ISO 13709:2003
(Main)Centrifugal pumps for petroleum, petrochemical and natural gas industries
Centrifugal pumps for petroleum, petrochemical and natural gas industries
ISO 13709:2003 specifies requirements for centrifugal pumps, including pumps running in reverse as hydraulic power recovery turbines, for use in petroleum, petrochemical and gas industry process services. ISO 13709:2003 is applicable to overhung pumps, between-bearings pumps and vertically-suspended pumps. Clause 8 provides requirements applicable to specific types of pump. All other clauses of ISO 13709:2003 are applicable to all pump types. Illustrations are provided of the various specific pump types and the designations assigned to each specific type. ISO 13709:2003 is not applicable to sealless pumps.
Pompes centrifuges pour les industries du pétrole, de la pétrochimie et du gaz naturel
L'ISO 13709:2003 spécifie des exigences pour les pompes centrifuges, y compris les pompes à fonctionnement inversé telles que les turbines hydrauliques de récupération d'énergie, destinées à être utilisées dans les services de traitement des industries du pétrole, de la pétrochimie et du gaz naturel. L'ISO 13709:2003 est applicable aux pompes suspendues, aux pompes montées entre paliers et aux pompes suspendues verticalement. L'Article 8 fournit des exigences applicables à des types spécifiques de pompes. Tous les autres articles de l'ISO 13709:2003 sont applicables à tous les types de pompes. Des figures présentent les différents types spécifiques de pompes et les désignations attribuées à chaque type spécifique. L'ISO 13709:2003 n'est pas applicable aux pompes dépourvues de joint étanche.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13709
First edition
2003-07-01
Centrifugal pumps for petroleum,
petrochemical and natural gas industries
Pompes centrifuges pour les industries du pétrole, de la pétrochimie et
du gaz naturel
Reference number
ISO 13709:2003(E)
©
ISO 2003
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ISO 13709:2003(E)
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Published in Switzerland
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ISO 13709:2003(E)
Contents Page
Foreword. v
Introduction . vi
1 Scope. 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 4
4 Classification and designation . 9
4.1 General. 9
4.2 Pump designations . 10
4.3 Units and governing requirements . 16
5 Basic design . 16
5.1 General. 16
5.2 Pump types. 20
5.3 Pressure casings . 21
5.4 Nozzles and pressure casing connections . 23
5.5 External nozzle forces and moments. 25
5.6 Rotors. 31
5.7 Wear rings and running clearances . 33
5.8 Mechanical shaft seals . 34
5.9 Dynamics . 37
5.10 Bearings and bearing housings . 46
5.11 Lubrication. 49
5.12 Materials. 50
5.13 Nameplates and rotation arrows . 55
6 Accessories . 55
6.1 Drivers. 55
6.2 Couplings and guards . 58
6.3 Baseplates . 59
6.4 Instrumentation . 62
6.5 Piping and appurtenances . 62
6.6 Special tools . 63
7 Inspection, testing, and preparation for shipment . 64
7.1 General. 64
7.2 Inspection . 64
7.3 Testing. 66
7.4 Preparation for shipment . 70
8 Specific pump types . 71
8.1 Single-stage overhung pumps. 71
8.2 Between-bearings pumps (types BB1 through BB5) . 73
8.3 Vertically suspended pumps (types VS1 through VS7). 78
9 Vendor's data. 84
9.1 General. 84
9.2 Proposals. 85
9.3 Contract data . 88
Annex A (informative) Specific speed and suction-specific speed. 90
Annex B (normative) Cooling water and lubrication system schematics. 91
Annex C (normative) Hydraulic power recovery turbines . 102
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ISO 13709:2003(E)
Annex D (normative) Standard baseplates .106
Annex E (informative) Inspector's checklist .108
Annex F (normative) Criteria for piping design .110
Annex G (informative) Materials class selection guidance .124
Annex H (normative) Materials and material specifications for pump parts.126
Annex I (normative) Lateral analysis .136
Annex J (normative) Determination of residual unbalance.142
Annex K (normative) Seal chamber runout illustrations .148
Annex L (informative) Vendor drawing and data requirements .149
Annex M (informative) Test data summary.158
Annex N (informative) Pump datasheets.162
Bibliography.181
iv © ISO 2003 — All rights reserved
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ISO 13709:2003(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 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 13709 was prepared by Technical Committee ISO/TC 115, Pumps, Subcommittee SC 3, Installation and
special application, in collaboration with Technical Committee ISO/TC 67, Materials, equipment and offshore
structures for petroleum, petrochemical and natural gas industries, SC 6, Processing equipment and systems.
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ISO 13709:2003(E)
Introduction
th
This International Standard was developed from API Standard 610, 8 edition, 1995, with the intent that the
th
9 edition of API 610 will be the same as this International Standard.
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 appropriate where there is innovative or developing technology. Where an alternative is
offered, the vendor should identify any variations from this International Standard and provide details.
Annex A specifies calculations for specific speed and suction-specific speed.
Annex B contains schematic drawings of cooling water and lubrication systems.
Annex C specifies requirements for hydraulic power recovery turbines.
Annex D specifies requirements for standard baseplates.
Annex E contains an inspector's checklist.
Annex F specifies criteria for piping design.
Annex G give guidance on material class selection.
Annex H specifies requirements and gives guidance on materials selection.
Annex I specifies requirements for lateral analysis.
Annex J specifies requirements for determining residual unbalance.
Annex K contains seal chamber runout illustrations.
Annex L contains forms which may be used to indicate vendor drawing and data requirements.
Annex M contains forms which may be used to record test data.
Annex N contains data sheets which purchasers are encouraged to use.
A 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 data sheets or stated
in the enquiry or purchase order (see examples in Annex N).
In this International Standard, where practical, US Customary units are included in brackets for information.
vi © ISO 2003 — All rights reserved
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 13709:2003(E)
Centrifugal pumps for petroleum, petrochemical and natural
gas industries
1 Scope
This International Standard specifies requirements for centrifugal pumps, including pumps running in reverse
as hydraulic power recovery turbines, for use in petroleum, petrochemical and gas industry process services.
This International Standard is applicable to overhung pumps, between-bearings pumps and vertically-
suspended pumps (see Table 1). Clause 8 provides requirements applicable to specific types of pump. All
other clauses of this International Standard are applicable to all pump types. Illustrations are provided of the
various specific pump types and the designations assigned to each specific type.
This International Standard is not applicable to sealless pumps.
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 7-1, Pipe threads where pressure-tight joints are made on the threads — Part 1: Dimensions, tolerances
and designation
ISO 228-1, Pipe threads where pressure-tight joints are not made on the threads — Part 1: Dimensions,
tolerances and designation
ISO 261, ISO general-purpose metric screw threads — General plan
ISO 262, ISO general-purpose metric screw threads — Selected sizes for screws, bolts and nuts
ISO 281, Rolling bearings — Dynamic load ratings and rating life
ISO 286 (all parts), ISO system of limits and fits
ISO 724, ISO general-purpose metric screw threads — Basic dimensions
ISO 965 (all parts), ISO general-purpose metric screw threads — Tolerances
ISO 1940-1, Mechanical vibration — Balance quality requirements of rigid rotors — Part 1: Specification and
verification of balance tolerances
ISO 4200, Plain end steel tubes, welded and seamless — General tables of dimensions and masses per unit
length
ISO 5753, Rolling bearings — Radial internal clearance
ISO 7005-1, Metallic flanges — Part 1: Steel flanges
ISO 7005-2, Metallic flanges — Part 2: Cast iron flanges
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ISO 13709:2003(E)
ISO 8501 (all parts), Preparation of steel substrates before application of paints and related products — Visual
assessment of surface cleanliness
ISO 9906, Rotodynamic pumps — Hydraulic performance acceptance tests — Grades 1 and 2
ISO 10436, Petroleum and natural gas industries — General-purpose steam turbines for refinery service
ISO 10438 (all parts), Petroleum and natural gas industries — Lubrication, shaft-sealing and control-oil
systems and auxiliaries
ISO 10441, Petroleum and natural gas industries — Flexible couplings for mechanical power transmission —
Special purpose applications
ISO 11342, Mechanical Vibration — Methods and criteria for the mechanical balancing of flexible rotors
ISO 14691, Petroleum and natural gas industries — Flexible couplings for mechanical power transmission —
General purpose applications
ISO 15649, Petroleum and natural gas industries — Piping
1)
ISO 21049:— , Pumps — Shaft sealing systems for centrifugal and rotary pumps
IEC 60034-1, Rotating electrical machines — Part 1: Rating and performance
IEC 60079 (all parts), Electrical apparatus for explosive gas atmosphere
2)
EN 287 (all parts), Approval testing of welders — Fusion welding
EN 288, Specification and approval of welding procedures for metallic materials
EN 13445 (all parts), Unfired pressure vessels
3)
ABMA 7, Shaft and housing fits for metric radial ball and roller bearings
4)
AGMA 9000, Flexible couplings — Potential unbalance classification
AGMA 9002, Bores and keyways for flexible couplings (inch series)
API 541, Form-wound squirrel-cage induction motors — 250 horsepower and larger
API 611, General purpose steam turbines for refinery service
API 670, Noncontacting vibration and axial position monitoring system
API 671, Special-purpose couplings for refinery service
API 677, General-purpose gear units for petroleum, chemical and gas industry services
5)
ASME B1.1, Unified inch screw threads, UN and UNR thread form
ASME B15.1, Safety standard for mechanical power transmission apparatus
1) To be published.
2) Comité Européen de Normalization, 36, rue de Stassart, B-1050 Brussels, Belgium.
3) American Bearing Manufacturers Association, 2025 M Street, NW, Suite 800, Washington, DC 20036, USA.
4) American Gear Manufacturers Association, 1500 King Street, Suite 201, Alexandria, VA 22314, USA.
5) American Society of Mechanical Engineers, Three Park Avenue, New York, NY 10016-5990, USA.
2 © ISO 2003 — All rights reserved
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ISO 13709:2003(E)
ASME B16.1, Cast iron pipe flanges and flanged fittings classes 25, 125 and 250
ASME B16.5, Pipe flanges and flanged fittings NPS 1/2 through NPS 24
ASME B16.11, Forged fittings, socket-welding and threaded
ASME B16.42, Ductile iron pipe flanges and flanged fittings classes 150 and 300
ASME B16.47, Large diameter steel flanges NPS 26 through NPS 60
ASME B17.1, Keys and keyseats
ASME, Boiler and pressure vessel code, Section V, Nondestructive examination
ASME, Boiler and pressure vessel code, Section VIII, Pressure vessels
ASME, Boiler and pressure vessel code, Section IX, Welding and brazing qualifications
6)
AWS D1.1, Structural welding code — Steel
7)
DIN 910, Heavy-duty hexagon head screw plugs
8)
HI 1.3, Centrifugal pumps — Horizontal baseplate design
HI 1.6, Centrifugal pump test
HI 2.6, Vertical pump test
IEEE 841, Standard for petroleum and chemical industry — Severe duty totally enclosed fan-cooled (TEFC)
9)
squirrel cage induction motors — Up to and including 370 kW (500 hp)
MSS-SP-55, Quality standard for steel castings for valves, flanges and fittings and other piping
10)
components — Visual method for evaluation of surface irregularities
11)
NACE MR0175, Sulfide stress cracking resistant metallic materials for oilfield equipment item No. 21304
12)
NFPA 70, National electrical code handbook
13)
SSPC SP 6, Surface Preparation Specification
6) American Welding Society, 550 North LeJeune Road, Miami, FL 33136, USA.
7) Deutsches Institut für Normung, Burggrafenstrasse 6, Berlin, Germany D-10787.
8) Hydraulics Institute, 9 Sylvan Way, Parsippany NJ, 07054, USA.
9) Institute of Electrical & Electronics Engineers, 445 Hoes Lane, Piscataway, NJ 08855-1331.
10) Manufacturers Standardization Society of The Valve and Fittings Industry Inc., 127 Park Street N.E., Vienna,
VA 22180-4602, USA.
11) National Association of Corrosion Engineers, 1440 South Creek Drive, Houston, TX 77084-4906, USA.
12) National Fire Protection Association, 1 Batterymarch Park, Quincy, MA 02269-9101, USA.
13) Society for Protective Coatings, 40 24th Street, 6th Floor, Pittsburgh, PA 15222-4643, USA.
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ISO 13709:2003(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
axially split
split with the principal joint parallel to the shaft centreline
3.2
barrel pump
horizontal pump of the double-casing type
3.3
barrier fluid
fluid, at a higher pressure than the process pressure being sealed, introduced between pressurized dual
(double) mechanical seals to completely isolate the pump process liquid from the environment
3.4
best efficiency point
BEP
flowrate at which a pump achieves its highest efficiency
3.5
buffer fluid
fluid, at a lower pressure than the process pressure being sealed, used as a lubricant or buffer between
unpressurized dual (tandem) mechanical seals
3.6
critical speed
shaft rotational speed at which the rotor-bearing-support system is in a state of resonance
3.7
dry critical speed
rotor critical speed calculated assuming that there are no liquid effects, that the rotor is supported only at its
bearings and that the bearings are of infinite stiffness
3.8
wet critical speed
rotor critical speed calculated considering the additional support and damping produced by the action of the
pumped liquid within internal running clearances at the operating conditions and allowing for flexibility and
damping within the bearings
3.9
datum elevation
elevation to which values of NPSH are referred
cf. net positive suction head (3.28)
3.10
double casing
type of pump construction in which the pressure casing is separate from the pumping elements contained in
the casing
NOTE Examples of pumping elements include diffuser, diaphragms, bowls and volute inner casings.
3.11
drive train component
item of the equipment used in series to drive the pump
EXAMPLES Motor, gear, turbine, engine, fluid drive, clutch.
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ISO 13709:2003(E)
3.12
element
bundle
assembly of the rotor plus the internal stationary parts of a centrifugal pump
3.13
cartridge-type element
assembly of all the parts of the pump except for the casing
3.14
hydraulic power recovery turbine
turbomachine designed to recover power from a fluid stream
3.15
hydrodynamic bearing
bearing that uses the principles of hydrodynamic lubrication
3.16
maximum allowable speed
highest speed at which the manufacturer's design permits continuous operation
3.17
maximum allowable temperature
maximum continuous temperature for which the manufacturer has designed the pump (or any part to which
the term is referred) when handling the specified fluid at the specified maximum operating pressure
3.18
maximum allowable working pressure
MAWP
maximum continuous pressure for which the manufacturer has designed the pump (or any part to which the
term is referred) when handling the specified fluid at the specified maximum operating temperature
3.19
maximum continuous speed
highest rotational speed at which the pump, as built, is capable of continuous operation with the specified fluid
at any of the specified operating conditions
3.20
maximum discharge pressure
maximum specified suction pressure plus the maximum differential pressure the pump with the furnished
impeller is able to develop when operating at rated speed with fluid of the specified normal relative density
(specific gravity)
3.21
maximum dynamic sealing pressure
highest pressure expected at the seals during any specified operating condition and during start-up and
shut-down
3.22
maximum static sealing pressure
highest pressure, excluding pressures encountered during hydrostatic testing, to which the seals can be
subjected while the pump is shut down
3.23
maximum suction pressure
highest suction pressure to which the pump is subjected during operation
© ISO 2003 — All rights reserved 5
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ISO 13709:2003(E)
3.24
minimum allowable speed
lowest speed (in revolutions per minute) at which the manufacturer's design permits continuous operation
3.25
minimum continuous stable flow
lowest flow at which the pump can operate without exceeding the vibration limits imposed by this International
Standard
3.26
minimum continuous thermal flow
lowest flow at which the pump can operate without its operation being impaired by the temperature rise of the
pumped liquid
3.27
minimum design metal temperature
lowest mean metal temperature (through the thickness) expected in service, including operation upsets,
auto-refrigeration and temperature of the surrounding environment
3.28
net positive suction head
NPSH
total absolute suction pressure determined at the suction nozzle and referred to the datum elevation, minus
the vapour pressure of the liquid
NOTE It is expressed in metres (feet) of head of the pumped liquid.
3.29
net positive suction head available
NPSHA
NPSH determined by the purchaser for the pumping system with the liquid at the rated flow and normal
pumping temperature
3.30
net positive suction head required
NPSHR
NPSH that results in a 3 % loss of head (first stage head in a multistage pump) determined by the vendor by
testing with water
3.31
nominal pipe size
NPS
designation, usually followed by a size designation number, corresponding approximately to the outside
diameter of the pipe expressed in inches
3.32
normal operating point
point at which the pump is expected to operate under normal process conditions
3.33
normal-wear part
part normally restored or replaced at each pump overhaul
EXAMPLES Wear rings, interstage bushings, balancing device, throat bushing, seal faces, bearings and gaskets.
3.34
observed
inspection or test where the purchaser is notified of the timing of the inspection or test and the inspection or
test is performed as scheduled, regardless of whether the purchaser or his representative is present
6 © ISO 2003 — All rights reserved
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ISO 13709:2003(E)
3.35
oil mist lubrication
lubrication provided by oil mist produced by atomisation in a central unit and transported to the bearing
housing, or housings, by compressed air
3.36
pure oil mist lubrication
〈dry sump〉 systems in which the mist both lubricates the bearing(s) and purges the housing and there is no oil
level in the sump
3.37
purge oil mist lubrication
〈wet sump〉 systems in which the mist only purges the bearing housing
3.38
operating region
portion of a pump’s hydraulic coverage over which the pump operates
3.39
allowable operating region
portion of a pump’s hydraulic coverage over which the pump is allowed to operate, based on vibration within
the upper limit of this International Standard or temperature rise or other limitation; specified by the
manufacturer
3.40
preferred operating region
portion of a pump’s hydraulic coverage over which the pump’s vibration is within the base limit of this
International Standard
3.41
overhung pump
pump whose impeller is cantilevered from its bearing assembly
3.42
pressure casing
composite of all stationary pressure-containing parts of the pump, including all nozzles, seal glands, seal
chambers and other attached parts but excluding the stationary and rotating members of mechanical seals
3.43
purchaser
owner, or owner’s agent, that issues the order and specification to the vendor
3.44
radially split
split with the principal joint perpendicular to the shaft centreline
3.45
rated operating point
point at which the vendor certifies that pump performance is within the tolerances stated in this International
Standard
NOTE Normally the rated operating point is the specified operating point with the highest flow.
3.46
relative density
specific gravity
property of a liquid expressed as the ratio of the liquid’s density to that of water at 4 °C (39,2 °F)
© ISO 2003 — All rights reserved 7
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ISO 13709:2003(E)
3.47
rotor
assembly of all the rotating parts of a centrifugal pump
3.48
specific speed
index relating flow, total head and
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 13709
Première édition
2003-07-01
Pompes centrifuges pour les industries
du pétrole, de la pétrochimie et du gaz
naturel
Centrifugal pumps for petroleum, petrochemical and natural gas
industries
Numéro de référence
ISO 13709:2003(F)
©
ISO 2003
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ISO 13709:2003(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2003 — Tous droits réservés
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ISO 13709:2003(F)
Sommaire Page
Avant-propos. v
Introduction . vi
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 4
4 Classification et désignation . 9
4.1 Généralités. 9
4.2 Désignations de pompe. 10
4.3 Unités et exigences générales. 17
5 Conception de base . 18
5.1 Généralités. 18
5.2 Types de pompe. 22
5.3 Corps sous pression . 23
5.4 Tubulures et raccordements au corps sous pression. 25
5.5 Forces et moments externes des tubulures. 27
5.6 Rotors. 34
5.7 Bagues d'usure et jeux de fonctionnement . 36
5.8 Garnitures mécaniques d'étanchéité d'arbre . 38
5.9 Dynamique. 40
5.10 Paliers et logements de paliers . 49
5.11 Lubrification . 53
5.12 Matériaux. 53
5.13 Plaques signalétiques et flèches indiquant le sens de rotation . 59
6 Accessoires . 60
6.1 Machines d'entraînement . 60
6.2 Accouplements et protecteurs . 62
6.3 Socles. 64
6.4 Instrumentation . 66
6.5 Tuyauteries et accessoires . 67
6.6 Outillage spécial. 68
7 Contrôle, essais et préparation pour le transport . 68
7.1 Généralités. 68
7.2 Contrôle. 69
7.3 Essais. 70
7.4 Préparation pour le transport . 76
8 Types spécifiques de pompes. 77
8.1 Pompes en porte-à-faux à un seul étage.77
8.2 Pompes installées entre paliers (types BB1, BB2, BB3 et BB5) . 78
8.3 Pompes suspendues verticalement (types VS1 à VS7) . 84
9 Renseignements fournis par le vendeur . 90
9.1 Généralités. 90
9.2 Propositions . 91
9.3 Données contractuelles. 95
Annexe A (informative) Vitesse spécifique et vitesse spécifique d'aspiration . 97
Annexe B (normative) Schémas des systèmes d'eau de refroidissement et de lubrification. 98
Annexe C (normative) Turbines hydrauliques de récupération . 110
© ISO 2003 — Tous droits réservés iii
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ISO 13709:2003(F)
Annexe D (normative) Socles normalisés.114
Annexe E (normative) Liste de contrôle de l'inspecteur .116
Annexe F (normative) Critères de conception des tuyauteries .118
Annexe G (informative) Guide de sélection d'une classe de matériau.133
Annexe H (normative) Matériaux et spécifications de matériaux pour les pièces de pompes.135
Annexe I (normative) Analyse latérale.146
Annexe J (normative) Détermination du balourd résiduel .152
Annexe K (normative) Illustrations relatives au faux-rond de la chambre de garnitures .158
Annexe L (informative) Exigences relatives aux plans et aux données fournis par le vendeur.159
Annexe M (informative) Récapitulatif des résultats d'essai .168
Annexe N (informative) Feuilles de données relatives aux pompes .171
Bibliographie.190
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ISO 13709:2003(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 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 13709 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 115, Pompes, sous-comité SC 3, Installation et
applications spéciales, en collaboration avec le comité technique ISO/TC 67, Matériel, équipement et
structures en mer pour les industries pétrolière, pétrochimique et du gaz naturel, sous-comité SC 6, Systèmes
et équipements de traitement.
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ISO 13709:2003(F)
Introduction
La présente Norme internationale a été élaborée à partir de la huitième édition de la norme API 610:1995,
avec pour but que la neuvième édition de l'API 610 soit identique à la présente Norme internationale.
Il convient que les utilisateurs de la présente Norme internationale gardent à l'esprit que des exigences
supplémentaires ou différentes peuvent se révéler indispensables pour des applications particulières. La
présente Norme internationale n'est pas destinée à interdire à un vendeur de proposer, ou un acheteur
d'accepter, des équipements alternatifs ou des solutions techniques alternatives pour une application
particulière. De telles solutions alternatives peuvent notamment être applicables lorsqu'il s'agit de
technologies innovatrices ou en cours de développement. Lorsqu'une alternative est proposée, il convient que
le vendeur identifie toute variation par rapport à la présente Norme internationale et en fournisse les détails.
L'Annexe A spécifie les calculs relatifs à la vitesse spécifique et à la vitesse spécifique d'aspiration.
L'Annexe B contient des plans schématiques des circuits d'eau de refroidissement et de lubrification.
L'Annexe C spécifie les exigences relatives aux turbines hydrauliques de récupération d'énergie.
L'Annexe D spécifie les exigences relatives aux socles normalisés.
L'Annexe E contient une liste de contrôle destinée aux inspecteurs.
L'Annexe F spécifie les critères relatifs à la conception des tuyauteries.
L'Annexe G fournit des conseils relatifs au choix des classes de matériau.
L'Annexe H spécifie des exigences et fournit des conseils relatifs au choix des matériaux.
L'Annexe I spécifie les exigences relatives à l'analyse latérale.
L'Annexe J spécifie les exigences relatives à la détermination du balourd résiduel.
L'Annexe K contient des illustrations de faux-ronds de chambre d'étanchéité.
L'Annexe L contient des formulaires qui peuvent servir à spécifier les exigences en matière de plans et de
données à fournir par le vendeur.
L'Annexe M contient des formulaires qui peuvent servir à enregistrer des données d'essai.
L'Annexe N contient des feuilles de données que les acheteurs sont encouragés à utiliser.
Le symbole (•) en début de paragraphe ou d'alinéa indique soit qu'une décision est nécessaire, soit que des
informations complémentaires doivent être fournies par l'acheteur. Il convient de faire figurer les informations
complémentaires sur les feuilles de données (voir les exemples dans l'Annexe N) ou précisées dans l'appel
d'offres et la commande d'achat.
Dans la présente Norme internationale, les unités américaines habituelles sont, dans la mesure du possible,
indiquées entre parenthèses à titre d'information.
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NORME INTERNATIONALE ISO 13709:2003(F)
Pompes centrifuges pour les industries du pétrole,
de la pétrochimie et du gaz naturel
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie des exigences pour les pompes centrifuges, y compris les pompes
à fonctionnement inversé telles que les turbines hydrauliques de récupération d'énergie, destinées à être
utilisées dans les services de traitement des industries du pétrole, de la pétrochimie et du gaz naturel.
La présente Norme internationale est applicable aux pompes suspendues, aux pompes montées entre paliers
et aux pompes suspendues verticalement (voir le Tableau 1). L'Article 8 fournit des exigences applicables à
des types spécifiques de pompes. Tous les autres articles de la présente Norme internationale s'appliquent à
tous les types de pompes. Des figures présentent les différents types spécifiques de pompes et les
désignations attribuées à chaque type spécifique.
La présente Norme internationale n'est pas applicable aux pompes dépourvues de joint étanche.
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 7-1, Filetages de tuyauterie pour raccordement avec étanchéité dans le filet — Partie 1: Dimensions,
tolérances et désignation
ISO 228-1, Filetages de tuyauterie pour raccordement sans étanchéité dans le filet — Partie 1: Dimensions,
tolérances et désignation
ISO 261, Filetages métriques ISO pour usages généraux — Vue d'ensemble
ISO 262, Filetages métriques ISO pour usages généraux — Sélection de dimensions pour la boulonnerie
ISO 281, Roulements — Charges dynamiques de base et durée nominale
ISO 286 (toutes les parties), Système ISO de tolérances et d'ajustements
ISO 724, Filetages métriques ISO pour usages généraux — Dimensions de base
ISO 965 (toutes les parties), Filetages métriques ISO pour usages généraux — Tolérances
ISO 1940-1, Vibrations mécaniques — Exigences en matière de qualité dans l'équilibrage pour les rotors en
état (rigide) constant — Partie 1: Spécifications et vérification des tolérances d'équilibrage
ISO 4200, Tubes lisses en acier, soudés et sans soudure — Tableaux généraux des dimensions et des
masses linéiques
ISO 5753, Roulements — Jeu interne radial
ISO 7005-1, Brides métalliques — Partie 1: Brides en acier
© ISO 2003 — Tous droits réservés 1
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ISO 13709:2003(F)
ISO 7005-2, Brides métalliques — Partie 2: Brides en fonte
ISO 8501 (toutes les parties), Préparation des subjectiles d'acier avant application de peintures et de produits
assimilés — Évaluation visuelle de la propreté d'un subjectile
ISO 9906, Pompes rotodynamiques — Essais de fonctionnement hydraulique pour la réception — Niveaux 1
et 2
ISO 10436, Industries du pétrole et du gaz naturel — Turbines à vapeur tous usages pour service en raffinerie
ISO 10438 (toutes les parties), Industries du pétrole, de la pétrochimie et du gaz naturel — Systèmes de
lubrification, systèmes d'étanchéité, systèmes d'huile de régulation et leurs auxiliaires
ISO 10441, Industries du pétrole et du gaz naturel — Accouplements flexibles pour transmission de puissance
mécanique — Applications spéciales
ISO 11342, Vibrations mécaniques — Méthodes et critères pour l'équilibrage mécanique des rotors flexibles
ISO 14691, Industries du pétrole et du gaz naturel — Accouplements flexibles pour transmission de puissance
mécanique — Applications d'usage général
ISO 15649, Industries du pétrole et du gaz naturel — Tuyauterie
1)
ISO 21049:— , Pompes — Dispositifs d'étanchéité de l'arbre pour pompes centrifuges et rotatives
CEI 60034-1, Machines électriques tournantes — Partie 1: Caractéristiques assignées et caractéristiques de
fonctionnement
CEI 60079 (toutes les parties), Matériel électrique pour atmosphères explosives gazeuses
2)
EN 287 (toutes les parties), Qualification des soudeurs — Soudage par fusion
EN 288, Descriptif et qualification d'un mode opératoire de soudage sur les matériaux métalliques
EN 13445 (toutes les parties), Récipients sous pression non soumis à la flamme
3)
ABMA 7, Shaft and housing fits for metric radial ball and roller bearings
4)
AGMA 9000, Flexible couplings — Potential unbalance classification
AGMA 9002, Bores and keyways for flexible couplings (inch series)
API 541, Form-wound squirrel-cage induction motors — 250 horsepower and larger
API 611, General purpose steam turbines for refinery service
API 670, Noncontacting vibration and axial position monitoring system
API 671, Special-purpose couplings for refinery service
API 677, General-purpose gear units for petroleum, chemical and gas industry services
1) À publier.
2) Comité Européen de Normalisation, 36, rue de Stassart, B-1050 Bruxelles, Belgique.
3) American Bearing Manufacturers Association, 2025 M Street, NW, Suite 800, Washington, DC 20036, États-Unis.
4) American Gear Manufacturers Association, 1500 King Street, Suite 201, Alexandria, VA 22314, États-Unis.
2 © ISO 2003 — Tous droits réservés
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ISO 13709:2003(F)
5)
ASME B1.1, Unified inch screw threads, UN and UNR thread form
ASME B15.1, Safety standard for mechanical power transmission apparatus
ASME B16.1, Cast iron pipe flanges and flanged fittings classes 25, 125 and 250
ASME B16.5, Pipe flanges and flanged fittings NPS 1/2 through NPS 24
ASME B16.11, Forged fittings, socket-welding and threaded
ASME B16.42, Ductile iron pipe flanges and flanged fittings classes 150 and 300
ASME B16.47, Large diameter steel flanges NPS 26 through NPS 60
ASME B17.1, Keys and keyseats
ASME, Boiler and pressure vessel code, Section V, Nondestructive examination
ASME, Boiler and pressure vessel code, Section VIII, Pressure vessels
ASME, Boiler and pressure vessel code, Section IX, Welding and brazing qualifications
6)
AWS D1.1, Structural welding code — Steel
7)
DIN 910, Heavy-duty hexagon head screw plugs
8)
HI 1.3, Centrifugal pumps — Horizontal baseplate design
HI 1.6, Centrifugal pump test
HI 2.6, Vertical pump test
IEEE 841, Standard for petroleum and chemical industry — Severe duty totally enclosed fan-cooled (TEFC)
9)
squirrel cage induction motors — Up to and including 370 kW (500 hp)
MSS-SP-55, Quality standard for steel castings for valves, flanges and fittings and other piping
10)
components — Visual method for evaluation of surface irregularities
11)
NACE MR0175, Sulfide stress cracking resistant metallic materials for oilfield equipment item No. 21304
12)
NFPA 70, National electrical code handbook
13)
SSPC SP 6, Surface Preparation Specification
5) American Society of Mechanical Engineers, Three Park Avenue, New York, NY 10016-5990, États-Unis.
6) American Welding Society, 550 North LeJeune Road, Miami, FL 33136, États-Unis.
7) Deutsches Institut für Normung, Burggrafenstrasse 6, Berlin, Allemagne D-10787.
8) Hydraulics Institute, 9 Sylvan Way, Parsippany NJ, 07054, États-Unis.
9) Institute of Electrical & Electronics Engineers, 445 Hoes Lane, Piscataway, NJ 08855-1331.
10) Manufacturers Standardization Society of The Valve and Fittings Industry Inc., 127 Park Street N.E., Vienna,
VA 22180-4602, États-Unis.
11) National Association of Corrosion Engineers, 1440 South Creek Drive, Houston, TX 77084-4906, États-Unis.
12) National Fire Protection Association, 1 Batterymarch Park, Quincy, MA 02269-9101, États-Unis.
13) Society for Protective Coatings, 40 24th Street, 6th Floor, Pittsburgh, PA 15222-4643, États-Unis.
© ISO 2003 — Tous droits réservés 3
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ISO 13709:2003(F)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
à plan de joint axial
en deux parties avec le plan du joint principal parallèle à l'axe de l'arbre
3.2
pompe barrel
pompe horizontale à double-corps
3.3
fluide de barrage
fluide introduit à une pression supérieure à la pression du fluide de procédé à étancher, entre des garnitures
mécaniques d'étanchéité doubles sous pression pour isoler complètement le fluide pompé de l'environnement
3.4
point de rendement maximal
PRM
débit auquel une pompe atteint son rendement le plus élevé
3.5
fluide tampon
fluide, à une pression inférieure à la pression du fluide pompé à étancher, utilisé comme un lubrifiant ou
tampon entre des garnitures mécaniques d'étanchéité doubles (en tandem)
3.6
vitesse critique
vitesse de rotation de l'arbre à laquelle le système rotor/palier/support se trouve en état de résonance
3.7
vitesse critique, à sec
vitesse critique du rotor, calculée en prenant pour hypothèse que le fluide n'a aucune incidence, que le rotor
ne prend appui qu'au niveau de ses paliers et que les paliers ont une raideur infinie
3.8
vitesse critique, en régime humide
vitesse critique du rotor, calculée en tenant compte de l'appui et de l'amortissement supplémentaires offerts
par l'action du fluide pompé dans les jeux internes de fonctionnement, aux conditions de service et en tenant
compte de la souplesse et de l'amortissement des paliers
3.9
altitude du plan de référence
altitude à laquelle les valeurs de hauteur énergétique nette absolue à l'aspiration (NPSH) font référence
cf. hauteur énergétique nette absolue à l'aspiration (3.28)
3.10
double-corps
type de construction de pompe dans lequel le corps sous pression est séparé des éléments de pompage
contenus dans le corps
NOTE Des exemples d'éléments de pompage sont les boîtiers ou corps diffuseurs et les corps de volutes internes.
3.11
élément de la ligne de transmission
article du matériel utilisé en série pour entraîner la pompe
EXEMPLES Moteur électrique, engrenage, turbine, moteur thermique, transmission hydraulique et embrayage.
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ISO 13709:2003(F)
3.12
élément
faisceau
ensemble du rotor et des pièces internes fixes de la pompe centrifuge
3.13
élément de type cartouche
ensemble de toutes les pièces de la pompe à l'exception du corps
3.14
turbine hydraulique de récupération d'énergie
turbomachine conçue pour récupérer l'énergie d'un courant de fluide
3.15
palier hydrodynamique
palier utilisant les principes de lubrification hydrodynamique
3.16
vitesse maximale admissible
vitesse maximale à laquelle la conception du constructeur permettra un fonctionnement continu
3.17
température maximale admissible
température maximale continue pour laquelle le constructeur a conçu la pompe (ou toute partie à laquelle le
terme fait référence) lorsqu'elle véhicule le fluide spécifié à la pression de service maximale spécifiée
3.18
pression maximale admissible
PMA
pression maximale continue pour laquelle le constructeur a conçu la pompe (ou toute partie à laquelle le
terme fait référence) lorsqu'elle véhicule le fluide spécifié à la température de service maximale spécifiée
3.19
vitesse maximale continue
vitesse de rotation maximale à laquelle la pompe, à l'état neuf, est capable d'un service continu avec le fluide
spécifié dans toute condition de service spécifiée
3.20
pression maximale de refoulement
pression maximale d'aspiration spécifiée plus la pression différentielle maximale que la pompe est capable de
développer lorsqu'elle fonctionne avec la roue fournie à la vitesse nominale avec un fluide de la densité
relative (poids spécifique) normale spécifiée
3.21
pression dynamique maximale d'étanchéité
pression maximale prévue au niveau des joints d'étanchéité durant toute condition de service spécifiée et
durant la mise en marche et l'arrêt
3.22
pression statique maximale d'étanchéité
pression maximale, à l'exclusion des pressions rencontrées durant les essais hydrostatiques, à laquelle les
joints d'étanchéité peuvent être soumis lorsque la pompe est mise à l'arrêt
3.23
pression maximale d'aspiration
pression maximale d'aspiration à laquelle la pompe est soumise durant le fonctionnement
3.24
vitesse minimale admissible
vitesse minimale (en tours par minute) à laquelle la conception du fabricant permettra un fonctionnement continu
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ISO 13709:2003(F)
3.25
débit minimal continu stable
débit minimal auquel la pompe peut fonctionner sans dépasser les limites de vibrations imposées par la
présente Norme internationale
3.26
débit thermique minimal continu
débit minimal auquel la pompe peut fonctionner sans que son fonctionnement ne soit altéré par
l'augmentation de la température du liquide pompé
3.27
température minimale de calcul du métal
température moyenne minimale du métal (sur toute l'épaisseur) prévue en service, y compris les perturbations
du fonctionnement, l'auto-refroidissement et la température ambiante
3.28
hauteur énergétique nette absolue à l'aspiration
NPSH
hauteur énergétique totale absolue déterminée au niveau de la tubulure d'aspiration et rapportée à l'altitude
du plan de référence, moins la tension de vapeur du liquide
NOTE Elle est exprimée en mètres (feet, pieds) de hauteur du liquide pompé.
3.29
hauteur énergétique nette absolue à l'aspiration disponible
NPSHA
NPSH déterminée par l'acheteur pour le système de pompage, pour le débit nominal de liquide et à la
température normale de pompage
3.30
hauteur énergétique nette absolue à l'aspiration requise
NPSHR
NPSH produisant une perte de charge de 3 % (hauteur du premier étage d'une pompe multicellulaire)
déterminée par le vendeur par des essais avec de l'eau
3.31
diamètre nominal du tuyau
NPS
désignation, généralement suivie d'un numéro de désignation de diamètre, correspondant approximativement
au diamètre extérieur du tuyau, exprimé en inches
3.32
point normal de fonctionnement
point au niveau duquel la pompe doit fonctionner dans des conditions opératoires normales
3.33
pièce d'usure normale
pièce normalement remise en état ou remplacée à chaque révision de la pompe
EXEMPLES Bagues d'usure, douilles entre étages, dispositif d'équilibrage, douille d'étranglement, faces d'étanchéité,
paliers
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.