ISO 27509:2012

Petroleum and natural gas industries - Compact flanged connections with IX seal ring

ISO 27509:2012 specifies detailed manufacturing requirements for circular steel and nickel alloy compact flanged connections and associated seal rings, for designated pressures and temperatures in class designations CL 150 (PN 20) to CL 1500 (PN 260) for nominal sizes from DN 15 (NPS ½) to DN 1200 (NPS 48), and for CL 2500 (PN 420) for nominal sizes from DN 15 (NPS ½) to DN 600 (NPS 24). ISO 27509:2012 is applicable to welding neck flanges, blind flanges, paddle spacers and spacer blinds (paddle blanks), valve/equipment integral flanges, orifice spacers, reducing threaded flanges and rigid interfaces for use in process piping for the petroleum, petrochemical and natural gas industries. ISO 27509:2012 is applicable within a temperature range from -196 °C to +250 °C. ISO 27509:2012 is not applicable for external pressure.

Industries du pétrole et du gaz naturel — Raccordements à brides compactes avec bague d'étanchéité IX

L'ISO 27509:2012 spécifie en détail les exigences de fabrication des assemblages à brides circulaires compactes en alliage d'acier et de nickel, ainsi que des bagues d'étanchéité associées, pour les pressions et températures désignées dans les classes CL 150 (PN 20) à CL 1500 (PN 260) pour les dimensions nominales DN 15 (NPS ½) à DN 1200 (NPS 48), et CL 2500 (PN 420) pour les dimensions nominales DN 15 (NPS ½) à DN 600 (NPS 24). L'ISO 27509:2012 est applicable aux brides à collerette à souder bout à bout, aux brides pleines, aux entretoises creuses et aux obturateurs d'entretoise (tampons pleins), aux brides incorporées des robinetteries/équipements, aux entretoises à orifices, aux brides de réduction filetées et aux interfaces rigides des tuyauteries process utilisées dans les industries du pétrole, de la pétrochimie et du gaz naturel. L'ISO 27509:2012 est applicable dans une plage de températures comprises entre -196 °C et +250 °C. L'ISO 27509:2012 n'est pas applicable à la pression externe.

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 12-Dec-2012
• Withdrawal Date: 12-Dec-2012
• ICS: 23.040.60 - Flanges, couplings and joints
• Technical Committee: ISO/TC 67/SC 6 - Processing equipment and systems
• Drafting Committee: ISO/TC 67/SC 6/WG 5 - Piping systems
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Start Date: 07-Dec-2020
• Completion Date: 13-Dec-2025

Relations

• Consolidates: ISO 16329:2003 - Ships and marine technology - Heading control systems for high-speed craft
• Effective Date: 06-Jun-2022
• Revised: ISO 27509:2020 - Petroleum and natural gas industries - Compact flanged connections with IX seal ring
• Effective Date: 23-Apr-2020

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 27509
First edition
2012-12-15
Petroleum and natural gas industries —
Compact flanged connections with IX
seal ring
Industries du pétrole et du gaz naturel — Raccordements à brides
compactes avec bague d'étanchéité IX

Reference number
©
ISO 2012
©  ISO 2012
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 either ISO at the address below or
ISO's member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail [e-mail]
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2012 – All rights reserved

Contents Page
Foreword .v
Introduction.vi
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 Terms, definitions, symbols and abbreviated terms .2
3.1 Terms and definitions .2
3.2 Symbols.2
3.3 Abbreviated terms .4
4 Design.5
4.1 General .5
4.2 Design principles.5
4.3 Assembly requirements.6
4.4 Standard components.7
4.5 Units of measurements.8
4.6 Rounding.8
4.7 Compliance with piping design codes .8
4.8 Compliance to this International Standard.8
5 Designation .8
5.1 Designation of flanges.8
5.2 Designation of seal rings.9
6 Materials .9
6.1 General .9
6.2 Flange materials .9
6.3 Bolting materials .10
6.4 Seal ring materials.11
7 Strength, pressure/temperature ratings and leak tightness.11
7.1 General .11
7.2 Pressure/temperature ratings .12
7.3 Pressure testing and leak tightness.12
8 Dimensions of flanges .13
8.1 General .13
8.2 Weld neck (WN) dimensions .14
8.3 Blind flange (BL) dimensions.21
8.4 Integral flange (IF) dimensions .24
8.5 Rigid interface (RI) dimensions .31
8.6 Dimensions of paddle blanks (PB) and paddle spacers (PS) .34
8.7 Handle and lifting lugs.37
8.8 Dimensions of orifice spacers (OS).38
8.9 Dimensions of reducing threaded flanges (RTs) .39
8.10 Auxiliary connections .40
8.11 Flange tolerances .40
8.12 Surface finish.42
9 Marking of flanges.42
9.1 Flanges other than integral flanges.42
9.2 Manufacturer's name or trademark .43
9.3 Nominal size.43
9.4 Pressure class designation.43
9.5 Pipe dimensions .43
9.6 Material designation .43
9.7 Identification of internally threaded flanges .43
9.8 Material traceability .44
9.9 Marking examples.44
9.10 Stamping.44
10 Dimensions of seal rings .44
11 Inspection and testing of seal rings .48
12 Coating and colour coding .48
13 Marking of seal rings.48
14 Quality management systems.48
15 Bolt dimensions and masses .48
Annex A (normative) Pressure temperature ratings and shear capacity of seal rings.49
Annex B (informative) Integral flange angle selection .54
Annex C (informative) Quality management system .64
Annex D (normative) Bolt dimensions and masses .65
Annex E (informative) Handling, installation, assembly and repair of flanges.71
Annex F (informative) Mass of flanges.84
Annex G (informative) Metric bolting .95
Annex H (informative) Additional information on bibliographical references .97
Bibliography .98

iv © ISO 2012 – All rights reserved

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 27509 was prepared by Technical Committee ISO/TC 67, Materials, equipment and offshore structures
for petroleum, petrochemical and natural gas industries, Subcommittee SC 6, Processing equipment and
systems.
Introduction
[36]
This International Standard, which is based on NORSOK L-005 , has been developed to provide a standard
for compact flanged connections (CFCs) that constitutes an alternative to conventional flanges as specified in
ASME standards, European Standards and other International Standards, with reduced mass and smaller
overall dimensions, as well as increased reliability in leak tightness by means of its inherent design features
and make up procedures. CFCs can also provide an alternative to other types of clamp and hub type
mechanical connectors.
The use of load carrying sealing elements, traditionally referred to as "gaskets", does not comply with the
fundamental requirements of this International Standard.
This International Standard has been developed for use in process piping systems, which are designed
according to codes for pressure piping, e.g. ASME B31.3. See 4.7 for more details.
The flange designs have been selected to achieve a minimum safety factor of 2,0 when subjected to a design
pressure equal to ASME B16.5 pressure temperature ratings within the temperature limits of this International
Standard.
The main body of this International Standard contains all necessary information on how to manufacture and
supply flange and seal ring materials, such as
⎯ flange dimensions and material requirements;
⎯ seal ring dimensions and material requirements;
⎯ bolting dimensions and material requirements;
⎯ requirements to tolerances and surface finish;
⎯ requirements to designation and marking of finished products.
Normative annexes A and D cover the following topics:
⎯ structural capacity equations for flange assemblies;
⎯ bolt dimensions and masses.
Informative annexes B, C, E, F and G cover the following topics:
⎯ how to apply the flanges to special geometries of valves and equipment nozzles;
⎯ quality management;
⎯ installation and assembly instructions, and guidelines on how to repair damage and irregularities on
sealing surfaces;
⎯ masses of all standard components;
⎯ suitable dimensions of alternative metric bolting.
vi © ISO 2012 – All rights reserved

For the purposes of this International Standard, the following verbal forms apply:
⎯ "shall" indicates a requirement strictly to be followed in order to conform to this International Standard and
from which no deviation is permitted, unless accepted by all involved parties;
⎯ "should" indicates that among several possibilities one is recommended as particularly suitable, without
mentioning or excluding others, or that a certain course of action is preferred but not necessarily required;
⎯ "may" indicates a course of action permissible within the limits of this International Standard;
⎯ "can" is used for statements of possibility and capability, whether material, physical or casual.

INTERNATIONAL STANDARD ISO 27509:2012(E)

Petroleum and natural gas industries — Compact flanged
connections with IX seal ring
1 Scope
This International Standard specifies detailed manufacturing requirements for circular steel and nickel alloy
compact flanged connections and associated seal rings, for designated pressures and temperatures in class
designations CL 150 (PN 20) to CL 1500 (PN 260) for nominal sizes from DN 15 (NPS ½) to DN 1200
(NPS 48), and for CL 2500 (PN 420) for nominal sizes from DN 15 (NPS ½) to DN 600 (NPS 24).
NOTE NPS is in accordance with ASME B36.10M and ASME B36.19M.
This International Standard is applicable to welding neck flanges, blind flanges, paddle spacers and spacer
blinds (paddle blanks), valve/equipment integral flanges, orifice spacers, reducing threaded flanges and rigid
interfaces for use in process piping for the petroleum, petrochemical and natural gas industries.
This International Standard is applicable within a temperature range from −196 °C to +250 °C.
This International standard is not applicable for external pressure.
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 2768-1, General tolerances — Part 1: Tolerances for linear and angular dimensions without individual
tolerance indications
ISO 4288, Geometric Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Rules and
procedures for the assessment of surface texture
ISO 5167-1, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular cross-
section conduits running full — Part 1: General principles and requirements
ISO 5167-2:2003, Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices inserted in circular
cross-section conduits running full — Part 2: Orifice plates
ISO 14313, Petroleum and natural gas industries — Pipeline transportation systems — Pipeline valves
ISO 80000-1:2009, Quantities and units — Part 1: General
ASME B16.5, Pipe Flanges and Flanged Fittings: NPS 1/2 through NPS 24 Metric/Inch Standard
ASME B16.34, Valves — Flanged, Threaded and Welding End
ASME B1.20.1, Pipe Threads, General Purpose (Inch)
ASME B31.3, Process Piping
EN 1092-1, Flanges and their joints — Circular flanges for pipes, valves, fittings and accessories, PN
designated — Part 1: Steel flanges
EN 1779, Non-destructive testing — Leak testing — Criteria for method and technique selection
3 Terms, definitions, symbols and abbreviated terms
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1.1
class
CL
ASME pressure class in accordance with ASME B16.5 and ASME B16.34
3.1.2
compact flanged connection
CFC
non-gasketed bolted static pipe connection including two flanges and where the bolt loads are transferred
through metal to metal contact between the flange faces
3.1.3
gasket
barrier to prevent the passage of fluids, but which does transmit all loads between flanges
EXAMPLE As shown in EN 1591-1:2001, Figure 3.
3.1.4
purchaser
individual or organization that buys the pipe connection on behalf of the user and/or operator or for its own use
3.1.5
seal
component providing a barrier to prevent the passage of fluids, transmitting no significant loads between the
flanges
3.1.6
supplier
individual or organization that takes the responsibility for the supply of the pipe connection and its
conformance with this International Standard
3.2 Symbols
A outside diameter of neck
A maximum outer diameter to accommodate standard tools
max
A minimum neck outer diameter listed in Table 7 to Table 12
min
Area cross-sectional area of the neck/pipe calculated from t
015 015
Area cross-sectional area of a special flange neck geometry calculated from t
eqv eqv
B bore diameter, where the bore should not exceed the maximum listed bore in this International
Standard
B maximum listed bore diameter
max
2 © ISO 2012 – All rights reserved

B minimum bore diameter for which the face angles are valid
min
B1 minimum bore diameter for flange to be blinded
NOTE B1 is also the start diameter for blind and reducing threaded flange face angles.
BCD bolt circle diameter
d bolt size
B
d average diameter of neck end = (A+B)/2
p
DA1 internal diameter of groove
DA3 outer diameter of groove
DG4 seal ring seal diameter
DW1 inner recess diameter
DW2 outer recess diameter
DW3 outside diameter of flange
DW4 flange to neck fillet outer diameter
e radial distance between BCD and d
p
e (DW3 + DW2)/4 – BCD/2
B
e (DW3 + DW2)/4 –(A+B)/4
p
E1 depth of groove
E2 depth of recess
E3 depth of recess for gasket
F applied axial force
A
F bolt total plastic capacity (root area × number of bolts × yield strength)
cB
F flange axial load capacity without effect of bolt prying
f
F flange axial load capacity including the effect of bolt prying
fP
F end cap force calculated to seal ring seal diameter
end
F resulting force from external tension force F and external bending moment M
R A A
f flange material yield strength at temperature
y
HP1 thickness of PB, PS and OS
HW3 flange thickness
HW5, HT5 overall length
L bolt hole diameter
L1,L2,L3 bolt hole depths
M applied bending moment
A
n number of bolts
p internal pressure in N/mm
RA radius
RB radius
RC radius (maximum value tabulated)
RV1 neck to flange ring radius on integral flanges
t pipe wall thickness
t minimum neck thickness that can be used which is defined by the standard pipe outer diameter,
min
A, and maximum listed bore diameter, B .
max
t the maximum neck thickness that can be used which is defined by A and the minimum listed
max max
bore diameter
t the wall thickness giving the smallest possible face angle (0,15°)
t the wall thickness calculated from a special flange neck geometry
eqv
X half major ellipse axis
Y half minor ellipse axis
αA2 groove angle
αB1 flange face bevel angle
αB2 effective face angle/rear face bevel angle
ψ flange utilization ratio
3.3 Abbreviated terms
BL blind flange
CFC compact flanged connection
CL class
DN nominal pipe diameter (expressed in millimetres)
ID internal diameter
IF integral flange (as part of some other equipment or component)
IX special metallic seal ring applied in Clause 4
LB line blinds (including PS and PB)
NPS nominal pipe size (expressed in inches)
OD outer diameter
OS orifice spacer
PB paddle blank
PN nominal pressure (bar)
PS paddle spacer
PTFE polytetrafluoroethylene
RI rigid interface
4 © ISO 2012 – All rights reserved

RT reducing threaded flange
WN weld neck
4 Design
4.1 General
In order to be compliant with this International Standard, CFCs fulfil the minimum design requirements
outlined below.
⎯ They have been designed for face-to-face make-up for transfer of the bolt loading through the flange
faces.
⎯ They have been designed so that a static mode is maintained in the bolted joint up to 1,5 times the
specified pressure/temperature rating, see 7.2. Static mode is maintained as long as the difference
between maximum and minimum nominal stress sustained by the bolts in the joint does not exceed 5 %
of the minimum values specified in Table 3.
⎯ They have been standardized to cover as a minimum the same pressure temperature class designations
and sizes as can be found in ASME B16.5 with equal or better performance.
⎯ They have been standardized to fit with commonly used standards by the valve industry (e.g. ASME
B16.34, ISO 14313 and the EN 12516 series of parts), and other valve standards which make reference
to these standards for pressure design.
⎯ The weakest part of flanged connections according to this International Standard regarding fatigue failure
is always located somewhere in the transition from flange to pipe or flange to nozzle neck of an
equipment or valve. The bolted joint itself is never subjected to fatigue load if considerations to cycling
temperatures are taken when selecting bolt material, see 6.3.
4.2 Design principles
Figure 1 shows the design principles of compact flanges and its seal system according to this International
Standard.
The flange face includes a slightly convex bevel with the highest point, called the heel, adjacent to the bore
and a small outer wedge around the outer diameter of the flange. The assembly is made up by
tightening/tensioning the flange bolting which pulls the two connector halves together. The bevel angles have
been standardized for different and relevant adjoining pipe wall thicknesses for each welding neck flange of a
given size and pressure class.
For the IX seal ring, axial forces are exerted on the taper of the metal seal ring and translated into a radial
sealing force. Furthermore with increased pre-load, the bevel is closed and face to face contact is achieved at
the outer wedge while most of the bolt pre-load is transferred as compressive forces between the flange faces
at the heel, as illustrated in Figure 1. The arrows in the figure indicate the applied forces/pressure and the
contact forces after make-up and during normal operation.
The principle design of the flange face includes two independent seals. The first seal is created by application
of seal seating stress at the flange heel. However, an undamaged flange heel may not seal at any extreme
load condition, but the heel contact will be maintained for pressure values up to 1,5 times the flange pressure
rating at room temperature for any combination of WN flange and a corresponding pipe within given limits of
pipe wall thicknesses in tables of dimensions. This requirement is only applicable when the WN thickness
fulfils the code requirement for minimum pipe wall thickness for the actual material. The main seal is the IX
seal ring. The seal ring force is provided by the elastic stored energy in the stressed seal ring. Any heel
leakage will give internal pressure acting on the seal ring inside intensifying the sealing action.
The design aims at preventing exposure to oxygen and other corrosive agents in the way that adjoining
flanges remain in contact along their outer circumference for all allowable load levels. Thus, this prevents
corrosion of the flange faces, the stressed length of the bolts and the seal ring.
The back face of the flange in the made-up position is parallel to the flange face in order to prevent bending of
the bolts in the assembled condition.

a)  Before assembly b)  Completed assembly c)  Design loads
Key
1 Wedge 6 Weld neck flange
2 Stud 7 Bolt clamping force
3 Nut 8 Hydrostatic end force plus external loads
4 IX seal ring 9 Fluid pressure
5 Heel
Figure 1 — Design principles of standard compact flange assemblies
4.3 Assembly requirements
In order to comply with the design principles as described in 4.2 it is mandatory to assemble the flanged
connections to target bolt loads according to Table 1 below. For detailed advice on how to assemble compact
flanges, see Annex E.
NOTE Compact flange IX seal rings require sufficient flexibility to enable seal ring size entrance and removal. The
required spacing needs to be considered during piping design and layout to ensure necessary flexibility in the piping
systems.
6 © ISO 2012 – All rights reserved

Table 1 — Target residual preload for bolt materials used to assemble compact flanges to this
International Standard
Stud bolt size Target residual preload
in kN
½-UNC 44
⅝-UNC 71
¾-UNC 106
⅞-UNC 147
1-UNC 193
1 ⅛-8UN 255
1 ¼-8UN 325
1 ⅜-8UN 405
1 ½-8UN 492
1 ⅝-8UN 589
1 ¾-8UN 693
1 ⅞-8UN 807
2-8UN 929
2 ¼-8UN 1199
2 ½-8UN 1503
2 ¾-8UN 1667
3-8UN 2004
3 ¼-8UN 2373
3 ½-8UN 2773
3 ¾-8UN 3204
4-8UN 3666
4.4 Standard components
The types of flanges covered by this International Standard are given in Table 2.
Table 2 — Types of flanges and accepted raw material forms for manufacture
Type Description Raw material product forms
WN Weld neck flange Forged to shape
BL Blind flange Plate or forged to shape
IF Forging, forged bar (maximum DN 50) or casting
Integral flange as part of some other equipment or
component
RI Rigid interface as part of some other equipment or Plate, forging or casting
component
PB Paddle blank Plate or forged to shape
PS Paddle spacer Plate or forged to shape
OS Orifice spacer Plate or forged to shape
RT Reducing threaded flange Plate or forged to shape
4.5 Units of measurements
In this International Standard, data are expressed in both SI units and USC units. For a specific order item,
unless otherwise stated, only one system of units shall be used, without combining data expressed in the
other system.
For data expressed in SI units, a comma is used as the decimal separator and a space is used as the
thousands separator. For data expressed in USC units, a dot (on the line) is used as the decimal separator
and a comma is used as the thousands separator.
4.6 Rounding
Except as otherwise required by this International Standard, to determine conformance with the specified
requirements, observed or calculated values shall be rounded to the nearest unit in the last right-hand place of
figures used in expressing the limiting value, in accordance with the rounding method of ISO 80000-1:2009,
Annex B, Rule A.
4.7 Compliance with piping design codes
Although not listed as a component standard in ASME B31.3, all components contained in this International
Standard fulfil the requirements for unlisted piping components in paragraph 302.2.3 in ASME B31.3. This is
based on full compliance with paragraph 304.7.2 (a), (b), (c) and (d):
a) The service experience requirement is fulfilled because this type of CFC has been widely used in the
North Sea since 1990. The service experience covers the complete size range covered by this
International Standard.
b) The experimental stress analysis requirements is fulfilled since a number of tests on strain gauged test
specimens have been run over the years. Reference is made to References [40] to [43], [50], [51] and [52].
c) The proof test requirements are fulfilled since a number of pressure tests have been performed over the
years. In addition to tests referenced under (b), reference is made to References [38], [44] and [45].
d) Compact flanged connections to this International Standard were originally developed and designed using
the design by analysis method to pre 2007 issue of ASME VIII div.2, appendix 4 and appendix 6. Specific
requirements may apply to components designed by analysis, depending on the applied piping design
code. Such requirements normally include impact testing at a defined temperature relative to the
minimum design temperature and a specified extent of non-destructive testing.
4.8 Compliance to this International Standard
The manufacturer shall be responsible for complying with all of the applicable requirements of this
International Standard. It shall be permissible for the purchaser to make any investigation necessary in order
to be assured of compliance by the manufacturer and to reject any material that does not comply.
5 Designation
5.1 Designation of flanges
The following shall designate the flanges in accordance with EN 1092-1:
⎯ flange type abbreviation according to Table 2;
⎯ number of this International Standard;
⎯ nominal flange size (DN);
8 © ISO 2012 – All rights reserved

⎯ pressure class designation;
⎯ pipe dimensions:
⎯ for standard pipes, the wall thickness in mm to one decimal accuracy;
⎯ for non-standard pipes, the pipe bore and wall thickness.
⎯ material designation.
The designation elements shall be separated by a slash. The number of characters is not fixed.
Examples of designation are given below:
EXAMPLE 1 Designation of WN flange in CL 600, nominal size DN 250 with pipe schedule 40S, i.e. 9,3 mm wall
thickness and material ASTM A182F51 (duplex):
WN/ISO 27509/DN250/CL600/9.3/A182F51
EXAMPLE 2 For designation of a BL flange in CL 2500, nominal size DN 200 and with material ASTM A516 Grade 70
(low temperature carbon steel):
BL/ISO 27509/DN200/CL2500/A516Grade70
EXAMPLE 3 Designation of an RT flange in CL900, nominal size DN 25, threaded outlet specified (0,5 inch NPT is
default, see 8.9), and with material ASTM A182F316 (stainless steel):
RT/ISO 27509/DN25/CL900/0,5”NPT/A182F316
5.2 Designation of seal rings
The IX seal ring shall be designated as described below:
⎯ number of this International Standard;
⎯ type - and ring size - IX and the appropriate DN;
⎯ material designation.
The designation elements shall be separated by “/” (slash). The number of characters is not fixed.
EXAMPLE Designation of an IX seal ring for DN 250 and material ASTM A182F51 (Duplex):
ISO 27509/IX250/A182F51
6 Materials
6.1 General
Criteria for the selection of materials suitable for a particular fluid service are not part of this International
Standard.
6.2 Flange materials
Flanges covered by this International Standard shall be made from base material product forms as listed in
Table 2. The standardized bevel angle as described in 4.2 is applicable for steel and nickel alloys, which are
covered in this International Standard.
It is assumed that the flange material has a Young's modulus in the range 190 000 MPa to 210 000 MPa at
room temperature. Minimum specified yield strength for flanges to this International Standard is 205 MPa at
room temperature.
The elliptical transition between flange ring and flange neck of WN flanges, and the corresponding crotch
transition of IF flanges shall be subject to 100 % surface examination irrespective of flange material.
Examination method and acceptance criteria shall be according to standards referenced in the applied Piping
Design Code.
Cast flanges shall be non-destructive tested to comply with casting factor used in calculations to determine
performance. In general cast flanges used as IF should be examined by 100 % surface and volumetric control
in order to obtain a casting factor of 1,0, and thus obtaining the minimum pressure and temperature ratings
stated in Clause 7. Examination and acceptance criteria shall be agreed between purchaser and manufacturer,
but sealing surfaces shall satisfy requirements in 8.12.
Test samples for certification testing required by the material standard, shall be taken from the flange ring
transverse to the dominant grain flow direction, or alternatively in both axial (weld neck) and tangential (flange
ring) direction relative to internal bore.
No repair welding is accepted in the elliptical transition for the WN flange (see Figure 2) as well as in the
crotch radius for the IF (see Figure 4) manufactured in line with this International Standard.
6.3 Bolting materials
The minimum bolt yield strength at temperature shall be in accordance with Table 3. Linear interpolation can
be used to calculate minimum yield strength for intermediate temperatures.
Table 3 — Minimum bolt yield strength as function of maximum design temperature, T
des
Bolt T ≤ 20 °C T = 50 °C T = 100 °C T = 150 °C T = 200 °C T = 250°C
des des des des des des
nominal
diameter, d
B
d ≤ 2 ½” 725 MPa 713 MPa 672 MPa 648 MPa 632 MPa 613 MPa
2 ½” < d ≤ 4” 655 MPa 645 MPa 607 MPa 586 MPa 569 MPa 555 MPa
Bolt pre-load requirements described in Table 1 are based upon these requirements and so are the flange
face angles and groove dimensional details.
Nuts shall have sufficient strength to carry 100 % of the bolt capacity defined by the specified minimum yield
strength as listed above, and the thread stress area, see NOTE. Thread tolerances shall be considered in the
nut strength evaluation.
NOTE Nuts to ISO 898-2 should not be used in order to reduce the risk of nut thread stripping.
Imperial or metric standard bolts threaded at both ends or full length may be used. Hex nuts with a minimum
height equal to one nominal bolt diameter shall be used. The choice of bolt thread standard may affect
assembly and bolt preloading procedures. Annex E is based on imperial bolting dimensions, while Annex G
describes which metric bolts to choose for replacing the listed imperial bolts.
The effects of differential thermal expansion and bolt relaxation could affect the functionality of the joint up to
loss of preload. Care shall be taken by selecting an appropriate bolt material for the above effects. Within the
maximum temperature limits of this International Standard, it is acceptable to use low alloy steel bolting in
combination with austenitic stainless steel flange materials. In such applications, washers shall be applied
under the nuts in order to avoid indenting the nut into the flange which would cause loss of pre-load.
Washers shall be in same or equivalent grade of material as the nuts and should be through hardened.
10 © ISO 2012 – All rights reserved

Relaxation is not regarded to be of any importance for this flange standard since the maximum design
temperature is 250 °C. A margin of 5 % points was used on bolt pre-load when documenting the flange
standard to the functionality requirements in Clause 4, meaning the FEAs were performed with 70 % bolt yield
as pre-load over the 75 % specified as target residual pre-load in Table 1. The 5 % point reduction was
applied to account for uncertainties in pre-loading procedures and any long term relaxation.
6.4 Seal ring materials
Typical minimum yield stress and ultimate tensile stress for the seal ring material shall at maximum design
temperature be 300 MPa and 360 MPa, respectively, in order to allow for reasonably elastic spring-back.
The user is responsible for selecting a seal ring material which is suitable for the service medium and the
design temperature conditions.
There is no requirement for Charpy impact testing of seal ring materials.
Seal rings shall be made of forged or worked material. For in service use, Table 4 gives a guideline for seal
ring selection and temperature limitations.
Table 4 — Seal ring selection
Flange material Service temperature Seal ring material
Typical manufacturing
standard
(Fine grained) carbon steel -50 °C to +250 °C Carbon steel or low alloy ASTM A788 or equivalent
steels, e.g. CS360LT or
AISI 4140
Stainless steel -50 °C to +250 °C 22Cr Duplex ASTM A182 or equivalent
Stainless steel -50 °C to +250 °C 17/4-PH ASTM A705 or equivalent
Austenitic stainless steel -196 °C to +250 °C Nickel alloys such as Alloy ASTM B564 or equivalent
and nickel alloys 625 or similar
NOTE 1 For testing purposes at ambient temperature, a carbon steel ring can be used for all flange materials.
NOTE 2 Listed seal ring materials might be less resistant to corrosion than the stainless steel of the flanges, and this
is justified by the low probability of corrosion due to the stressed contact between heel areas of the mating flanges, and
due to the seal at the outer circumference of the flanges preventing ingress of moisture and water.
NOTE 3 See Clause 12 for coating and colour coding.
7 Strength, pressure/temperature ratings and leak tightness
7.1 General
CFCs according to this standard have a level of structural safety that is comparable to that of the connecting
pipe. CFCs in general shall be designed against the following possible modes of failure, as appropriate:
⎯ gross plastic deformation (excessive yielding);
⎯ leak tightness;
⎯ fatigue failure.
Furthermore, considerations shall be given to maximum and minimum assembly bolt preload and possible
loss of bolt preload during operation due to combination of minimum assembly bolt load, pressure, external
loads and thermal effects. Minimum assembly bolt load shall be determined based on assessment of accuracy
of bolt preload method, short-term and long-term bolt relaxation.
Stresses resulting from bolt pre-loading shall be regarded as displacement stresses as defined in paragraph
319.2.3 of ASME B31.3, during testing and operation.
7.2 Pressure/temperature ratings
Flanges covered by this International Standard have been designated as one of the given classes in Table 5.
Table 5 — Pressure class designation and ASME rating ceiling values at room temperature
to ASME B16.5, Table A-1 and Table A-2
ASME pressure rating
Class Nominal
Pressure class ceiling values, see
abbreviation pressure
NOTE
psig barg
Class 150 CL 150 PN 20 290 20,0
Class 300 CL 300 PN 50 750 51,7
Class 600 CL 600 PN 110 1 500 103,4
Class 900 CL 900 PN 150 2 250 155,1
Class 1500 CL 1500 PN 260 3 750 258,6
Class 2500 CL 2500 PN 420 6 250 430,9
NOTE These values are applicable at room temperature, and are for information only.
Flanged connections covered by a class in this International Standard will exceed the maximum rating of the
corresponding ASME B16.5 class and material within the temperature range as defined by this International
Standard. This corresponds to a utilization ratio of 0,5 according to Annex A, which gives a method for
determining the external load capacity for flanged connections.
For integral cast flanges also some design codes use the concept of “casting factors”. The yield strength
should in such cases be multiplied by the relevant casting factor before used in the capacity equations
(see 6.1).
Nominal design stress for bolts shall be determined by the same rule as used for nominal design stress of
flanges and shells, e.g. same safety factor on yield stress. Bolt materials shall be selected with due
consideration to creep and relaxation.
7.3 Pressure testing and leak tightness
Flanges are generally not required to be pressure tested until they are part of a piping system or pressure
equipment, which shall be tested according to design codes and regulations for such pressure equipment and
piping. However, orifice spacers contained in this standard, should undergo a hydrostatic pressure test before
installation in order to verify appropriate quality of welded pressure tappings; see 8.8.
Flanged connections and flanged fittings may be subjected to system hydrostatic tests at a pressure of 1.5
times the 38 °C (100 °F) rating rounded off to the next higher 1 bar (25 psi) increment. Testing at any higher
pressure is the responsibility of the user, taking into account the requirements of the applicable code or
regulation.
The maximum leakage for correctly assembled connections may be specified by the supplier according to
EN 1779, and shall be expressed as leakage rate in units of gas throughput (Pa x m /s) for a specific gas, i.e.
helium at room temperature and at max working pressure conditions. The circumferential length for this
leakage shall also be specified. It is the responsibility of the supplier to verify that this leakage is not exceeded
for the specified design conditions.
Default testing method shall be according to EN 1779. The purchaser may specify other test methods.
12 © ISO 2012 – All rights reserved

8 Dimensions of flanges
8.1 General
A summary of the DNs applicable to each rating class is given in Table 6.
All bolt holes shall be equally spaced on the bolt circle diameter. Bolt holes on integral flanges shall straddle
the horizontal or vertical lines (see Figure F.6).
Dimensions for all flange types according to this International Standard can be found in Table 7 to Table 27.
Dimensional tolerances can be found in Table 28.
Table 6 — Overview of sizes and rating class (CL)
DN NPS CL 150 CL 300 CL 600 CL 900 CL 1500 CL 2500
15 ½ − −
Equal Equal Equal
20 ¾ − −
to  to to
a a a
25 1 − −
CL 2500 CL 2500 CL 2500
40 1 ½ − −
50 2 − Equal to Equal to − −
Equal to
a a
a
CL1500 CL1500
CL 300
65 2 ½ − − −
80 3 − Equal − −
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 27509
Première édition
2012-12-15
Industries du pétrole et du gaz naturel —
Raccordements à brides compactes avec
bague d'étanchéité IX
Petroleum and natural gas industries — Compact flanged connections
with IX seal ring
Numéro de référence
©
ISO 2012
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT

©  ISO 2012
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'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56  CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail [e-mail]
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos . v
Introduction . vi
1  Domaine d'application . 1
2  Références normatives . 1
3  Termes, définitions, symboles et abréviations . 2
3.1  Termes et définitions . 2
3.2  Symboles . 2
3.3  Abréviations . 4
4  Conception . 5
4.1  Généralités . 5
4.2  Principes de conception . 6
4.3  Exigences d'assemblage . 7
4.4  Composants normalisés . 8
4.5  Unités de mesure . 9
4.6  Arrondi . 9
4.7  Conformité aux codes de conception des tuyauteries . 9
4.8  Conformité à la présente Norme internationale . 9
5  Désignation . 9
5.1  Désignation des brides . 9
5.2  Désignation des bagues d'étanchéité . 10
6  Matériaux . 10
6.1  Généralités . 10
6.2  Matériaux des brides . 11
6.3  Matériaux de boulonnerie . 11
6.4  Matériaux des bagues d'étanchéité . 12
7  Résistance, relations pression/température et étanchéité . 13
7.1  Généralités . 13
7.2  Relations pression/température . 13
7.3  Essais sous pression et étanchéité . 14
8  Dimensions des brides . 14
8.1  Généralités . 14
8.2  Dimensions des collerettes à souder bout à bout (WN) . 16
8.3  Dimensions des brides pleines (BL) . 23
8.4  Dimensions des brides incorporées (IF) . 26
8.5  Dimensions des interfaces rigides (RI) . 33
8.6  Dimensions des brides à tampon plein (PB) et à entretoise creuse (PS) . 36
8.7  Poignées et oreilles de levage . 39
8.8  Dimensions des entretoises à orifices (OS) . 40
8.9  Dimensions des brides de réduction filetées (RT) . 41
8.10  Raccordements auxiliaires . 42
8.11  Tolérances des brides . 43
8.12  Finition . 44
9  Marquage des brides . 45
9.1  Brides autres que les brides incorporées . 45
9.2  Nom ou marque commerciale du fabricant . 45
9.3  Dimension nominale . 45
9.4  Désignation de la classe de pression . 46
9.5  Dimensions des tubes .46
9.6  Désignation du matériau .46
9.7  Identification des brides à filetage interne .46
9.8  Traçabilité du matériau .46
9.9  Exemples de marquage .46
9.10  Poinçonnage .47
10  Dimensions des bagues d'étanchéité .47
11  Inspection et essais des bagues d'étanchéité .50
12  Revêtement et code couleur .51
13  Marquage des bagues d'étanchéité .51
14  Systèmes de management de la qualité .51
15  Dimensions et masses des boulons .51
Annexe A (normative) Relations pression-température et capacité de cisaillement des bagues
d'étanchéité .52
Annexe B (informative) Sélection d'angle pour les brides incorporées .57
Annexe C (informative) Système de management de la qualité .67
Annexe D (normative) Dimensions et masses des boulons .68
Annexe E (informative) Manutention, installation, assemblage et réparation des brides .74
Annexe F (informative) Masse des brides.87
Annexe G (informative) Boulonnerie métrique .97
Annexe H (informative) Informations supplémentaires concernant les références
bibliographiques .99
Bibliographie . 101

iv © ISO 2012 – Tous droits réservés

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 27509 a été élaborée par 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.
Introduction
[36]
Fondée sur NORSOK L-005 , la présente Norme internationale a été développée pour fournir une norme sur
les assemblages à brides compactes (CFC) qui, étant donné leurs masses et dimensions réduites, peuvent
être utilisées à la place des brides classiques spécifiées dans les normes ASME, européennes et
internationales. Les caractéristiques de conception inhérentes et les modes opératoires de vissage
accroissent la fiabilité des assemblages et garantissent l'étanchéité. Les CFC peuvent également constituer
une alternative à d'autres types de connecteurs mécaniques à collerette et collier.
L'utilisation d'éléments d'étanchéité porteurs de charge, traditionnellement appelés «joints», n'est pas
conforme aux exigences fondamentales de la présente Norme internationale.
La présente Norme internationale a été développée pour les réseaux de tuyauteries process conçus
conformément à des codes de conception des tuyauteries sous pression (par exemple ASME B31.3). Voir 4.7
pour obtenir plus de détails.
Les modèles de brides ont été choisis de manière à obtenir un coefficient de sécurité minimal de 2,0 lorsqu'ils
sont soumis à une pression de calcul égale aux relations pression/température de l'ASME B16.5 dans les
limites de température de la présente Norme internationale.
Le corps principal de la présente Norme internationale contient toutes les informations requises pour la
fabrication et la fourniture des matériaux des brides et des bagues d'étanchéité, telles que
 les dimensions et les exigences relatives aux matériaux des brides,
 les dimensions et les exigences relatives aux matériaux des bagues d'étanchéité,
 les dimensions et les exigences relatives aux matériaux de la boulonnerie,
 les exigences de tolérances et de finition,
 les exigences de désignation et de marquage des produits finis.
Les Annexes normatives A et D couvrent les sujets suivants:
 les équations de capacité structurelle des assemblages à brides;
 les dimensions et les masses des boulons.
Les annexes informatives B, C, E, F et G traitent des sujets suivants:
 la méthode préconisée pour appliquer les brides sur des robinetteries et des tubulures d'équipements à
géométrie spéciale;
 le management de la qualité;
 les instructions d'installation et d'assemblage, ainsi que les lignes directrices pour la réparation des
dommages et des irrégularités au niveau des surfaces d'étanchéité;
 les masses de tous les composants normalisés;
 les dimensions appropriées de la boulonnerie métrique alternative.
vi © ISO 2012 – Tous droits réservés

Pour les besoins de la présente Norme internationale, les formes verbales suivantes s’appliquent:
 «devoir» indique une exigence à suivre rigoureusement pour se conformer à la présente Norme
internationale et pour laquelle aucun écart n'est permis sans l'accord des parties concernées;
 «il convient de» indique que parmi plusieurs possibilités, l'une d'entre elles est particulièrement
recommandée, sans mentionner ni exclure les autres, ou qu'un mode d'action spécifique est préféré mais
pas nécessairement requis;
 «être permis» indique qu'un mode d'action est admissible dans les limites de la présente Norme
internationale;
 «pouvoir» indique une possibilité et une capacité matérielles, physiques ou occasionnelles.

NORME INTERNATIONALE ISO 27509:2012(F)

Industries du pétrole et du gaz naturel — Raccordements à
brides compactes avec bague d'étanchéité IX
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie en détail les exigences de fabrication des assemblages à brides
circulaires compactes en alliage d'acier et de nickel, ainsi que des bagues d'étanchéité associées, pour les
pressions et températures désignées dans les classes CL 150 (PN 20) à CL 1500 (PN 260) pour les
dimensions nominales DN 15 (NPS ½) à DN 1200 (NPS 48), et CL 2500 (PN 420) pour les dimensions
nominales DN 15 (NPS ½) à DN 600 (NPS 24).
NOTE La désignation NPS est conforme à l'ASME B36.10M et l'ASME B36.19M.
La présente Norme internationale est applicable aux brides à collerette à souder bout à bout, aux brides
pleines, aux entretoises creuses et aux obturateurs d'entretoise (tampons pleins), aux brides incorporées des
robinetteries/équipements, aux entretoises à orifices, aux brides de réduction filetées et aux interfaces rigides
des tuyauteries process utilisées dans les industries du pétrole, de la pétrochimie et du gaz naturel.
La présente Norme internationale est applicable dans une plage de températures comprises entre –196 °C et
+250 °C.
La présente Norme internationale n'est pas applicable à la pression externe.
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 2768-1, Tolérances générales — Partie 1: Tolérances pour dimensions linéaires et angulaires non
affectées de tolérances individuelles
ISO 4288, Spécification géométrique des produits (GPS) — État de surface: Méthode du profil — Règles et
procédures pour l’évaluation de l’état de surface
ISO 5167-1, Mesure de débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes insérés dans des conduites en
charge de section circulaire — Partie 1: Principes généraux et exigences générales
ISO 5167-2:2003, Mesure de débit des fluides au moyen d'appareils déprimogènes insérés dans des
conduites en charge de section circulaire — Partie 2: Diaphragmes
ISO 14313, Industries du pétrole et du gaz naturel — Systèmes de transport par conduites — Robinets de
conduites
ISO 80000-1:2009, Grandeurs et unités — Partie 1: Généralités
ASME B16.5, Pipe Flanges and Flanged Fittings: NPS 1/2 through NPS 24 Metric/Inch Standard
ASME B16.34, Valves — Flanged, Threaded and Welding End
ASME B1.20.1, Pipe Threads, General Purpose (Inch)
ASME B31.3, Process Piping
EN 1092-1:2001, Brides et leurs assemblages — Brides circulaires pour tubes, appareils de robinetterie,
raccords et accessoires, désignées PN — Partie 1: Brides en acier
EN 1779, Essais non destructifs — Contrôle d'étanchéité — Critères de choix de la méthode et de la
technique
3 Termes, définitions, symboles et abréviations
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1.1
classe
CL
classe de pression ASME conforme à l'ASME B16.5 et l'ASME B16.34
3.1.2
assemblage à brides compactes
CFC
raccordement sans joints de tubes statiques au moyen de deux brides boulonnées, les charges des boulons
étant transmises entre les faces de brides par contact de métal à métal
3.1.3
joint
barrière destinée à empêcher le passage des fluides tout en transmettant la totalité des charges entre les
brides
EXEMPLE Voir l'EN 1591-1:2001, Figure 3.
3.1.4
acheteur
personne ou organisation qui achète l'assemblage de tubes au nom de l'utilisateur et/ou de l'exploitant, ou
pour son propre compte
3.1.5
garniture d'étanchéité
composant créant une barrière destinée à empêcher le passage des fluides et ne transmettant aucune charge
significative entre les brides
3.1.6
fournisseur
personne ou organisation en charge de la fourniture de l'assemblage de tubes et de sa conformité à la
présente Norme internationale
3.2 Symboles
A = diamètre extérieur de la collerette
A = diamètre extérieur maximal permettant l'utilisation d'outils usuels
max
A = diamètre extérieur minimal indiqué dans les Tableaux 7 à 12
min
2 © ISO 2012 – Tous droits réservés

Area = aire de section de la collerette/du tube, calculée à partir de t
015 015
Area = aire de section d'une collerette de bride à géométrie spéciale, calculée à partir de t
eqv eqv
B = diamètre d'alésage (il convient qu'il ne dépasse pas l'alésage maximal spécifié dans la
présente Norme internationale)
B = diamètre d'alésage maximal spécifié
max
B = diamètre d'alésage minimal pour lequel les angles de face sont valides
min
B1 = diamètre d'alésage minimal pour la bride à obturer
NOTE B1 correspond également au diamètre de départ pour l'angle de face de l'obturateur et de la bride de
réduction filetée.
BCD = diamètre du cercle de perçage
d = dimension du boulon
B
d = diamètre moyen de l'extrémité de collerette = (A+B)/2
p
DA1 = diamètre intérieur de la rainure
DA3 = diamètre extérieur de la rainure
DG4 = diamètre de garniture de la bague d'étanchéité
DW1 = diamètre intérieur du creux
DW2 = diamètre extérieur du creux
DW3 = diamètre extérieur de la bride
DW4 = diamètre extérieur du congé entre la bride et la collerette
e = distance radiale entre BCD et d
p
e = (DW3 + DW2)/4 – BCD/2
B
e = (DW3 + DW2)/4 –(A+B)/4
p
E1 = profondeur de la rainure
E2 = profondeur du creux
E3 = profondeur du creux pour la garniture
F = force axiale appliquée
A
F = capacité de déformation plastique totale des boulons (aire de section à fond de filet  nombre
cB
de boulons  limite d'élasticité)
F = capacité de charge axiale de la bride sans effet de levier des boulons
f
F = capacité de charge axiale de la bride avec effet de levier des boulons
fP
F = force des bouchons d'extrémité, calculée par rapport au diamètre de garniture de la bague
end
d'étanchéité
F = force résultant de la tension externe FA et du moment de flexion externe MA
R
f = limite élastique du matériau de bride à température spécifique
y
HP1 = épaisseur de PB, PS et OS
HW3 = épaisseur de la bride
HW5, HT5 = longueur totale
L = diamètre du trou de passage de boulon
L1, L2, L3 = profondeurs de trou de passage de boulon
MA = moment de flexion appliqué
n = nombre de boulons
p = pression interne en N/mm
RA = rayon
RB = rayon
RC = rayon (valeur maximale indiquée dans le tableau)
RV1 = rayon entre la collerette et la bague sur les brides incorporées
t = épaisseur de paroi du tube
t = épaisseur minimale utilisable de la collerette, définie par le diamètre extérieur normalisé du
min
tube, A, et le diamètre d'alésage maximal spécifié, B
max
t = épaisseur maximale utilisable de la collerette, définie par Amax et le diamètre d'alésage
max
minimale spécifié
t = épaisseur de paroi indiquant le plus petit angle de face possible (0,15°)
t = épaisseur de paroi calculée à partir d'une géométrie spéciale de collerette de bride
eqv
X = demi-grand axe d'ellipse
Y = demi-petit axe d'ellipse
A2 = angle de rainure
B1 = angle de chanfrein de la face de bride
B2 = angle de face effectif/angle de chanfrein de face arrière
 = taux d'utilisation de bride
3.3 Abréviations
BL Bride pleine
CFC Assemblage à brides compactes
4 © ISO 2012 – Tous droits réservés

CL Classe
DN Diamètre nominal du tube (exprimé en millimètres)
ID Diamètre intérieur
IF Bride incorporée (faisant partie intégrante d'un autre équipement ou composant)
IX Bague d'étanchéité métallique spéciale (voir Article 4)
LB Obturateur amovible (PS et PB inclus)
NPS Dimension nominale du tube (exprimé en inches)
OD Diamètre extérieur
OS Entretoise à orifice
PB Tampon plein
PN Pression nominale (bar)
PS Entretoise creuse
PTFE Polytétrafluoroéthylène
RI Interface rigide
RT Bride de réduction filetée
WN Collerette à souder bout à bout
4 Conception
4.1 Généralités
Pour être conformes à la présente Norme internationale, les CFC doivent satisfaire aux exigences minimales
de conception suivantes.
 Ils ont été conçus pour un vissage face contre face afin de transférer les charges des boulons via les
faces de brides.
 Ils ont été conçus pour maintenir un mode statique de l'assemblage boulonné jusqu'à 1,5 fois la relation
de pression/température spécifiée (voir 7.2). Le mode statique est maintenu tant que la différence entre
les charges nominales maximale et minimale supportées par les boulons de l'assemblage ne dépasse
pas 5 % des valeurs minimales spécifiées dans le Tableau 3.
 Ils ont été normalisés afin de couvrir au minimum les mêmes dimensions et désignations de classes de
pression-température que celles de l'ASME B16.5 en offrant des performances identiques ou supérieures.
 Ils ont été normalisés de manière cohérente par rapport aux normes couramment utilisées par l'industrie
de la robinetterie (par exemple l'ASME B16.34, l'ISO 14313 et les parties de la série EN 12516) ainsi qu'à
d'autres normes de robinetterie qui se réfèrent à ces normes pour les calculs de pression.
 La partie des assemblages à brides conformes à la présente Norme internationale la plus faible en
termes de rupture de fatigue est toujours située au niveau de la transition entre la bride et le tube, ou
entre la bride et le collet de tubulure d'un équipement ou d'une robinetterie. L'assemblage boulonné
lui-même n'est jamais soumis à une charge de fatigue si le cycle de températures est pris en compte au
moment du choix du matériau (voir 6.3).
4.2 Principes de conception
La Figure 1 indique les principes de conception des brides compactes et de leur système d'étanchéité
conformément à la présente Norme internationale.
La face de bride comporte un chanfrein légèrement convexe dont le point le plus haut, appelé «talon», est
adjacent à l'alésage, ainsi qu'un petit coin extérieur autour du diamètre extérieur de la bride. L'assemblage est
réalisé par serrage/mise sous tension de la boulonnerie de la bride qui tire conjointement les deux demis
connecteurs. Les angles des chanfreins ont été normalisés pour différentes épaisseurs appropriées de paroi
de tubes adjacents, pour chaque bride à collerette à souder ayant une dimension et une classe de pression
données.
Pour la bague d'étanchéité IX, les forces axiales sont exercées sur le cône de la bague métallique et
converties en force d'étanchéité radiale. L'augmentation de la précharge engendre également la fermeture du
chanfrein et un contact entre faces au niveau du coin extérieur, alors que la majorité de la précharge des
boulons est transférée sous forme de forces de compression entre les faces des brides au niveau du talon, tel
que représenté sur la Figure 1. Les flèches de la figure indiquent les forces/pressions appliquées et les forces
de contact après le vissage et en fonctionnement normal.
La conception théorique de la face de bride inclut deux garnitures indépendantes. La première garniture est
créée par la contrainte de placement de la garniture appliquée sur le talon de bride. Cependant, un talon de
bride intact peut ne pas réaliser l'étanchéité dans une condition de charge extrême, bien que le contact avec
le talon soit maintenu pour des valeurs de pression allant jusqu'à 1,5 fois la classe de pression de bride à
température ambiante, pour toute combinaison de bride WN et d'un tube correspondant dans les limites
d'épaisseurs de paroi de tube indiquées dans les tableaux de dimensions. Cette exigence est uniquement
applicable lorsque l'épaisseur WN satisfait à l'exigence du code pour l'épaisseur de paroi minimale du
matériau retenu. La garniture principale est la bague d'étanchéité IX. La force de cette bague est produite par
l'énergie élastique emmagasinée dans la bague sous contrainte. Toute fuite du talon engendrera une pression
interne agissant sur l'intérieur de la bague, en renforçant ainsi l'étanchéité.
La conception vise à empêcher l'exposition à l'oxygène et aux autres agents corrosifs en garantissant un
contact continu sur la circonférence extérieure des brides adjacentes pour tous les niveaux de charges
admissibles. La corrosion est ainsi empêchée sur les faces des brides ainsi que sur la longueur sous
contrainte des boulons et de la bague d'étanchéité.
La face arrière de la bride en position vissée est parallèle à la face de bride afin d'empêcher une flexion des
boulons à l'état assemblé.
6 © ISO 2012 – Tous droits réservés

a)  Avant assemblage b)  Après assemblage c)  Charges théoriques
Légende
1 coin 6 bride à collerette à souder bout à bout
2 tige filetée 7 force de serrage du boulon
3 écrou 8 force hydrostatique d'extrémité plus charges externes
4 bague d'étanchéité IX 9 pression du fluide
5 talon
Figure 1 — Principes de conception des assemblages normalisés à brides compactes
4.3 Exigences d'assemblage
Pour satisfaire aux principes de conception décrits en 4.2, il faut obligatoirement assembler les raccordements
à brides conformément aux charges de boulonnerie ciblées dans le Tableau 1. L'Annexe E fournit des
conseils détaillés pour l'assemblage des brides compactes.
NOTE Les bagues d'étanchéité IX des brides compactes doivent être suffisamment souples pour permettre leur mise
en place et leur dépose. Il est nécessaire de tenir compte de l'espacement requis lors de la conception et du tracé de la
tuyauterie afin de garantir la flexibilité requise dans les réseaux de tuyauteries.
Tableau 1 — Précharge résiduelle ciblée pour les matériaux des boulons d'assemblage des brides
compactes décrites dans la présente Norme internationale
Dimension de la tige filetée Précharge résiduelle ciblée
in kN
½-UNC 44
⅝-UNC 71
¾-UNC 106
⅞-UNC 147
1-UNC 193
1 ⅛-8UN 255
1 ¼-8UN 325
1 ⅜-8UN 405
1 ½-8UN 492
1 ⅝-8UN 589
1 ¾-8UN 693
1 ⅞-8UN 807
2-8UN 929
2 ¼-8UN 1199
2 ½-8UN 1503
2 ¾-8UN 1667
3-8UN 2004
3 ¼-8UN 2373
3 ½-8UN 2773
3 ¾-8UN 3204
4-8UN 3666
4.4 Composants normalisés
Les types de brides couvertes par la présente Norme internationale sont indiqués dans le Tableau 2.
Tableau 2 — Types de brides et formes de matières premières acceptées pour la fabrication
Type Description Formes des matières premières
WN Bride à collerette à souder bout à bout Pièce formée par forgeage
BL Bride pleine Plaque ou pièce formée par forgeage
IF Bride incorporée (faisant partie intégrante d'un Pièce forgée, barre forgée (DN 50 maximum) ou
autre équipement ou composant) pièce moulée
RI Interface rigide (faisant partie intégrante d'un autre Plaque, pièce forgée ou moulée
équipement ou composant)
PB Tampon plein Plaque ou pièce formée par forgeage
PS Entretoise creuse Plaque ou pièce formée par forgeage
OS Entretoise à orifice Plaque ou pièce formée par forgeage
RT Bride de réduction filetée Plaque ou pièce formée par forgeage
8 © ISO 2012 – Tous droits réservés

4.5 Unités de mesure
Dans la présente Norme internationale, les données sont exprimées en unités SI et USC. Pour un article
spécifique d'une commande, sauf indication contraire, un seul système d'unités doit être utilisé, sans
combinaison avec les données exprimées dans l'autre système.
Pour les données exprimées en unités SI, une virgule est utilisée comme séparateur décimal et un espace est
utilisé comme séparateur des milliers. Pour les données exprimées en unités USC, un point (sur la ligne) est
utilisé comme séparateur décimal et une virgule est utilisée comme séparateur des milliers.
4.6 Arrondi
Sauf exigence contraire de la présente Norme internationale, pour déterminer la conformité aux exigences
spécifiées, les valeurs observées ou calculées doivent être arrondies à l'unité la plus proche au niveau de la
dernière position à droite des chiffres utilisés pour exprimer la valeur limite, conformément à la méthode
d'arrondi de l'ISO 80000-1:2009, Annexe B, Règle A.
4.7 Conformité aux codes de conception des tuyauteries
Bien que non mentionnés dans l'ASME B31.3 en tant que composants normalisés, tous les composants
contenus dans la présente Norme internationale satisfont aux exigences des composants de tuyauterie non
listés en 302.2.3 de l'ASME B31.3. Cette exigence est fondée sur la conformité totale à 304.7.2 (a), (b), (c) et
(d):
a) L'exigence d'expérience de service est satisfaite car ce type de CFC a été largement utilisé en mer du
Nord depuis 1990. L'expérience de service couvre toute la plage dimensionnelle couverte par la présente
Norme internationale.
b) Les exigences d'analyse expérimentale des contraintes sont satisfaites car un certain nombre d'essais de
contrainte sur éprouvettes ont été réalisés au fil des ans. Se reporter aux Références [40], [43], [50], [51]
et [52].
c) Les exigences des essais de résistance sont satisfaites car un certain nombre d'essais sous pression ont
été réalisés au fil des ans. En plus des essais mentionnés en (b), se reporter aux Références [38], [44] et
[45].
d) Les assemblages à brides compactes de la présente Norme internationale ont été initialement
développés et conçus en utilisant la méthode de conception par analyse de la pré-version 2007 de
l'ASME VIII div. 2, annexes 4 et 6. Selon le code de conception de tuyauterie appliqué, des exigences
spécifiques peuvent s'appliquer aux composants conçus par l'analyse. Ces exigences incluent
normalement des essais de résilience à une température définie par rapport à la température de calcul
minimale, et une étendue spécifiée d'essais non destructifs.
4.8 Conformité à la présente Norme internationale
Le fabricant est tenu de respecter toutes les exigences applicables de la présente Norme internationale. Le
fabricant doit permettre à l'acheteur d'effectuer toutes les recherches nécessaires pour s'assurer de la
conformité du produit et de refuser tout matériau non conforme.
5 Désignation
5.1 Désignation des brides
Les brides doivent être désignées de la manière suivante, conformément à l'EN 1092-1:
 abréviation du type de bride conformément au Tableau 2;
 numéro de la présente Norme internationale;
 dimension nominale de la bride (DN);
 désignation de la classe de pression;
 dimensions des tubes:
 pour les tubes normalisés, l'épaisseur de paroi en mm avec une précision d'une décimale;
 pour les tubes non normalisés, l'alésage du tube et l'épaisseur de paroi;
 désignation du matériau.
Les éléments de désignation doivent être séparés par une barre oblique. Le nombre de caractères peut être
variable.
Exemples de désignation:
EXEMPLE 1 Désignation d'une bride WN de classe CL 600, de dimension nominale DN 250 avec tube de gamme 40S,
c'est-à-dire 9,3 mm d'épaisseur de paroi et en matériau ASTM A182F51 (duplex):
WN/ISO 27509/DN250/CL600/9.3/A182F51
EXEMPLE 2 Désignation d'une bride BL de classe CL 2500, de dimension nominale DN 200 et en matériau ASTM
A516 nuance 70 (acier au carbone basse température):
BL/ISO 27509/DN200/CL2500/A516Grade70
EXEMPLE 3 Désignation d'une bride RT de classe CL 900, de dimension nominale DN 25, sortie filetée spécifiée
(NPT 0,5 in par défaut, voir 8.9) et en matériau ASTM A182F316 (acier inoxydable):
RT/ISO 27509/DN25/CL900/0,5”NPT/A182F316
5.2 Désignation des bagues d'étanchéité
La bague d'étanchéité IX doit être désignée de la manière suivante:
 numéro de la présente Norme internationale;
 type — et dimension de bague — IX et DN approprié;
 désignation du matériau.
Les éléments de désignation doivent être séparés par une barre oblique («/»). Le nombre de caractères peut
être variable.
EXEMPLE Désignation d'une bague d'étanchéité IX de diamètre DN 250 et en matériau ASTM A182F51 (duplex):
ISO 27509/IX250/A182F51
6 Matériaux
6.1 Généralités
La présente Norme internationale ne couvre pas les critères de sélection des matériaux adaptés à un fluide
de service particulier.
10 © ISO 2012 – Tous droits réservés

6.2 Matériaux des brides
Les brides couvertes par la présente Norme internationale doivent être fabriquées à partir des formes de
matières premières indiquées dans le Tableau 2. L'angle de chanfrein normalisé décrit en 4.2 est applicable
aux alliages d'acier et de nickel couverts par la présente Norme internationale.
Le module de Young du matériau de bride est supposé dans la plage de 190 000 MPa à 210 000 MPa à
température ambiante. La limite d'élasticité minimale spécifiée pour les brides conformes à la présente Norme
internationale est de 205 MPa à température ambiante.
La transition elliptique entre la bague et la collerette des brides WN, et la transition courbe correspondante
des brides IF doivent faire l'objet d'un contrôle de surface complet, quel que soit le matériau de la bride. La
méthode de contrôle et les critères d'acceptation doivent être conformes aux normes de référence du Code
de conception de tuyauterie appliqué.
Les brides moulées doivent être soumises à des essais non destructifs conformes au facteur de moulage
utilisé dans les calculs de performances. En général, il convient d'examiner les brides moulées IF par un
contrôle surfacique et volumétrique complet afin d'obtenir un facteur de moulage de 1,0 et ainsi les relations
minimales de pression et de température indiquées dans l'Article 7. Le contrôle et les critères d'acceptation
doivent être convenus entre l'acheteur et le fabricant, mais les surfaces d'étanchéité doivent satisfaire aux
exigences de 8.12.
Les échantillons requis par la norme de matériaux pour les essais de certification doivent être prélevés sur la
bague de bride transversalement à la direction principale d'orientation des grains, ou dans les directions
axiale (collerette à souder bout à bout) et tangentielle (bague de bride) par rapport à l'alésage interne.
Aucun soudage de réparation n'est accepté au niveau de la transition elliptique de la bride WN (voir Figure 2)
et du rayon de courbure des brides IF (voir Figure 4) fabriquées conformément à la présente Norme
internationale.
6.3 Matériaux de boulonnerie
La limite d'élasticité minimale des boulons à une température de calcul maximale doit être conforme au
Tableau 3. Pour les températures intermédiaires, cette limite d'élasticité minimale peut être calculée par
interpolation.
Tableau 3 — Limite d'élasticité minimale des boulons en fonction de la température de calcul
maximale, T
des
Diamètre
nominal du T ≤ 20 °C T = 50 °C T = 100 °C T = 150 °C T = 200 °C T = 250°C
des des des des des des
boulon, d
B
d ≤ 2 ½” 725 MPa 713 MPa 672 MPa 648 MPa 632 MPa 613 MPa
2 ½” < d ≤ 4” 655 MPa 645 MPa 607 MPa 586 MPa 569 MPa 555 MPa

Les exigences de précharge des boulons décrites dans le Tableau 1 sont fondées sur ces exigences, de
même que les angles de face des brides et les détails dimensionnels des rainures.
La résistance des écrous doit suffire à supporter 100 % de la capacité de charge du boulon définie par la
limite d'élasticité minimale spécifiée ci-dessus, ainsi que de la zone filetée sous contrainte (voir NOTE). Les
tolérances de filetage doivent être prises en compte dans l'évaluation de la résistance des écrous.
NOTE Il convient de ne pas utiliser d'écrous conformes à l'ISO 898-2 afin de réduire le risque d'arrachement des
filets d'écrou.
Des tiges normalisées en système métrique ou impérial, filetées aux deux extrémités ou sur toute leur
longueur, peuvent être utilisées. La hauteur minimale des écrous hexagonaux utilisés doit être égale à un
diamètre nominal de boulon. Le choix de la norme de filetage des boulons peut avoir un impact sur les modes
opératoires d'assemblage et de précharge des boulons. Les dimensions de la boulonnerie de l'Annexe E sont
fondées sur le système impérial, alors que celles de l'Annexe G sont données dans le système métrique à
des fins d'équivalence.
Les effets de la dilatation thermique différentielle et de la relaxation des boulons pourraient affecter la
fonctionnalité de l'assemblage jusqu'à la perte de précharge. Le matériau adapté à la boulonnerie doit être
choisi avec soin, en tenant compte des effets susmentionnés. Dans les limites de température maximale de la
présente Norme internationale, la combinaison d'une boulonnerie en acier faiblement allié avec des brides en
acier inoxydable austénitique est acceptable. Dans ces applications, des rondelles doivent être appliquées
sous les écrous afin d'éviter toute empreinte d'écrou dans la bride susceptible d'engendrer une perte de
précharge.
Les rondelles et les écrous doivent être constitués d'un matériau de qualité identique ou équivalente et il
convient de les tremper à cœur.
Dans la présente norme sur les brides, l'importance de la relaxation est jugée mineure car la température de
calcul maximale est de 250 °C. Une marge de 5 % a été appliquée à la précharge des boulons utilisée dans la
documentation de la norme sur les brides afin d'intégrer les exigences de fonctionnalité de l'Article 4. Par
conséquent, les FEA ont été effectués avec une limite d'élasticité de boulon de 70 % en précharge, sur les
75 % spécifiés comme précharge résiduelle ciblée dans le Tableau 1. La minoration de 5 % a été appliquée
pour tenir compte des incertitudes dans les modes opératoires de précharge et de la relaxation à long terme.
6.4 Matériaux des bagues d'étanchéité
La contrainte minimale typique à la limite élastique et la résistance à la traction du matériau de la bague
d'étanchéité doivent respectivement être de 300 MPa et 360 MPa à la température de calcul maximale, afin
de permettre un retour élastique raisonnable.
Pour la bague d'étanchéité, l'utilisateur est tenu de choisir un matériau adapté au fluide de service et aux
conditions de température de calcul.
Aucune exigence n'est également spécifiée pour les essais aux chocs Charpy des matériaux des bagues
d'étanchéité.
Les bagues d'étanchéité doivent être en matériau forgé ou façonné. Pour l'utilisation en service, le Tableau 4
donne une ligne directrice pour le choix du matériau des bagues d'étanchéité et les limites de température.
Tableau 4 — Sélection des bagues d'étanchéité
Matériau de bride Température de service Matériau de bague d'étanchéité
Norme de fabrication type
Acier au carbone (à grains -50 °C à +250 °C Acier au carbone ou aciers ASTM A788 ou norme
fins) faiblement alliés (par équivalente
exemple CS360LT ou
AISI 4140)
Acier inoxydable -50 °C à +250 °C 22Cr Duplex ASTM A182 ou norme
équivalente
Acier inoxydable -50 °C à +250 °C 17/4-PH ASTM A705 ou norme
équivalente
Alliages d'acier inoxydable -196 °C à +250 °C Alliages de nickel du type ASTM B564 ou norme
austénitique et de nickel Alloy 625 ou similaire équivalente
12 © ISO 2012 – Tous droits réservés

NOTE 1 Pour les essais à température ambiante, une bague en acier au carbone peut être utilisée pour tous les matériaux de
brides.
NOTE 2 Les matériaux indiqués pour les bagues d'étanchéité pourraient être moins résistants à la corrosion que l'acier inoxydable
de s brides. Cette tolérance s'explique par la faible probabilité de corrosion d
...