Liquid hydrogen — Land vehicle fuelling system interface

This International Standard specifies the characteristics of liquid hydrogen refuelling and dispensing systems on land vehicles of all types in order to reduce the risk of fire and explosion during the refuelling procedure and thus to provide a reasonable level of protection from loss of life and property. This International Standard is applicable to the design and installation of liquid hydrogen (LH2) fuelling and dispensing systems. It describes the system intended for the dispensing of liquid hydrogen to a vehicle, including that portion of the system that handles cold gaseous hydrogen coming from the vehicle tank, that is, the system located between the land vehicle and the storage tank.

Hydrogène liquide — Interface des systèmes de remplissage pour véhicules terrestres

La présente Norme internationale prescrit les caractéristiques des systèmes de distribution et de remplissage en hydrogène liquide des véhicules terrestres de tout type dans le but de réduire les risques d'incendie et d'explosion lors de la procédure de remplissage et ainsi d'assurer un degré de protection raisonnable contre les pertes de vie ou de biens. La présente Norme internationale est applicable à la conception et à l'installation des systèmes de distribution et de remplissage en hydrogène liquide (LH2). Elle décrit le système destiné à la distribution d'hydrogène liquide à un véhicule, y compris la partie qui permet à l'hydrogène gazeux froid de revenir du réservoir du véhicule, c'est-à-dire le système entre le véhicule terrestre et le réservoir de stockage.

General Information

Status
Published
Publication Date
03-Mar-1999
Current Stage
9092 - International Standard to be revised
Completion Date
22-Dec-2022
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Standard
ISO 13984:1999 - Liquid hydrogen -- Land vehicle fuelling system interface
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ISO 13984:1999 - Hydrogene liquide -- Interface des systemes de remplissage pour véhicules terrestres
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Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13984
First edition
1999-03-15
Liquid hydrogen — Land vehicle fuelling
system interface
Hydrogène liquide — Interface des systèmes de remplissage pour
véhicules terrestres
A
Reference number
ISO 13984:1999(E)

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ISO 13984:1999(E)
Contents
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Terms and definitions .2
4 Requirements.3
4.1 Applicability.3
4.2 Refuelling system .3
4.3 Installation of piping and hoses.9
4.4 Equipment assembly.9
4.5 Transfer method.9
5 Testing and inspection methods.9
5.1 Examination requirements.9
5.2 Acceptance criteria.10
5.3 Examination types .10
5.4 Examination procedures.10
5.5 Pressure testing.11
5.6 Leak test .11
6 Qualification of personnel.11
7 Security and safety.12
7.1 Work area requirements.12
7.2 Warning signs .12
8 Maintenance .13
©  ISO 1999
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic
or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Switzerland
Internet iso@iso.ch
Printed in Switzerland
ii

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© ISO
ISO 13984:1999(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.
International Standard ISO 13984 was prepared by Technical Committee ISO/TC 197, Hydrogen technologies.
iii

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© ISO
ISO 13984:1999(E)
Introduction
The fuelling system interface described in this International Standard is intended to be used in conjunction with fuel
tanks constructed in accordance with ISO 13985.
NOTE Pursuant to the agreement reached during the sixth plenary meeting of ISO/TC 197, the basic allowable stresses
shown in Table 1 of this International Standard have been changed.
iv

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INTERNATIONAL STANDARD  © ISO ISO 13984:1999(E)
Liquid hydrogen — Land vehicle fuelling system interface
1 Scope
This International Standard specifies the characteristics of liquid hydrogen refuelling and dispensing systems on land
vehicles of all types in order to reduce the risk of fire and explosion during the refuelling procedure and thus to provide
a reasonable level of protection from loss of life and property.
This International Standard is applicable to the design and installation of liquid hydrogen (LH ) fuelling and dispensing
2
systems. It describes the system intended for the dispensing of liquid hydrogen to a vehicle, including that portion of the
system that handles cold gaseous hydrogen coming from the vehicle tank, that is, the system located between the land
vehicle and the storage tank.
2 Normative references
The following normative documents contain 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 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 1106-3:1984, Recommended practice for radiographic examination of fusion welded joints — Part 3: Fusion
welded circumferential joints in steel pipes of up to 50 mm wall thickness.
1)
ISO 1182:— , Reaction to fire tests for building products — Non-combustibility test.
ISO 9303:1989, Seamless and welded (except submerged arc-welded) steel tubes for pressure purposes — Full
peripheral ultrasonic testing for the detection of longitudinal imperfections.
ISO 10286:1996, Gas cylinders — Terminology.
ISO 11484:1994, Steel tubes for pressure purposes — Qualification and certification of non-destructive testing (NDT)
personnel.
ISO 12095:1994, Seamless and welded steel tubes for pressure purposes — Liquid penetrant testing.
ISO 13663:1995,
Welded steel tubes for pressure purposes — Ultrasonic testing of the area adjacent to the weld seam
for the detection of laminar imperfections.
ISO 13664:1997, Seamless and welded steel tubes for pressure purposes — Magnetic particle inspection of the tube
ends for the detection of laminar imperfections.
ISO 13665:1997, Seamless and welded steel tubes for pressure purposes — Magnetic particle inspection of the tube
body for the detection of surface imperfections.

1)
To be published. (Revision of ISO 1182:1990)
1

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ISO 13984:1999(E)
ASTM A240/A240M-97a, Heat-Resisting Chromium and Chromium-Nickel Stainless Steel Plate, Sheet, and Strip for
Pressure Vessels.
3 Terms and definitions
For the purposes of this International Standard, the terms and definitions given in ISO 10286 and the following
apply.
3.1
design pressure
pressure used in the formula for the calculation of the minimum wall thickness for each component in the piping
system
NOTE The design pressure should be not less than the pressure at the most severe condition of coincident internal or
external pressure and temperature (minimum or maximum) expected during service.
3.2
fuel tank
liquid hydrogen reservoir, installed on a vehicle, with appurtenances for connecting to a refuelling station
3.3
inspector
qualified person employed by a recognized independent national or international agency
3.4
liquid hydrogen
LH
2
hydrogen that has been liquefied, i.e. brought to a liquid state
NOTE Liquefaction may be achieved by chilling and compression or other means, such as the magnetocaloric effect.
3.5
maximum permissible operating pressure
MPOP
maximum effective gauge pressure allowable in the piping system in its operating condition
3.6
noncombustible material
material that does not ignite, burn, support combustion or release flammable vapours when subjected to fire or heat
in accordance with ISO 1182
3.7
operating pressure
gauge pressure at which the piping system operates
NOTE Operating pressure should not exceed the maximum permissible operating pressure.
3.8
service temperature range
temperature ranging from that of liquid hydrogen (– 253 °C) to an assumed ambient temperature of 54 °C
3.9
storage tank
liquid hydrogen reservoir, located at the refuelling station, to supply the land vehicle with liquid hydrogen
2

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ISO 13984:1999(E)
4 Requirements
4.1 Applicability
The provisions of this clause apply only to system components which handle liquid hydrogen and cold gaseous
hydrogen.
4.2 Refuelling system
4.2.1 Compatibility with hydrogen and cold temperatures
All components of the refuelling system which come in contact with liquid hydrogen and cold gaseous hydrogen
shall be compatible with and suitable for liquid hydrogen service and cold gas flows such as those associated with
the handling of cold gaseous hydrogen returning from the vehicle fuel tank.
Consideration shall be given to the thermal expansion and contraction of piping systems when exposed to the
temperature fluctuations over the service temperature range. Consideration shall be given to the possible
condensation of air.
4.2.2 Material specifications
Material used in the manufacture of piping for liquid hydrogen service shall be austenitic stainless steel, or any other
material provided it is proven to be equivalent in performance.
4.2.3 Piping
4.2.3.1 Design
Piping, valves, fittings, gaskets and sealants shall be suitable for hydrogen service at the temperatures and pressures
involved.
Permanent joints in piping shall be made by welding or brazing; flanged, threaded or screwed joints shall not be used.
Compression fittings may be used only to connect instrumentation and pressure-relief devices to the gas lines. The
materials used in valves and fittings shall be suitable for liquid hydrogen service over the service temperature range.
Bayonet joints shall be used for transfer operations of liquid hydrogen.
The bursting strength of all pipes, valves, fittings and hoses shall be at least four times the design pressure of the
storage tank and not less than four times the pressure to which they shall be subjected in normal service by the action
of a pump or other device, the action of which shall subject portions of the piping to pressures greater than the storage
tank's design pressure.
Each valve shall be designed and constructed for a rated pressure and service temperature not less than those used
as the design values for the storage tank or the section of piping containing the valve, whichever set of values is higher.
Each valve shall be compatible with liquid hydrogen or cold hydrogen gas service.
Means shall be provided to minimize exposure of personnel to piping and to prevent air condensate from contacting
piping, structural members and surfaces not suitable for oxygen enrichment or cryogenic temperatures. During an
emergency when exposed to fire, heat, cold or water as applicable, insulation shall maintain any system properties that
are required by design. It shall be designed to have a vapour-tight seal in the outer covering to prevent the
condensation of air and subsequent oxygen enrichment within the insulation. The insulation material and outer covering
shall also be of adequate design to prevent attrition of the insulation due to normal operating conditions.
4.2.3.2 Thickness requirements
The required thickness of straight sections of pipe shall be determined in accordance with equation (1):
tt=+c (1)
m
3

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ISO 13984:1999(E)
where
t is the nominal thickness, including mechanical, corrosion and erosion allowances, in millimetres;
m
t is the pressure design thickness, as calculated from equation (2), in millimetres;
c is the sum of the mechanical allowances (thread or groove depth) plus corrosion and erosion allowances,
in millimetres.
The pressure design thickness t shall be calculated using equation (2):
PD
o
t= (2)
2()SE⋅+⋅P Y
where
P is the internal design gauge pressure, plus vacuum, if vacuum-insulated, in megapascals;
D is the outside diameter of pipe, in millimetres;
o
S is the basic allowable stress value for material from Table 1, in megapascals;
Y is a coefficient equal to 0,4 for austenitic steels;
E is the quality factor, which for stainless steel and seamless tubes is 1,0.
Table 1 — Basic allowable stresses (S) in tension for austenitic stainless steel tubes and pipes
Dimensions in megapascals
Designation Specified minimum Specified minimum yield Maximum basic allowable stress S
tensile strength strength at minimum temperature
(2/3 of the yield strength)
ASTM A 240, type 304 517 207 138
ASTM A 240, type 304 L 482 172 115
ASTM A 240, type 316 517 207 138
ASTM A 240, type 316 L 482 172 115
4.2.3.3 Cyclic effects
4.2.3.3.1 Cyclic loadings
Piping and components shall be designed to accommodate the effects of metal fatigue resulting from the thermal
cycling to which the system will be subjected. Particular consideration shall be given where changes in wall thickness
occur between pipes, fittings, valves, components, and at areas of anchoring.
Cyclic design conditions shall include coincident pressure, temperature, imposed end-displacements and thermal
expansion of the joint itself, for cycles during operation. Cycles due to transient conditions (startup, shutdown and
abnormal operation) shall be stated separately.
4.2.3.3.2 Limits of calculated stress due to sustained loads and displacement strains
4.2.3.3.2.1 Internal pressure stresses
Stresses due to internal pressure shall be considered safe when the wall thickness of the piping component, including
any reinforcements, meets the requirements of 4.2.3.2.
4

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ISO 13984:1999(E)
4.2.3.3.2.2 Longitudinal stresses S
L
The sum of longitudinal stresses S in any component in a piping system, due to pressure, weight and other sustained
L
loadings, shall not exceed S in equation (4).
h
The thickness t of the pipe used in calculating the stress value S shall be the nominal thickness t minus mechanical
L m
corrosion and erosion allowance c [from equation (1)].
4.2.3.3.2.3 Computed displacement stress range S
E
The computed displacement stress range S in a piping system, given by equation (3), shall not exceed the allowable
E
displacement stress S calculated by equation (4):
A
22
S= S+4S (3)
Eb t
where
S is the resultant bending stress, in megapascals;
b
S is the torsional stress, in megapascals.
t
4.2.3.3.2.4 Allowable displacement stress range S
A
Sf=+(1,25S 0,25S ) (4)
c
A h
where
S is the allowable displacement stress, in megapascals;
A
is the basic allowable stress at minimum metal temperature expected during the displacement cycle under
S
c
analysis, in megapascals;
S is the basic allowable stress at maximum metal temperature expected during the displacement cycle under
h
analysis, in megapascals.
When S is greater than S , the difference between them may be added to the term 0,25 S in equation (4). In this case,
h L h
the allowable displacement stress is calculated by equation (5):
Sf=+[1,25 (S S )−S ] (5)
c
A hL
where
S is the sum of longitudinal stresses in any component in the piping system due to pressure, weight and other
L
sustained loadings, in megapascals;
f is the stress range reduction factor from Table 2 or calculated by equation (6):
−02,
fN= 60, [] <1 (6)
where
N is the equivalent number of full displacement cycles during the expected service life of the piping system;
S is the resultant bending stress, in megapascals;
b
S is the torsional stress, in megapascals.
t
5

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ISO 13984:1999(E)
Table 2 — Stress-range reduction factor f
Cycle N Factor f
7 000 or less 1,0
over 7 000 to 14 000 0,9
over 14 000 to 22 000 0,8
over 22 000 to 45 000 0,7
over 45 000 to 100 000 0,6
over 100 000 to 200 000 0,5
over 200 000 to 700 000 0,4
over 700 000 to 2 000 000 0,3
When the computed stress range varies, whether from thermal expansion or other conditions, S is defined as the
E
greatest computed displacement stress range. The value of N in such cases can be calculated by equation (7):
5
=+ ()  for = 1, 2, . (7)
NN r N i n
E∑ ii
where
N is the number of cycles of maximum computed displacement stress range, S ;
E
r is the ratio of S to S (S /S );
i i E i E
S is any computed displacement stress range smaller than S ;
i E
N is the number of cycles associated with displacement stress range S .
i i
4.2.3.4 Fixed piping
Exterior piping shall be installed above-ground and shall be well supported and protected against mechanical damage.
Piping shall be protected from corrosion in compliance with present recognized practices.
The refuelling system piping shall be suitably supported and anchored, and insulated for the liquid hydrogen service at
the design pressure.
Manifolds connecting the storage tank shall be fabricated to minimize vibration and shall be installed in protected
locations or shielded to prevent damage from unsecured objects.
Piping and fittings shall be cl
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 13984
Première édition
1999-03-15
Hydrogène liquide — Interface des
systèmes de remplissage pour véhicules
terrestres
Liquid hydrogen — Land vehicle fuelling system interface
A
Numéro de référence
ISO 13984:1999(F)

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ISO 13984:1999(F)
Sommaire
1 Domaine d’application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions.2
4 Exigences .3
4.1 Portée.3
4.2 Système de remplissage.3
4.3 Installation des tuyauteries et des flexibles.9
4.4 Assemblage de l'équipement.9
4.5 Méthodes de transvasement .10
5 Méthodes d'essai et de contrôle .10
5.1 Exigences relatives à l'examen .10
5.2 Critères d'acceptation .10
5.3 Types d’examens.10
5.4 Méthodes d'examen.11
5.5 Essai de pression .11
5.6 Essai d'étanchéité.12
6 Qualifications du personnel.12
7 Sécurité.13
7.1 Exigences concernant les zones de travail.13
7.2 Signaux avertisseurs.13
8 Entretien .14
©  ISO 1999
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque
forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Suisse
Internet iso@iso.ch
Imprimé en Suisse
ii

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© ISO
ISO 13984:1999(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (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.
La Norme internationale ISO 13984 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 197, Technologies de l’hydrogène.
iii

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© ISO
ISO 13984:1999(F)
Introduction
Il convient d’utiliser l'interface du système de ravitaillement décrit dans la présente Norme internationale avec des
réservoirs de carburant fabriqués selon les exigences de l’ISO 13985.
NOTE Conformément à l’entente à laquelle sont parvenus les membres de l’ISO/TC 197 durant la sixième réunion
plénière, les contraintes admissibles basales indiquées au Tableau 1 de la présente Norme internationale ont été modifiées.
iv

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NORME INTERNATIONALE  © ISO ISO 13984:1999(F)
Hydrogène liquide — Interface des systèmes de
remplissage pour véhicules terrestres
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale prescrit les caractéristiques des systèmes de distribution et de remplissage en
hydrogène liquide des véhicules terrestres de tout type dans le but de réduire les risques d’incendie et d’explosion
lors de la procédure de remplissage et ainsi d’assurer un degré de protection raisonnable contre les pertes de vie
ou de biens.
La présente Norme internationale est applicable à la conception et à l'installation des systèmes de distribution et de
remplissage en hydrogène liquide (LH ). Elle décrit le système destiné à la distribution d'hydrogène liquide à un
2
véhicule, y compris la partie qui permet à l'hydrogène gazeux froid de revenir du réservoir du véhicule, c'est-à-dire
le système entre le véhicule terrestre et le réservoir de stockage.
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 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 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 1106-3:1984, Pratique recommandée pour l'examen radiographique de joints soudés par fusion — Partie 3:
Joints circulaires soudés par fusion de tubes d'acier d'épaisseur égale ou inférieure à 50 mm.
1)
ISO 1182:— , Essais au feu des matériaux de construction — Essai de non-combustibilité.
ISO 9303:1989, Tubes en acier sans soudure et soudés (sauf à l'arc immergé) pour service sous pression —
Contrôle par ultrasons sur toute la circonférence pour la détection des imperfections longitudinales.
ISO 10286:1996
, Bouteilles à gaz — Terminologie.
ISO 11484:1994, Tubes en acier soudés pour service sous pression — Qualification et certification du personnel
d'essais non destructifs.
ISO 12095:1994, Tubes en acier sans soudure et soudés pour service sous pression — Contrôle par ressuage.
ISO 13663:1995, Tubes en acier soudés pour service sous pression — Contrôle par ultrasons de la zone adjacente
au cordon de soudure pour la détection des dédoublures de laminage.
ISO 13664:1997, Tubes en acier sans soudure et soudés pour service sous pression — Contrôle par magnétoscopie
des extrémités des tubes pour la détection des dédoublures de laminage.

1)
À publier. (Révision de l’ISO 1182:1990)
1

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© ISO
ISO 13984:1999(F)
ISO 13665:1997, Tubes en acier sans soudure et soudés pour service sous pression — Contrôle par magnétoscopie
du corps des tubes pour la détection des imperfections de surface.
ASTM A240/A240M-97a, Heat-Resisting Chromium and Chromium-Nickel Stainless Steel Plate, Sheet, and Strip for
Pressure Vessels.
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les termes et définitions donnés dans l'ISO 10286, ainsi que
les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
pression de calcul
pression utilisée dans la formule de calcul de l'épaisseur minimale des parois pour chaque composant d'un circuit
de tuyauteries
NOTE La pression de calcul ne devrait pas être inférieure à la pression dans les conditions coïncidentes les plus difficiles
de pression interne ou externe et de température (minimale ou maximale) prévues durant l'utilisation.
3.2
réservoir de carburant
réservoir d'hydrogène liquide installé sur un véhicule et comportant des accessoires pour son raccordement à une
station de remplissage
3.3
inspecteur
une personne qualifiée employée par une agence nationale ou internationale indépendante reconnue
3.4
hydrogène liquide
LH
2
hydrogène qui a été liquéfié, c'est-à-dire amené à un état liquide
NOTE La liquéfaction peut être obtenue soit par refroidissement et pressurisation, soit par d'autres moyens comme l'effet
magnétocalorique.
3.5
pression maximale de service admissible
MPOP
la pression manométrique maximale permise dans un circuit de tuyauteries dans ses conditions d'utilisation
3.6
matériau incombustible
matériau qui ne s'enflamme pas, ne brûle pas, n'entretient pas la combustion ni ne dégage de vapeurs
inflammables lorsque, conformément aux exigences de l'ISO 1182, on le soumet au feu ou à la chaleur
3.7
pression de service
pression manométrique d'utilisation d'un circuit de tuyauteries
NOTE La pression de service ne devrait pas dépasser la pression maximale de service admissible.
3.8
plage de températures d'utilisation
limites de température allant de celle de l'hydrogène liquide (� 253 °C) jusqu'à une température ambiante présumée
de 54 °C
2

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ISO 13984:1999(F)
3.9
réservoir de stockage
réservoir pour l'hydrogène liquide situé dans une station de remplissage pour fournir de l'hydrogène liquide à un
véhicule terrestre
4 Exigences
4.1 Portée
Les dispositions du présent article ne s'appliquent qu'aux composants du système qui sont en contact avec
l'hydrogène liquide ou les vapeurs froides d'hydrogène gazeux.
4.2 Système de remplissage
4.2.1 Compatibilité avec l’hydrogène et les basses températures
Tous les composants du système de remplissage qui sont en contact avec l'hydrogène liquide ou les vapeurs
froides d'hydrogène gazeux doivent être compatibles avec l'hydrogène liquide et les courants de gaz froids des
retours de l'hydrogène gazeux du réservoir de carburant du véhicule et ils doivent convenir à une telle utilisation.
La dilatation et la contraction thermiques des circuits de tuyauteries dues aux fluctuations de température dans la
plage de températures d’utilisation doivent être prises en considération. La condensation possible de l’air doit
également être prise en considération.
4.2.2 Spécifications du matériau
Le matériau utilisé dans la fabrication des tuyauteries destinées à une utilisation avec de l'hydrogène liquide doit
être soit de l'acier inoxydable austénitique, soit tout autre matériau à condition que son équivalence de rendement
ait été établie.
4.2.3 Tuyauteries
4.2.3.1 Conception
Les tuyauteries, les appareils de robinetterie, les raccords, les joints d'étanchéité et les produits d'étanchéité doivent
être appropriés pour une utilisation avec l'hydrogène aux températures et aux pressions considérées.
Les joints permanents dans les tuyauteries doivent être soudés ou brasés; les liaisons par brides ou par joints
filetés ou vissés ne doivent pas être utilisées. Les raccords à compression peuvent être utilisés aux seules fins du
raccordement de l'instrumentation et des limiteurs de pression aux conduites de gaz. Les matériaux utilisés pour les
appareils de robinetterie et les raccords doivent convenir à l'utilisation avec l'hydrogène liquide dans la plage de
températures d'utilisation. Les joints par verrous à baïonnette doivent être utilisés pour les opérations de transfert
de l’hydrogène liquide.
La résistance à l'éclatement de tous les tuyaux, appareils de robinetterie, raccords et flexibles doit être d'au moins
quatre fois la pression de calcul du réservoir de stockage et pas moins de quatre fois la pression à laquelle ils
seront soumis lors de leur utilisation dans des conditions normales par l'actionnement d'une pompe ou d'un autre
appareil, lorsque leur actionnement pourrait soumettre des parties de tuyauterie à des pressions supérieures à la
pression de calcul du réservoir de stockage.
Chaque appareil de robinetterie doit être conçu et fabriqué pour une pression nominale et une plage de
températures d'utilisation égales ou supérieures à la plus grande des deux valeurs, parmi celles utilisées pour le
calcul du réservoir de stockage ou de la partie de la tuyauterie où l'appareil de robinetterie est installé. Chaque
appareil de robinetterie doit être compatible pour une utilisation avec l'hydrogène liquide ou l'hydrogène gazeux
froid.
Des dispositifs doivent être prévus pour permettre de minimiser l'exposition du personnel aux tuyauteries et
d'empêcher l'air condensé d'entrer en contact avec les tuyauteries, les organes structurels, les surfaces non
3

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prévues pour un enrichissement en oxygène ou les surfaces non appropriées pour les températures cryogéniques.
Dans des situations d'urgence comme l'exposition au feu, à la chaleur, au froid et à l'eau, l'isolation doit permettre
de maintenir toutes les propriétés exigées par la conception. Elle doit être conçue pour que le joint d'étanchéité aux
vapeurs dans l'enveloppe extérieure prévienne la condensation d'air et l'apport subséquent en oxygène dans la
partie isolante. Le matériau isolant et l'enveloppe extérieure doivent être d'une conception adéquate pour prévenir
l'attrition de l'isolation dans des conditions d'utilisation normales.
4.2.3.2 Exigences concernant l'épaisseur
L'épaisseur exigée des sections droites des tuyaux doit être déterminée à l'aide de l'équation (1) :
tt=+c (1)
m

t est l'épaisseur nominale qui inclut les surépaisseurs mécaniques, de corrosion et d'érosion, en millimètres;
m
t est l'épaisseur relative à la pression de calcul calculée selon l'équation (2), en millimètres;
c est la somme des surépaisseurs mécaniques (profondeur de filet et de rainure), de corrosion et d'érosion,
en millimètres.
L'épaisseur t relative à la pression de calcul doit être calculée à l'aide de l'équation (2) :
PD
o
t= (2)
2(SE⋅+P⋅Y)

P est la pression interne de calcul, plus le vide s’il y a isolation sous vide, en mégapascals;
D est le diamètre extérieur du tuyau, en millimètres;
o
S est la valeur de contrainte admissible basale pour le matériau tirée du Tableau 1, en mégapascals;
Y est un coefficient égal à 0,4 pour les aciers austénitiques;
E est un facteur de qualité qui, pour l'acier inoxydable et les tuyaux sans soudure, est égal à 1,0.
Tableau 1 — Contraintes admissibles basales (S) en tension pour des tuyaux en acier inoxydable austénitique
Dimensions en mégapascals
Dénomination Résistance minimale Limite élastique Contrainte admissible basale à
en traction spécifiée minimale spécifiée la température minimale
(2/3 de la limite élastique)
ASTM A 240, type 304 517 207 138
ASTM A 240, type 304 L 482 172 115
ASTM A 240, type 316 517 207 138
ASTM A 240, type 316 L 482 172 115
4.2.3.3 Effets cycliques
4.2.3.3.1 Charges cycliques
La tuyauterie et les composants doivent être conçus pour répondre aux effets de la fatigue du métal résultant des
fluctuations thermiques que devra subir le système. Une attention particulière doit être apportée aux endroits de
4

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changements dans les épaisseurs de parois, entre les tuyaux, les raccords, les appareils de robinetterie, les autres
composants, de même qu'aux points d'attache.
Les conditions de conception doivent comprendre les fluctuations coïncidentes de pression et de température
incluant les déplacements imposés aux extrémités et l'expansion thermale du joint lui-même, durant les cycles de
service. Les cycles correspondant aux conditions transitoires (démarrage, arrêt et fonctionnement anormal) doivent
être considérés de façon distincte.
4.2.3.3.2 Limites des contraintes calculées en fonction des charges soutenues et des tensions dues à des
déplacements
4.2.3.3.2.1 Contraintes dues à la pression interne
Les contraintes dues à la pression interne doivent être considérées comme sécuritaires lorsque l'épaisseur de paroi
du composant de tuyauterie, y compris les renforcements, respecte les exigences exprimées en 4.2.3.2.
4.2.3.3.2.2 Contraintes longitudinales S
L
La somme des contraintes longitudinales dues à la pression, au poids et aux autres charges soutenues S dans un
L
circuit de tuyauteries ne doit pas dépasser S dans l'équation (4).
h
L'épaisseur t du tuyau utilisée dans le calcul de la valeur de contrainte S doit être l'épaisseur nominale t moins les
L m
surépaisseurs mécaniques, de corrosion et d'érosion c [selon l'équation (1)].
4.2.3.3.2.3 Échelle des contraintes de déplacement estimée S
E
L’échelle des contraintes de déplacement estimée S pour un circuit de tuyauteries, donnée par l'équation (3), ne
E
doit pas dépasser la contrainte de déplacement admissible S calculée à l’aide de l'équation (4) :
A
22
S= S+4S (3)
t
Eb

S est la contrainte de flexion résultante, en mégapascals;
b
est la contrainte de torsion, en mégapascals.
S
t
4.2.3.3.2.4 Échelle de contraintes de déplacement admissibles S
A
Sf=+(1,25S 0,25S ) (4)
c
A h

S est la contrainte de déplacement admissible, en mégapascals;
A
S est la contrainte admissible basale à la température minimale prévue pour le métal durant le cycle de
c
déplacement considéré, en mégapascals;
S est la contrainte admissible basale à la température maximale prévue pour le métal durant le cycle de
h
déplacement considéré, en mégapascals.
Lorsque S est supérieure à S , la différence entre elles peut être ajoutée au terme 0,25 S dans l'équation (4). En
h L h
pareil cas, la contrainte de déplacement admissible doit être calculée à l'aide de l'équation (5) :
Sf=+[1,25 (S S )−S ] (5)
A c hL

5

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S est la somme des contraintes longitudinales dans tout composant du circuit de tuyauteries dues à la
L
pression, au poids et aux autres charges soutenues, en mégapascals;
f est le facteur de réduction de l'échelle de contrainte donnée dans le Tableau 2 ou calculé à l'aide de
l'équation (6) :
−0,2
fN= 6,0[ ] <1 (6)

N est le nombre équivalent de cycles complets de déplacement prévus pendant la durée totale d'utilisation
du circuit de tuyauteries;
S est la contrainte de flexion résultante, en mégapascals;
b
S est la contrainte de torsion, en mégapascals.
t
Tableau 2 — Facteurs de réduction f pour différents niveaux de contrainte
Nombre N de cycles Facteur f
7 000 ou moins 1,0
de 7 000 à 14 000 0,9
de 14 000 à 22 000 0,8
de 22 000 à 45 000 0,7
de 45 000 à 100 000 0,6
de 100 000 à 200 000 0,5
de 200 000 à 700 000 0,4
de 700 000 à 2 000 000 0,3
Lorsque l'échelle des contraintes calculées varie, soit en raison de l'expansion thermique, soit dans d'autres
conditions, S est définie comme la plus grande échelle de contraintes de déplacement calculée. Dans de tels cas,
E
la valeur de N peut être calculée à l'aide de l'équation (7) :
5
NN=+ ()r N  pour i = 1, 2, . n (7)
ii
E∑

N est le nombre de cycles de l'échelle maximale des contraintes de déplacement calculées, S ;
E
r est le rapport de S sur S (S /S );
i i E i E
S est toute échelle de contrainte de déplacement calculée inférieure à S ;
i E
N est le nombre de cycles associés à l'échelle des contraintes de déplacement S .
i i
4.2.3.4 Tuyauteries fixes
Les tuyauteries extérieures doivent être installées au-dessus du sol et doivent être supportées adéquatement et
protégées contre les dommages mécaniques. Les tuyauteries doivent être protégées contre la corrosion en suivant
les règles techniques reconnues.
Les tuyauteries du système de remplissage doivent être supportées de façon adéquate, attachées et isolées pour
une utilisation avec l'hydrogène liquide à la pression de calcul.
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Les claviatures du réservoir de stockage doivent être fabriquées en vue de minimiser la vibration et doivent être
installés dans des endroits protégés ou abrités pour prévenir les dommages que pourraient y causer des objets non
fixés.
Les tuyauteries et les raccords doivent être exempts de bavures et d'écailles et les extrémités des tuyauteries
doivent être alésées.
Le procédé de fabrication d'une tuyauterie doit faire en sorte de ne pas en réduire la pression nominale sous la
pression de calcul.
Un joint ou un raccordement doit être placé dans un endroit facilement accessible.
L'hydrogène évacué ne doit être dirigé que vers un endroit sécuritaire. Un tuyau d'évacuation d'hydrogène doit être
installé en un point au-dessus du réservoir de stockage et protégé de façon à empêcher la pluie, la neige et tout
autre matériau solide d'y pénétrer. Les tuyaux d'évacuation qui sont à la verticale doivent pouvoir être vidangés.
4.2.3.5 Supports des tuyaux
Les supports des tuyaux, y compris le système isolant supportant les tuyaux, doivent être résistants à d'éventuelles
expositions au feu ou à des échappements d'hydrogène liquide froid, ou les deux, ou protégés contre ceux-ci, s'ils
sont soumis à de telles expositions.
4.2.4 Flexibles de remplissage
La conception des flexibles de remplissage doit se conformer à l’état de la technique et tenir compte de l'expérience
du fabricant.
Les flexibles de remplissage doivent être isolés au moyen d'un vide ou de tout autre forme convenable d'isolation
d'un tuyau flexible pour permettre à l'hydrogène de rester dans son état liquide. Les flexibles doivent posséder des
dispositifs permettant d'évacuer l'hydrogène gazeux qui pourrait se former.
En situation d'urgence, lors d'expositions au feu, à la chaleur, au froid ou à l'eau, l'isolation doit permettre de
maintenir toutes les propriétés exigées lors de la conception.
Lorsqu'une perte de vide est détectée ou si de la condensation ou du givre apparaît sur la paroi extérieure d'un
flexible pendant son utilisation, le flexible doit être mis hors service jusqu'à ce que le vide puisse être rétabli.
Chaque manchon utilisé pour le raccordement d'un flexible doit être conçu de façon telle qu'il empêche toute fuite
au point de raccordement.
Les matériaux des joints d'étanchéité doivent convenir pour une utilisation avec l'hydrogène liquide et avoir des
dimensions appropriées pour cette utilisation. Des joints d'étanchéité faits d'un matériau à base de fibres non liées
ne doivent pas être utilisés étant donné la possibilité de contamination du système par ces particules non liées. Les
joints toriques et les rainures de joints toriques doivent s'ajuster correctement pour satisfaire aux conditions
d'utilisation prévues et à l'exposition à l'hydrogène.
La pression maximale de service admissible de l'équipement de transvasement doit être égale ou supérieure à la
plus grande des deux pressions suivantes : la pression de calcul du réservoir de stockage ou la pression de
refoulement des pompes et des autres dispositifs. S'il y a utilisation de flexibles doubles, des dispositifs pour
l'évacuation ou la récupération des gaz doivent être prévus.
Les courbes prononcées et les torsions doivent être évitées dans le cheminement des flexibles. Un rayon de
courbure doit être jugé acceptable s’il correspond au moins à 5 fois le diamètre extérieur du flexible.
L'utilisation d'un flexible dans une installation doit être limitée à :
a) un flexible pour remplir un véhicule;
b) un raccord d'entrée d'un équipement de compression;
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c) une section de flexible métallique, dont la longueur ne dépasse pas 1 mètre, pour assurer la flexibilité
nécessaire. Chaque section doit être installée de manière à être protégée contre les dommages mécaniques et
à être facilement visible pour l'inspection externe. L'identification du fabricant doit apparaître sur chaque
section.
4.2.5 Limiteurs de pression
La conception des limiteurs de pression, les matériaux entrant dans leur fabrication de même que leur
emplacement doivent être compatibles avec l’utilisation prévue.
Lorsque les raccords et les tuyaux sont utilisés en amont ou en aval des limiteurs de pression, les passages doivent
être conçus de façon à ne pas réduire le pouvoir d'écoulement en deçà de la capacité demandée du réservoir de
stockage sur lequel les limiteurs de pression sont installés. L'ouverture de chaque tuyau et de chaque raccord doit
avoir au moins la même section de passage que celle du limiteur de pression auquel il est raccordé. La dimension
nominale de l'ouverture du tuyau de refoulement doit être au moins aussi grande que celle de la sortie du limiteur de
pression. Les limiteurs de pression surdimensionnés peuvent être utilisés sans qu'il soit nécessaire d'exiger que toutes
les ouvertures dans leur canalisation aient la même section de passage, à condition que le pouvoir d'écoulement exigé
soit maintenu dans tout le système.
Chaque limiteur de pression d'essai doit être soumis à un essai de pression au gaz ou à l'air pour déterminer que :
a) le réglage de la pression d’ouverture est dans les limites de tolérance de la pression établie indiquée sur
l'appareil de robinetterie, selon les exigences d'une norme applicable;
ATTENTION: En réglant l'appareil de robinetterie, il faut prendre soin de s'assurer que l'évidence de
refoulement est bien due au fonctionnement de l'appareil de robinetterie et non à un défaut.
b) à la suite de l’essai d’ouverture, la pression de fermeture n’est pas inférieure à 90 % de la pression d’ouverture.
Si l'appareil de robinetterie a une chute de pression réglable à la fermeture, la pression de fermeture ne doit
pas être inférieure à 95 % de la pression d’ouverture.
Les limiteurs de pression doivent être disposés afin de minimiser la possibilité de dommages aux tuyaux et aux
accessoires. Les dispositifs pour le réglage de la pression des soupapes de décharge doivent être scellés.
Les tuyaux de décharge des limiteurs de pression doivent être supportés de façon à leur permettre de résister aux
forces réactionnelles générées lors de décharges au débit maximal.
Les soupapes de décharge doivent être inspectées et le point de réglage testé au moins une fois tous les trente
mois, et à des intervalles n'excédant pas trente mois, pour s'assurer que chaque soupape fonctionne comme prévu.
Un limiteur de pression doit être placé dans le système de transvasement afin de prévenir les surpressions.
Une soupape de décharge doit être installée afin de prévenir la surpression résultant de l'expansion thermique, et
ce, dans toute section de tuyau, pouvant être isolée par les appareils de robinetterie, où circulent l'hydrogène
liquide ou la vapeur froide.
Ces soupapes de décharge doivent être réglées pour s'ouvrir à une pression égale ou inférieure à la pression de
calcul de la section de la tuyauterie ou du flexible qu'elles protègent.
La décharge de ces soupapes de décharge doit se faire de façon à minimiser les risques pour le personnel et
l'équipement.
4.2.6 Connexions de remplissage d'un véhicule
Une connexion de remplissage d’un véhicule ne doit permettre que le raccordement fiable et sécuritaire d'un
réservoir de carburant à une source d'hydrogène liquide.
Les connexions de transvasement doivent être verrouillées, dimensionnées ou situées afin d'empêcher
l'interconnexion, et de ce fait, de minimiser les possibilités de raccordement à des fluides gazeux ou selon des
niveaux de pression incompatibles. Les connecteurs et les raccords qui, en cours d'utilisation, ne doivent plus être
raccordés, doivent être munis de bouchons de protection assujettis, de bouchons mâles ou femelles ou de
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couvercles pour protéger le système contre les contaminations ou les dommages lorsqu'il n'est pas en fonction. Un
moyen de relâcher la pression doit être prévu au cas où le fluide froid pourrait rester emprisonné dans la conduite.
Le raccord de remplissage doit prévenir les fuites d'hydrogène, que ce soit sous sa forme gazeuse ou sa forme
liquide, lorsque le raccord n'est pas introduit correctement ou se détache.
L'extrémité du flexible de remplissage en hy
...

Questions, Comments and Discussion

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