient que les utilisateurs de la présente Norme internationale aient conscience du fait que des exigences
supplémentaires ou différentes peuvent s’avérer nécessaires pour des applications individuelles. La présente
Norme internationale n’est pas destinée à interdire au vendeur de proposer, ou à l’acheteur d’accepter d’autres
équipements ou solutions techniques pour une application individuelle. Ceci s’applique tout particulièrement
lorsqu’on dispose d’une technologie d’innovation ou de développement. Lorsqu’il y a alternative, il convient que le
vendeur identifie toutes les variations par rapport à la présente Norme internationale et fournisse des informations
détaillées.
La présente Norme internationale demande à l’acheteur de spécifier certains détails ou caractéristiques.
Le symbole (�)placé dans la marge, en début de paragraphe ou d’alinéa, indique que l’acheteur doit prendre une
décision ou fournir des informations sur la liste de contrôle de l’échangeur thermique à plaques (voir annexe B)
Le symbole (▲)placé dans la marge, en début de paragraphe ou d’alinéa, indique tout élément apparaissant sur la
fiche technique de l’échangeur thermique à plaques (voir annexe C).
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NORME INTERNATIONALE ISO 15547:2000(F)
Industries du pétrole et du gaz naturel—Échangeurs thermiques
à plaques
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale définit les exigences et donne des recommandations relatives à la conception
mécanique, à la sélection des matériaux, à la fabrication, au contrôle, aux essais et à la préparation pour
l’expédition des échangeurs thermiques à plaques, parfois dénommés échangeurs thermiques à plaques et à bâti,
destinés àêtre utilisésdansles industriesdupétrole et du gaz naturel.
La présente Norme internationale traite des échangeurs thermiques à plaques étanches, semi-soudées et
soudées, délimitées par un bâti.
Utilisé dans la présente Norme internationale, le terme «échangeurs thermiques» ou «échangeurs» inclut les
refroidisseurs, réchauffeurs, condenseurs, évaporateurs et rebouilleurs.
2Référence normative
Le document normatif suivant contient des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite, constituent des
dispositions valables pour la présente Norme internationale. 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 Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer l’édition la plus
récente du document normatif indiqué 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 8501-1, Préparation des subjectiles d’acier avant application de peintures et de produits assimilés —
Évaluation visuelle de la propreté d’un subjectile — Partie 1: Degrés de rouille et degrésde préparation des
subjectiles d’acier non recouverts et des subjectiles d’acier aprèsdécapage sur toute la surface des revêtements
précédents.
3 Termes, définitions et abréviations
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1.1
plaque de séparation
plaque utilisée pour séparer deux services ou à l’intérieur d’un même échangeur
3.1.2
bac collecteur
bac capable de recueillir les gouttelettes provenant de l’ensemble du groupement de plaques
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ISO 15547:2000(F)
3.1.3
plaque d’extrémité
plaque qui empêche tout contact des fluides qui circulent dans l’échangeur thermique à plaques avec le bâti. Deux
plaques sont fournies (une à chaque extrémité). Leur surface n’est pas considérée comme faisant partie de la
surface d’échange thermique
3.1.4
service d’un échangeur
un ou plusieurs échangeurs thermiques à plaques pour une capacité de transfert de chaleur totale spécifiée
3.1.5
bâti
assemblage qui garantit le support de la structure et le confinement de la pression d’un échangeur thermique à
plaques
3.1.6
groupement de plaques entièrement soudées
groupement de plaques dont tous les joints d’étanchéité ont été remplacés par des soudures
3.1.7
surface d’échange calorifique
aire de surface développée totale d’un côté de toutes les plaques en contact avec les deux fluides en circulation
NOTE La surface des plaques d’extrémité n’est pas comprise.
3.1.8
numéro d’article ou d’item
numéro d’identification pour l’acheteur d’un échangeur thermique à plaques
3.1.9
distance entre plaque
constitue la profondeur d’une plaque individuelle
3.1.10
plaque de passe
plaque utilisée pour modifier la direction du flux d’un courant dans un échangeur thermique à plaques multipasse
3.1.11
plaque
tôle en matériau de précision emboutie de façon corruguée
3.1.12
angle en chevron de plaque
angle formé par le modèle de chevron et l’horizontale, la plaque étant verticale
3.1.13
échangeur thermique à plaques
PHE/ETP
assemblage d’un groupement de plaques, semi-soudées ou soudées et de son bâti.
NOTE La Figure 1 décrit les composants types d’un échangeur thermique à plaques.
3.1.14
groupement de plaques
nombre total de plaques contenues dans un bâti
3.1.15
orifice
ouverture d’entréeoudesortiedelaplaque
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ISO 15547:2000(F)
3.1.16
code de calcul de la pression
standard de calcul des appareils soumis à la pression, spécifié ou agréé par l’acheteur
EXEMPLE ASME VIII.
3.1.17
paire de plaques semi-soudées
deux plaques adjacentes soudées ensemble, sur lesquelles la soudure fait office de joint d’étanchéité
3.1.18
capot
panneau démontable, destinéà recouvrir le sommet et les côtés du groupement de plaques de l’échangeur
thermique, et qui assure une protection en cas de fuite par projection ou d’incendie
3.1.19
code de construction par soudage
code de construction de soudage reconnu spécifié ou agréé par l’acheteur
EXEMPLE AWS D1.1 pour l’acier.
Légende
1 Supports (semelles) 6 Tirant
2 Groupement de plaques 7 Rail de guidage (inférieur)
3 Fond fixe 8 Rail support (supérieur)
4 Fond mobile 9 Raccords, goujonnésou à brides
5 Montant d'appui (pied) 10 Écrous
Figure 1—Échangeurs thermique à plaques type monopasse
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ISO 15547:2000(F)
3.2 Abréviations
ASME American Society of Mechanical Engineers (Société américaine des ingénieurs en mécanique)
AWS American Welding Society (Société américaine de soudage)
DIDC Degré International de dureté du caoutchouc (IRHD)
MDMT Température de calcul minimale des métaux
MRB Registre de fabrication
NDE Examen non destructif
CTGC Coefficient de transfert global de chaleur
PHE Échangeur thermique à plaques
4Généralités
�▲ 4.1 Le code de calcul de la pression doit être spécifié ou agréé par l’acheteur. Les composants sous pression
doivent être conformes au code de calcul de la pression et aux exigences complémentaires de la présente Norme
internationale.
Le code de construction par soudage doit être spécifié ou agréé par l’acheteur.
L’annexe A, qui peut être consultéele cas échéant, inclut certaines informations relatives aux détails de conception
et de mécanique recommandés. Elle comprend également certaines précautions à prendre en considération lors
de la spécification de la marge d’encrassement, des capots de protection et des joints d’étanchéité pour plaques.
�▲ 4.2 Le vendeur doit se conformer aux réglementations locales applicables spécifiées par l’acheteur.
�▲ 4.3 Lorsque cela est spécifié par l’acheteur, ou requis par des codes nationaux, d’état ou locaux, le vendeur doit
consigner chaque échangeur.
Dans la présente Norme internationale, lorsque c’est possible, les unités de mesure en usage aux Etats-Unis sont
indiquées entre parenthèses pour information.
5 Exigences conflictuelles
Le vendeur doit obtenir l’accord écrit de l’acheteur avant de traiter toute commande faisant l’objet d’un désaccord
entre la proposition et le bon de commande.
6 Informations requises relatives à la proposition
6.1 Le vendeur doit compléter toutes les informations sur la fiche technique.
6.2 Pour les composants qui ne sont pas entièrement identifiéspar lestermeset les définitions donnésen3.1
de la présente Norme Internationale, le vendeur doit décrire les détails de construction et d’assemblage.
6.3 Le vendeur doit inclure une description détaillée de toute exception aux exigences spécifiées.
6.4 La première utilisation d’un modèle, composant ou matériau d’échangeur thermique à plaques par le
vendeur pour le service destinéà l’acheteur, doit être clairement indiquée par ledit vendeur.
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ISO 15547:2000(F)
6.5 Le vendeur doit indiquer la duréede vie prévue du service spécifié et du stockage des joints d’étanchéité
proposés. Les exigences particulières relatives au stockage des joints pour maintenir la durée de vie en stockage
desdits joints doivent être spécifiées.
6.6 Le vendeur doit indiquer la méthode de support utilisée pour le fond mobile.
6.7 Le vendeur doit fournir une liste des pièces de rechange recommandées ainsi que les prix unitaires des dites
pièces pour chaque échangeur thermique à plaques.
6.8 Le vendeur doit indiquer la(les) méthode(s) de nettoyage des plaques recommandée(s).
▲ 6.9 Lorsqu’un capot de protection ignifuge est spécifié, le vendeur de l’échangeur thermique à plaques doit
prouver que le modèle proposé a satisfait aux essais de type appropriés.
7 Dessins et autres exigences d’informations
7.1 Plans
7.1.1 Le vendeur doit présenter des plans de disposition générale pour l’examen de chaque échangeur
thermique à plaques. Les plans doivent comprendre les informations suivantes:
a) numéro de service et d’article, nom et emplacement du projet, numéro d’ordre de fabrication du vendeur, et
numéro de bon de commande de l’acheteur;
b) pression de service maximale admissible, pression de calcul, pression d’épreuve, température de calcul,
température de calcul minimale des métaux, et toutes restrictions relatives aux essais ou au fonctionnement
de l’échangeur thermique à plaques;
c) dimensions et emplacement des supports;
d) dimensions générales de l’échangeur;
e) longueurs maximale et minimale du groupement de plaques comprimé;
f) distance latérale requise pour le retrait de la plaque;
g) poids de l’échangeur thermique à plaques, à vide et rempli d’eau;
h) centre de gravité de l’échangeur pour les conditions à vide et de fonctionnement;
i) corrosion admissible;
j) spécifications de matériaux pour tous les composants;
k) forces et moments admissibles exercés sur les raccordements;
l) dimension, caractéristique et type de brides, emplacement, orientation, et identification de tous les
raccordements;
m) codes de calcul applicables;
n) nombre de plaques installées et nombre maximal de plaques pour un bâti spécifié;
o) matériaux et colles requis pour les joints d’étanchéité.
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ISO 15547:2000(F)
7.1.2 Le vendeur doit spécifier les outils nécessaires à l’assemblage et à la maintenancedel’échangeur
thermique à plaques. Lorsque le serrage des boulons s’avère nécessaire, le vendeur doit prévoir des procédures
de serrage.
7.1.3 L’examen des plans de disposition générale par l’acheteur ne doit pas dégager le vendeur de sa
responsabilité de satisfaire aux exigences du bon de commande.
7.1.4 Aprèsréception des commentaires relatifs à l’examen des plans de disposition générale de l’acheteur, le
vendeur doit fournir les plans de disposition générale certifiés et les plans de détails.
� 7.1.5 Lorsque spécifié par l’acheteur, le vendeur doit fournir les copies des spécifications de procédésde
soudage et des plans de soudage applicables pour revue ou enregistrement.
� 7.1.6 Lorsque spécifié par l’acheteur, le vendeur doit fournir les copies des notes de calculs applicables pour
revue ou enregistrement.
7.2 Enregistrements définitifs
7.2.1 Le vendeur doit fournir à l’acheteur un manuel de l’utilisateur contenant les informations suivantes:
a) description technique;
b) instructions de montage;
c) instructions de fonctionnement;
d) instructions de maintenance;
e) liste des pièces de rechange;
f) fiches techniques et plans (conformes à l’exécution).
7.2.2 Le vendeur doit conserver les enregistrements pendant au moins cinq ans afin de confirmer la conformité
des matériaux et de la construction avec les exigences de la présente Norme internationale.
8 Conception
8.1 Généralités
8.1.1 Le bâti et les tirants de serrage des échangeurs thermiques à plaques jointées ou semi-soudées doivent
être conçus pour permettre l’installation future d’au moins 20 % de plaques supplémentaires.
8.1.2 Les plaques jointées doivent pouvoir être remplacées individuellement, contrairement aux plaques semi-
soudées qui doivent pouvoir être remplacées par paires, sans devoir retirer aucune autre plaque.
8.1.3 Le groupement de plaques doit comporter un dispositif d’alignement positif des plaques et des joints.
8.2 Température de calcul
▲ 8.2.1 Tous les échangeurs thermiques à plaques doivent avoir deux températures de calcul, une température de
calcul maximale et une température de calcul minimale des métaux (MDMT), toutes deux étant spécifiées par
l’acheteur.
8.2.2 Les températures de calcul doivent être utilisées pour la conception de tous les composants de tenue à la
pression.
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ISO 15547:2000(F)
8.3 Pression de calcul
La conception de l’échangeur thermique à plaques ne doit pas être fondéesur ladifférence de pression.
8.4 Marge d’encrassement
� L’acheteur doit spécifier un pourcentage de marge d’encrassement pour lequel:
Marge d'encrassement = (U /U – 1) � 100 (1)
propre service
où U est le coefficient de transfert global de chaleur.
8.5 Corrosion admissible
▲ 8.5.1 La corrosion admissible, lorsque spécifiée, doit s’appliquer uniquement aux raccordements.
8.5.2 Les matériaux constitutifs des plaques doivent être sélectionnéssur la base d’une corrosion admissible
supposéenulle.
8.6 Composants
8.6.1 Les plaques doivent être conformes aux caractéristiques suivantes.
a) L’épaisseur nominale des plaques, avant emboutissage, doit être suffisante pour satisfaire aux conditions de
calcul mais ne doit pas être inférieure à 0,5 mm (0,02 in).
b) Les plaques doivent être entièrement soutenues par le rail de support.
c) Les plaques doivent être conçues pour satisfaire aux conditions de calcul sans devoir faire appel à des
raidisseurs supplémentaires, fixés à la plaque, sauf approbation contraire de l’acheteur.
d) L’épaisseur des plaques de changement de passe doit être suffisante pour résister à la perte de charge totale
du circuit à travers son ouverture.
e) Les zones mouillées des plaques de changement de passe mécano-soudées doivent être construites avec un
matériau similaire à celui utilisé pour les plaques.
f) Toutes les plaques jointées et semi-soudées doivent comporter une marque d’identification permanente pour
un assemblage approprié.
g) Les plaques d’extrémité doivent être prévues au niveau des fonds fixes et mobiles.
8.6.2 Les fonds fixes et mobiles doivent être conformes aux indications suivantes.
a) Les fonds conçus pour être utilisés avec des raidisseurs doivent être approuvés par l’acheteur.
b) Les fonds doivent être fournis avec des trous oblongs pour le passage des tirants. La conception doit
empêcher mécaniquement les tirants ou les écrous de toute rotation.
8.6.3 Les boulons et les écrous destinés aux groupements de plaques jointées et semi-soudées doivent être
conformes aux informations suivantes.
a) Le diamètre nominal des boulons ne doit pas être inférieur à 16 mm (5/8 in), conformément au code de calcul
de la pression.
b) Chaque boulon doit avoir un écrou captif et au moins un écrou de service. La longueur de chaque écrou doit
être supérieure ou égale à la longueur d’un écrou de type hexagonal large, conformément au code de calcul
de la pression.
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c) Des rondelles en acier trempé doivent être prévues sous tous les écrous tournants.
d) Chaque tirant de serrage doit être fourni avec un manchon en plastique afin de le protéger contre
l’environnement extérieur.
8.6.4 Le rail support destiné aux échangeurs thermiques à plaques jointées et semi-soudées doit être conforme
aux indications suivantes.
a) La surface porteuse doit permettre aux plaques et au panneau mobile de glisser facilement sur toute la
longueur du rail support.
b) Le rail support doit être conçu pour supporter au moins 1,5 fois le poids total du fond mobile et du groupement
de plaques avec un nombre maximal de plaques remplies d’eau ou du liquide de procédé lorsquelamasse
volumique de ce dernier est supérieure àcelledel’eau.
▲ 8.6.5 Les échangeurs thermiques à plaques jointées et semi-soudées doivent avoir un montant d’appui avec
pied de montage situé au niveau de l’extrémité du panneau mobile. Au moins deux pieds de montage (semelles)
doivent être prévus au niveau du panneau fixe. Le fournisseur doit concevoir les supports pour les charges
externes spécifiées dans les fiches techniques des équipements ou dans les spécifications.
� 8.6.6 Lorsque spécifiés par l’acheteur, le fournisseur doit donner les détails de la réaction observée aux points
d’appui.
� 8.6.7 Lorsque spécifiés par l’acheteur, les échangeurs thermiques à plaques doivent être équipésd’un capot de
protection contre les fuites par projection.
�▲ 8.6.8 Lorsque spécifié par l’acheteur, un capot de protection ignifuge approprié doit être prévu.Leniveaude
protection doit être spécifié par l’acheteur. Pour d’autres informations, voir A.6.
�▲ 8.6.9 Lorsque spécifiés par l’acheteur, les échangeurs thermiques à plaques doivent être équipésd’un bac
collecteur.
8.6.10 Toutes les unités doivent avoir deux pattes de mise à la terre, chacune étant raccordée à chaque extrémité
du cadre.
8.7 Raccords
▲ 8.7.1 Les raccords doivent être boulonnés et doivent être à goujons ou à brides.
▲ 8.7.2 L’utilisation de raccords goujonnéset/ou à brides ainsi que de faces dressées doit être spécifiéesur la
fiche technique.
8.7.3 Les trous forés et taraudés pour les boulons de raccords goujonnés ne doivent pas traverser le bâti. Le
trou doit être fileté pour une longueur minimale égale à une fois le diamètre du goujon.
8.7.4 L’échangeur thermique à plaques doit être autopurgeur et àévent automatique à travers les
raccordements des raccords quel que soit le nombre de passes.
8.7.5 Pour les raccordements revêtusavecun alliage, l’épaisseur minimale du revêtement ne doit pas être
inférieure à l’épaisseur de la plaque.
8.7.6 La longueur des raccordements à brides doit être suffisante pour permettre de monter et démonter les
boulons de chaque côté de la bride.
8.7.7 Tous les trous de boulons des raccordements à brides ou goujonnés doivent être hors axes.
8.7.8 Les dimensions des raccordements de diamètre DN 32 (NPS 1-1/4), DN 65 (NPS 2-1/2), DN 90
(NPS 3-1/2) ou DN 125 (NPS 5) ne doivent pas être utilisées.
� 8.7.9 Pour les tubulures en métal allié,l’acheteur doit définir les exigences relatives aux raccords massifs ou
revêtus, y compris tous raccordements montés sur les cols de tubulures.
8 © ISO 2000 – Tous droits réservés
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ISO 15547:2000(F)
▲ 8.7.10 Les raccordements doivent être conçus pour résister aux forces et aux moments appropriésexercés par la
tuyauterie. Les Tableaux 1 et 2 indiquent une estimation initiale appropriée des charges po
...
Questions, Comments and Discussion
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