ISO 11120:2015
(Main)Gas cylinders — Refillable seamless steel tubes of water capacity between 150 l and 3000 l — Design, construction and testing
Gas cylinders — Refillable seamless steel tubes of water capacity between 150 l and 3000 l — Design, construction and testing
ISO 11120:2015 specifies minimum requirements for the material, design, construction and workmanship, manufacturing processes, examinations and tests at manufacture of refillable quenched and tempered seamless steel tubes of water capacities exceeding 150 l up to and including 3 000 l for compressed and liquefied gases exposed to extreme world-wide ambient temperatures, normally between ?50 °C and 65 °C. ISO 11120:2015 is applicable to tubes with a maximum tensile strength, Rma, of less than 1 100 MPa. These tubes can be used alone or in batteries to equip trailers or multiple element gas containers (ISO modules or skids) for the transportation and distribution of compressed gases. ISO 11120:2015 is applicable to tubes having an opening at each end.
Bouteilles à gaz — Tubes en acier sans soudure rechargeables d'une contenance en eau de 150 l à 3000 l — Conception, construction et essais
L'ISO 11120:2015 spécifie les exigences minimales relatives au matériau, à la conception, à la construction et à l'exécution, aux procédés de fabrication, aux contrôles et aux essais au moment de la fabrication des tubes en acier sans soudure, trempés et revenus, rechargeables, d'une contenance en eau de plus de 150 litres à 3 000 litres inclus, destinés aux gaz comprimés et liquéfiés exposés à des températures ambiantes extrêmes, généralement comprises entre ?50 °C et 65 °C. L'ISO 11120:2015 s'applique aux tubes de résistance à la traction maximale, Rma, inférieure à 1 100 MPa. Ces tubes peuvent être utilisés seuls ou en batteries afin d'équiper des remorques ou des conteneurs à gaz à éléments multiples (modules ISO ou skids) pour le transport et la distribution de gaz comprimés. L'ISO 11120:2015 est applicable aux tubes ayant une ouverture à chaque extrémité.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11120
Second edition
2015-02-01
Gas cylinders — Refillable seamless
steel tubes of water capacity
between 150 l and 3000 l — Design,
construction and testing
Bouteilles à gaz — Tubes en acier sans soudure rechargeables d’une
contenance en eau de 150 l à 3000 l — Conception, construction et essais
Reference number
©
ISO 2015
© ISO 2015
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Published in Switzerland
ii © ISO 2015 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols . 2
5 Inspection and testing . 3
6 Materials . 3
6.1 General requirements . 3
6.2 Controls on chemical composition . 4
6.3 Heat treatment . 5
6.4 Mechanical properties . 5
6.5 Failure to meet test requirements . 5
7 Design . 6
7.1 Calculation of cylindrical shell thickness . 6
7.2 Design of tube ends . 6
7.3 Design drawing . 7
8 Construction and workmanship . 7
8.1 General . 7
8.2 Surface imperfections . 7
8.3 Ultrasonic examination . 7
8.4 End closure (fitting) . 7
8.5 Dimensional tolerances . 7
8.5.1 Out-of-roundness . 7
8.5.2 Outside diameter . 7
8.5.3 Straightness . 8
8.5.4 Eccentricity . 8
8.5.5 Length. 8
8.5.6 Water capacity . 8
8.5.7 Mass . 8
9 Type approval procedure . 9
9.1 General requirements . 9
9.2 Prototype tests . 9
9.3 Type approval test report .10
9.4 Type approval certificate.10
10 Batch tests .10
10.1 General requirements .10
10.2 Mechanical tests .10
10.2.1 General requirements .10
10.2.2 Tensile test .11
10.2.3 Impact testing .11
10.3 Interpretation of results .11
11 Tests on every tube.11
11.1 General .11
11.2 Hydraulic test .12
11.2.1 Proof pressure test .12
11.2.2 Volumetric expansion test .12
11.3 Hardness testing .12
11.4 Visual inspection .13
11.5 Dimensional inspection .13
11.5.1 Thickness .13
11.5.2 Diameter and length .13
11.5.3 Water capacity and mass .13
11.5.4 Neck threads and openings .13
11.6 Ultrasonic non-destructive test .13
12 Special requirements for tubes for embrittling gases .14
12.1 General .14
12.2 Materials .14
12.3 Design .14
12.4 Construction and workmanship .14
12.4.1 General.14
12.4.2 Surface imperfections .14
12.5 Mechanical tests .15
12.5.1 Tensile and impact tests .15
12.5.2 Hardness test .15
13 Inspection certificate .15
14 Marking .16
Annex A (informative) Typical chemistry groupings for seamless steel tubes .17
Annex B (normative) Ultrasonic examination .18
Annex C (informative) Description and evaluation of manufacturing imperfections
and conditions for rejection of seamless steel tubes at time of final inspection
by the manufacturer .23
Annex D (informative) Acceptance certificate .29
Annex E (informative) Type approval certificate .31
Annex F (informative) Bend stress calculation .32
Bibliography .33
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Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
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. Details of any
patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on
the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical Barriers
to Trade (TBT), see the following URL: Foreword — Supplementary information.
The committee responsible for this document is ISO/TC 58, Gas cylinders, Subcommittee SC 3, Cylinder design.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 11120:1999), which has been technically
revised by the following:
— Annex A “Typical chemistry groupings for seamless steel tubes” is informative;
— nickel chromium molydbenum steel has been added in 6.1.1 and Annex A as Group V;
— reduction of maximum sulfur content in 6.2.2 from 0,020 % to 0,010 %; also the sum of sulfur and
phosphorus is reduced from 0,030 % to 0,025 %;
— the modification of ultrasonic provisions for ultrasonic examination in 8.3 to include ultrasonic
examination for wall thickness and for imperfections also on the supplied tubing;
— “Type Approval Procedure” has been introduced in Clause 9;
— the provisions for design of tubes for embrittling gases have been revised.
It also incorporates ISO 11120:1999/Amd 1:2013.
Introduction
This International Standard provides a specification for the design, manufacture, inspection and testing
of tubes at the time of manufacture for worldwide usage. The objective is to balance design and economic
efficiency against international acceptance and universal utility.
This International Standard aims to eliminate concern about climate, duplicate inspections and
restrictions currently existing because of lack of definitive International Standards. It does not reflect
on the suitability of the practice of any nation or region.
This International Standard addresses the general requirements on design, construction and initial
inspection and testing of pressure receptacles of the United Nations Recommendations on the Transport
of Dangerous Goods: Model Regulations.
It is intended to be used under a variety of regulatory regimes, but it is suitable for use with the
conformity assessment system for UN pressure receptacles of the above-mentioned Model Regulations.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 11120:2015(E)
Gas cylinders — Refillable seamless steel tubes of
water capacity between 150 l and 3000 l — Design,
construction and testing
1 Scope
This International Standard specifies minimum requirements for the material, design, construction and
workmanship, manufacturing processes, examinations and tests at manufacture of refillable quenched
and tempered seamless steel tubes of water capacities exceeding 150 l up to and including 3 000 l
for compressed and liquefied gases exposed to extreme world-wide ambient temperatures, normally
between –50 °C and +65 °C.
This International Standard is applicable to tubes with a maximum tensile strength, R , of less than
ma
1 100 MPa. These tubes can be used alone or in batteries to equip trailers or multiple element gas
containers (ISO modules or skids) for the transportation and distribution of compressed gases.
This International Standard is applicable to tubes having an opening at each end.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 148-1, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 1: Test method
ISO 148-2, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 2: Verification of testing machines
ISO 148-3, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 3: Preparation and characterization
of Charpy V-notch test pieces for indirect verification of pendulum impact machines
ISO 9712, Non-destructive testing — Qualification and certification of NDT personnel
ISO 6506-1, Metallic materials — Brinell hardness test — Part 1: Test method
ISO 6506-2, Metallic materials — Brinell hardness test — Part 2: Verification and calibration of testing machines
ISO 6506-3, Metallic materials — Brinell hardness test — Part 3: Calibration of reference blocks
ISO 6892-1, Metallic materials — Tensile testing — Part 1: Method of test at room temperature
ISO 11114-1, Gas cylinders — Compatibility of cylinder and valve materials with gas contents — Part 1:
Metallic materials
ISO 11114-4, Transportable gas cylinders — Compatibility of cylinder and valve materials with gas
contents — Part 4: Test methods for selecting metallic materials resistant to hydrogen embrittlement
ISO 13769, Gas cylinders — Stamp marking
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
yield strength
stress value corresponding to the upper yield strength, R , or, for steels that do not exhibit a defined
eH
yield, the 0,2 % proof strength (non-proportional extension), R
p0,2
Note 1 to entry: See ISO 6892-1.
3.2
quenching
hardening heat treatment in which a tube, which has been heated to a uniform temperature above the
upper critical point, Ac , of the steel, is cooled rapidly in a suitable medium
3.3
tempering
toughening heat treatment which follows quenching, in which the tube is heated to a uniform temperature
below the lower critical point, Ac , of the steel
3.4
tube
seamless transportable pressure receptacle of a water capacity exceeding 150 l but not more than 3 000 l
3.5
batch
quantity of up to 30 tubes of the same nominal diameter, thickness and design made successively from the
same steel cast and processed in the same heat treatment equipment (i.e. a continuous furnace process or a
single furnace charge, for both austenitization and tempering) using the same heat treatment parameters
3.6
test pressure
p
h
required pressure applied during a pressure test
Note 1 to entry: It is used for tube wall thickness calculation.
3.7
design stress factor
F
ratio of the equivalent wall stress at test pressure, p , to guaranteed minimum yield strength, R
h eg
3.8
laminar imperfection
any imperfection lying essentially parallel to the tube surface, within the thickness of the product
3.9
working pressure
settled pressure of a compressed gas at a uniform reference temperature of 15 °C in a full tube
4 Symbols
a Calculated minimum thickness, in millimetres, of the cylindrical shell
a′ Guaranteed minimum thickness, in millimetres, of the cylindrical shell
A Percentage elongation after fracture
D Nominal outside diameter of the tube, in millimetres
f A constant in the design stress factor (see 12.3)
F Design stress factor (variable) (see 3.7)
2 © ISO 2015 – All rights reserved
L Original gauge length, in millimetres, according to ISO 6892-1
1)
p Hydraulic test pressure, in bar , above atmospheric pressure
h
p Working pressure, in bars, above atmospheric pressure
w
R Minimum guaranteed value of yield strength, in megapascals
eg
R Actual value of the yield strength, in megapascals, as determined by the tensile test
ea
(see 10.2.2)
R Minimum guaranteed value of the tensile strength, in megapascals
mg
R Actual value of tensile strength, in megapascals, as determined by the tensile test
ma
(see 10.2.2)
R Maximum guaranteed value of the tensile strength, in megapascals
m max
S Original cross-sectional area of tensile test piece, in square millimetres, according to
ISO 6892-1
1) 5 5 2
1 bar = 10 Pa = 10 N/m
5 Inspection and testing
Evaluation of conformity shall be carried out in accordance with the applicable regulations of the
countries of use.
To ensure that the tubes conform to this International Standard, they shall be subject to inspection
and testing in accordance with Clauses 9, 10 and 11 by an inspection body, hereafter referred to as the
“Inspection Body”, authorized to do so.
Equipment used for measurement, testing and examination during production shall be maintained and
calibrated within a documented quality management system.
6 Materials
6.1 General requirements
6.1.1 Materials for the manufacture of tubes shall meet the requirements of 6.2, 6.3 and 6.4.
Steel for the fabrication of tubes shall be of nationally or internationally recognized compositions having
proven reliability. Tubes shall be manufactured from carbon steel, carbon manganese steel, chromium-
molybdenum steel, nickel-chromium-molybdenum steel, chromium-molybdenum-vanadium steel, or a
similar alloy steel.
NOTE Steels of the types shown in Annex A have been proven to be acceptable by experience.
The steel shall be at least 95 % iron. New steel compositions, and steels for which limited experience
exists in tube/cylinder service, shall be fully tested and approved by an authorized body and have been
manufactured from not less than five casts of steel. The manufacturer of the finished tube shall provide
a detailed specification with tolerances for the supplied tubing including
— chemical composition,
— dimensions, and
— surface quality.
6.1.2 The material used for the manufacture of tubes shall be steel, other than rimming quality, fully
killed with aluminium and/or silicon.
The material shall have non-ageing properties, having a sufficient amount of nitrogen binding elements
(e.g. Al ≥ 0,015 %).
In cases where examination of this non-ageing property is required by the customer, the criteria by
which it is to be specified shall be agreed with the customer and shall be part of the order.
6.1.3 In order to prove the heat treatability of a certain tube type, it is recommended that the manufacturer
of the tubing supply a certificate of mechanical properties, as a guidance to the tube manufacturer to
achieve the properties required by this International Standard. This certificate is obtained carrying out a
reference heat treatment, representative of the final heat treatment, on a sample of tubing.
6.1.4 The tube manufacturer shall establish means to identify the tubes with the cast of steel from
which they are made.
6.1.5 Grades of steel used for tube manufacture shall be compatible with the intended gas service,
e.g. corrosive gases and embrittling gases (see ISO 11114-1).
NOTE Additional requirements related to tubes for use with embrittling gases are given in Clause 12.
6.2 Controls on chemical composition
6.2.1 A steel is defined by the steel-making process and by its chemical composition.
Steel-making shall be defined by reference to a given process (oxygen converter, electric arc furnace or
equivalent) and to the killing method.
The chemical composition of the steel shall be defined at least by:
— the carbon, manganese and silicon contents in all cases,
— the chromium, nickel, molybdenum, vanadium or niobium contents when these are alloying elements
intentionally added to the steel, and
— the maximum sulfur and phosphorus contents in all cases.
The carbon, manganese and silicon contents and, where appropriate, the chromium, nickel, molybdenum,
vanadium or niobium contents shall be given, with tolerances, such that the differences between the
maximum and minimum values of the cast do not exceed the ranges shown in Table 1.
Table 1 — Chemical composition tolerances
Maximum content Permissible range
(mass fraction) (mass fraction)
Element
% %
Carbon <0,30 0,06
≥0,30 0,07
Manganese All values 0,30
Silicon All values 0,30
Chromium <1,50 0,30
≥1,50 0,50
Nickel All values 0,40
Molybdenum All values 0,15
4 © ISO 2015 – All rights reserved
Elements not included in the declared chemical composition shall not be deliberately added. The content
of such elements shall be limited to ensure that they have no detrimental effect on the properties of the
finished product.
The combined content of the elements vanadium, niobium, titanium, boron and zirconium, shall not
exceed 0,15 %. This requirement shall not apply to Group IV steels as per Annex A.
The actual content of any element deliberately added shall be reported and their maximum content shall
be representative of good steel making practice.
6.2.2 The maximum sulfur and phosphorus contents in the cast and check analyses shall not exceed
0,010 % and 0,020 %, respectively, and their sum shall not exceed 0,025 %.
6.2.3 The manufacturer of the finished tube shall obtain and make available the certificate of cast (heat)
analyses of the steel supplied for the construction of the tube.
6.3 Heat treatment
6.3.1 Each tube shall be heat treated, and for each stage of treatment, i.e. quenching and tempering, the
heat treatment procedure shall include a record of
— the temperature,
— the temperature holding time, and
— the cooling medium.
6.3.2 Heat treatment shall be carried out in such a way that it does not induce excessive stresses which
could initiate irreversible damage in the tube.
6.3.3 The austenitization temperature prior to quenching shall be within ±30 °C of the temperature
retained for the steel type concerned, but it shall never be less than the upper critical point (Ac ) of the
steel concerned.
6.3.4 Quenching in media other than oil or air is permissible provided that the method produces tubes
free of cracks as verified by non-destructive examination.
6.3.5 The tempering temperature shall be within ±30 °C of the temperature for guaranteeing specified
mechanical properties but shall not be less than 540 °C.
6.4 Mechanical properties
The mechanical properties of the finished tube or the test ring shall be verified according to 10.2 and
11.3 and the results shall be in compliance with the design drawing.
6.5 Failure to meet test requirements
6.5.1 In this clause, test requirements cover only the tests required in Clauses 9, 10 and 11.
6.5.2 In the event of failure to meet test requirements, retesting or reheat treatment and retesting shall
be carried out as follows.
a) If there is evidence of a fault in carrying out a test, or an error of measurement, a further test shall
be performed. If the result of this test is satisfactory, the first test shall be ignored.
b) If the test has been carried out in a satisfactory manner, the cause of test failure shall be identified.
1) If the tubes do not meet the required mechanical properties due to the heat treatment applied,
the manufacturer may subject all the tubes of the batch to one further heat treatment or reject
the corresponding tubes. If one or more tests prove even partially unsatisfactory results, all the
tubes of the batch shall be rejected.
2) If the failure is due to a cause other than the heat treatment applied, all tubes with imperfections
shall be either rejected or repaired such that the repaired tubes pass the test(s) required for the
repair. They shall then be re-instated as part of the original batch.
6.5.3 Where reheat-treatment is required, the tubes shall be re-tempered or re-quenched and
tempered. A maximum of two austenitizing treatments is permitted. Whenever tubes are reheat-treated,
the wall thickness can be affected by scale formation, therefore the guaranteed minimum thickness shall
be checked in the finished tube.
7 Design
7.1 Calculation of cylindrical shell thickness
The guaranteed minimum thickness of the cylindrical shell, a′, shall be not less than the thickness
calculated using the Lamé-von Mises formula, as follows:
10FR − 3p
D
eg h
a=−1 (1)
2 10FR
eg
where the value of F is the lesser of 0,65/(R /R ) or 0,85.
eg mg
R /R shall not exceed 0,90.
eg mg
Additional requirements related to tubes for use with embrittling gases are given in Clause 12.
NOTE 1 It is generally assumed that p = 1,5p for compressed gases for tubes designed and manufactured to
h w
conform with this International Standard.
NOTE 2 For some applications such as tubes assembled in batteries to equip trailers or skids (ISO modules) or
MEGCs for the transportation and distribution of gases, it is important that stresses associated with mounting the
tube (e.g. bending stresses, see Annex F, torsional stresses, dynamic loadings etc.) are considered by the assembly
manufacturer and the tube manufacturer.
NOTE 3 In addition, during hydraulic pressure testing, tubes could be supported or lifted by their necks;
therefore, it can be necessary to consider potential bending stresses. For general guidance, see Annex F.
7.2 Design of tube ends
Tube ends shall be approximately hemispherical with thickness not less than the calculated minimum
wall thickness, a. The dimensions of the tube end profiles shall be specified for each design, taking into
consideration the stress distribution and the manufacturing process.
To permit internal visual inspection of the tube, an adequate opening shall be provided at the neck ends.
The nominal diameter of the opening shall be greater than D/12. However, internal diameters of neck
openings may be smaller provided appropriate tools are used to perform the visual inspection, i.e. bore
scope, mirrors, high intensity lighting, etc.
When the tube ends are threaded, the thickness at the thread root shall be sufficient to take into account
the developed stress in this part.
NOTE Stress analysis should be carried out to ensure that design limits are not exceeded.
6 © ISO 2015 – All rights reserved
7.3 Design drawing
A fully dimensioned drawing shall be prepared which includes the specification of the material such as
heat treatment details, guaranteed mechanical properties and mass of the tube.
8 Construction and workmanship
8.1 General
The tube shall be manufactured from seamless steel tubing, typically hot rolled, extended/extruded or
forged. The ends shall be hot formed using either forging or spinning methods.
Metal shall not be added in the process of closure of the end.
Defects shall not be repaired by welding.
8.2 Surface imperfections
The internal and external surfaces of the finished tube shall be free from imperfections which could
adversely affect the safe working of the tube.
NOTE See Annex C for examples of imperfections and guidance on their evaluation.
The machined surfaces of the neck shall be inspected with a non-destructive examination method
acceptable to the Inspection Body, such as magnetic particle inspection (see ISO 10893-5), dye penetrant
methods (see ISO 10893-4), eddy current (see ISO 10893-2), etc., to ensure that they are free from
imperfections.
8.3 Ultrasonic examination
After completion of the final heat treatment and any operation resulting in loss of wall thickness (e.g.
grinding or machining), each tube shall be ultrasonically examined for internal and external defects and
laminar imperfections and to determine wall thickness in accordance with Annex B.
An ultrasonic examination for imperfections and wall thickness, in accordance with Annex B, shall also
be carried out on the supplied tubing.
The wall thickness at any point shall be not less than the guaranteed minimum thickness.
8.4 End closure (fitting)
Closure of the finished tube shall be accomplished by a method other than welding, brazing or braze
welding, and shall prevent leakage.
8.5 Dimensional tolerances
8.5.1 Out-of-roundness
The out-of-roundness of the cylindrical shell, i.e. the difference between the maximum and minimum
outside diameters at the same cross-section, shall not exceed 2 % of the mean value of these diameters
measured at least at the quarter and mid-length locations on the tube.
8.5.2 Outside diameter
The mean outside diameter shall not deviate by more than ±1 % from the nominal outside diameter; this
shall be verified at the quarter and mid-length locations on the tube.
8.5.3 Straightness
The maximum deviation of the cylindrical part of the shell from a straight line parallel to the tube axis
shall not exceed 0,003 times the full body length, with the exception of stand-alone applications (where
tubes are not in close proximity to each other) where this value may be exceeded with written agreement
of the involved parties (customer, manufacturer and Inspection Body). See Figure 1.
Key
a maximum deviation 0,003 ⋅ L
L full parallel body length
Figure 1 — Illustration of deviation from a straight line
8.5.4 Eccentricity
The values of the minimum and maximum thicknesses shall not differ by more than 12,5 % from the
mean value of these two thicknesses; this shall be verified at least at the quarter and mid-length locations
on the tubes.
8.5.5 Length
The tolerance on the design overall length of the tube only, excluding fittings, shall not exceed the lesser
of ±1,5 % or ±50 mm, except that, for large tubes, >2 000 l, these values can be exceeded with written
agreement of the involved parties (customer, manufacturer and Inspection Body).
8.5.6 Water capacity
+10
The tolerance on the design water capacity shall be within the range of % .
For compressed gases, with written agreement of the involved parties (customer, manufacturer and
Inspection Body), a tolerance of ±5 % may be used.
NOTE These tolerances do not relate to or affect the accuracy required for the stamp marking of the actual
volume of the tube.
8.5.7 Mass
The tolerance on design mass of any individual tube shall not exceed ±10 %. If tubes are intended to
constitute a battery, the tolerance on the shipment average tube mass shall be within the range of −10 %
to +5 % of the unit design mass.
8 © ISO 2015 – All rights reserved
9 Type approval procedure
9.1 General requirements
A technical specification of each new design of tube, or tube family (Design Type Specification) as defined
below, including design drawing, design calculations, steel details, manufacturing process and heat
treatment details, shall be submitted by the manufacturer to the Inspection Body. The type approval
tests detailed in 9.2 shall be carried out on each new design under the supervision of the Inspection Body.
A tube shall be considered to be of a new design, compared with an existing approved design, when any
of the following apply:
— it is manufactured in a different factory;
— it is manufactured by a different process (see 8.1); this includes the case when major process
changes are made during the production period, e.g. end forging to spinning, change in type of heat
treatment (including different furnace), etc.;
— it is manufactured from a steel of different specified chemical composition range as specified in 6.2.1;
— it is given a different heat treatment beyond the limits specified in 6.3;
— the overall length of the tube has increased by more than 50 % (tubes with a length/diameter ratio
less than 3 shall not be used as reference tubes for any new design with this ratio greater than 3);
— the nominal outside diameter has changed;
— the guaranteed minimum thickness has changed;
— the hydraulic test pressure, p , has been increased (where a tube is to be used for lower-pressure
h
duty than that for which design approval has been given, it shall not be deemed to be a new design);
, and/or the guaranteed minimum tensile strength,
— the guaranteed minimum yield strength, R
eg
R , have changed.
mg
9.2 Prototype tests
9.2.1 A minimum of nine tubes, which are guaranteed by the manufacturer to be representative of
the new design, shall be made available for prototype testing. However, if for special applications the
total number of tubes required is less than nine, a sufficient number of tubes shall be made available
to complete the prototype tests required, but in this case the approval validity shall be limited to this
particular production batch.
9.2.2 In the course of the type approval process, the Inspection Body shall select the necessary tubes
and sample rings for testing and verify that the following is taken into account:
— the design conforms to the requirements of Clause 7 and 12.3, as appropriate;
— the thicknesses of the walls and ends on one representative tube conform to 7.1 or 12.3, as applicable,
and 7.2. The measurements along the length of the cylindrical part of the tube shall be at least at
one metre intervals and 90° apart around the circumference at each section. A minimum of three
sections shall be tested for short tubes. Each of the ends shall be measured to ensure minimum
design wall thickness at four points. In addition, areas where any machining has taken place or any
other defects may be visually seen shall be measured;
— the requirements of Clause 6 are met;
— the requirements of 8.5 are met for all tubes selected;
— the internal and external surfaces of the tubes are free of any defect which might make them unsafe
to use (for examples see Annex C);
— the conversion of hardness test results into tensile strength values, as specified in 11.3, has been
performed and that minimum and maximum hardness values have been established;
9.3 Type approval test report
A test report shall be drawn up, describing the results of examinations and tests carried out in accordance
with 9.2. A copy of the test report shall be available to the Inspection Body issuing the type approval certificate.
Additional documents may be required in accordance with the relevant local regulation.
9.4 Type approval certificate
If the results of the checks according to 9.2 are satisfactory, the Inspection Body shall issue a type
approval certificate, a typical example of which is given in Annex E.
10 Batch tests
10.1 General requirements
All tests for checking the quality of tubes shall be carried out at the completion of tube manufacture, i.e.
at any stage after the heat treatment.
For the purposes of batch testing, the manufacturer shall make available to the Inspection Body the following:
— the type approval certificate;
— the certificates stating the cast analysis of the steel supplied for the manufacture of the tube;
— evidence that appropriate heat treatment has been performed;
— a list of the tubes, stating serial numbers and stamp markings, as required.
The following tests and inspections shall be carried out under the responsibility of the Inspection Body
(see Clause 5):
a) one tensile test according to 10.2.2 and, for embrittling gas use, 12.5.1;
b) one impact test according to 10.2.3 and, for embrittling gas use, 12.5.1;
c) all the tests and inspections as per Clause 11 (tests on every tube).
10.2 Mechanical tests
10.2.1 Genera
...
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11120
Deuxième edition
2015-02-01
Bouteilles à gaz — Tubes en acier
sans soudure rechargeables d’une
contenance en eau de 150 l à 3000 l —
Conception, construction et essais
Gas cylinders — Refillable seamless steel tubes of water capacity
between 150 l and 3000 l — Design, construction and testing
Reference number
©
ISO 2015
© ISO 2015
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written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below or ISO’s member body in the country of
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Published in Switzerland
ii © ISO 2015 – All rights reserved
Contents Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Symboles . 3
5 Contrôle et essais . 3
6 Matériaux . 3
6.1 Exigences générales . 3
6.2 Contrôles de la composition chimique . 4
6.3 Traitement thermique . 5
6.4 Propriétés mécaniques . 6
6.5 Non-conformité aux exigences relatives aux essais . 6
7 Conception . 6
7.1 Calcul de l’épaisseur de l’enveloppe cylindrique . 6
7.2 Conception des extrémités des tubes . 7
7.3 Dessin de conception . 7
8 Construction et exécution . 7
8.1 Généralités . 7
8.2 Imperfections de surface . 7
8.3 Contrôle par ultrasons . 8
8.4 Fermeture des extrémités (raccord) . 8
8.5 Tolérances dimensionnelles . 8
8.5.1 Ovalisation . 8
8.5.2 Diamètre extérieur . 8
8.5.3 Rectitude . 8
8.5.4 Excentration . 8
8.5.5 Longueur . 9
8.5.6 Capacité en eau . . 9
8.5.7 Masse . 9
9 Procédure d’approbation de type . 9
9.1 Exigences générales . 9
9.2 Essais de prototype .10
9.3 Rapport d’essais d’approbation de type .10
9.4 Certificat d’approbation de type .10
10 Essais sur lots .10
10.1 Exigences générales .10
10.2 Essais mécaniques .11
10.2.1 Exigences générales .11
10.2.2 Essai de traction .11
10.2.3 Essai de flexion par choc .11
10.3 Interprétation des résultats .12
11 Essais sur chaque tube .12
11.1 Généralités .12
11.2 Épreuve hydraulique .12
11.2.1 Essai de pression d’épreuve .12
11.2.2 Essai d’expansion volumétrique .13
11.3 Essai de dureté .13
11.4 Inspection visuelle .13
11.5 Contrôle dimensionnel .14
11.5.1 Épaisseur .14
11.5.2 Diamètre et longueur .14
11.5.3 Contenance en eau et masse .14
11.5.4 Filetages du goulot et ouvertures .14
11.6 Essai non destructif par ultrasons .14
12 Exigences particulières pour les tubes destinés à être utilisés avec des gaz fragilisants .14
12.1 Généralités .14
12.2 Matériaux .14
12.3 Conception .15
12.4 Construction et exécution .15
12.4.1 Généralités .15
12.4.2 Imperfections de surface .15
12.5 Essais mécaniques .16
12.5.1 Essais de traction et de flexion par choc .16
12.5.2 Essai de dureté .16
13 Certificat d’inspection .16
14 Marquage .16
Annexe A (informative) Compositions chimiques types des matériaux constitutifs des tubes
en acier sans soudure .18
Annexe B (normative) Contrôle par ultrasons .19
Annexe C (informative) Description et évaluation des imperfections de fabrication et
critères de rejet des tubes en acier sans soudure au moment de l’inspection finale
par le fabricant .24
Annexe D (informative) Certificat de réception .30
Annexe E (informative) Certificat d’approbation de type .32
Annexe F (informative) Calcul des contraintes de flexion .33
Bibliographie .34
iv © ISO 2015 – All rights reserved
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 (IEC) en ce qui concerne
la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
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. Les détails concernant les
références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration
du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par
l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour
information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de
la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’OMC concernant
les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos — Informations
supplémentaires.
L’ISO 11120 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 58, Bouteilles à gaz, sous-comité SC 3,
Construction des bouteilles.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 11120:1999), qui a fait l’objet de la
révision technique suivante:
— l’Annexe A «Compositions chimiques types des matériaux constitutifs des tubes en acier sans
soudure» est informative;
— l’acier nickel-chrome-molybdène a été ajouté en 6.1.1 et à l’Annexe A en tant que Groupe V;
— la teneur maximale en soufre indiquée en 6.2.2 a été réduite de 0,020 % à 0,010 %; de plus, la somme
des teneurs en soufre et en phosphore a été réduite de 0,030 % à 0,025 %;
— les dispositions relatives au contrôle par ultrasons en 8.3 ont été modifiées pour inclure aussi le
contrôle par ultrasons de l’épaisseur de paroi et des imperfections sur les tubes fournis;
— une «Procédure d’approbation de type» a été introduite à l’Article 9;
— les dispositions relatives à la conception des tubes destinés à être utilisés avec des gaz fragilisants
ont été révisées.
Elle incorpore également l’ISO 11120:1999/Amd 1:2013.
Introduction
L’objet de la présente Norme internationale est de définir une spécification pour la conception, la
fabrication, le contrôle et les essais des tubes au moment de leur fabrication, pour usage dans le monde
entier. L’objectif est d’arriver à équilibrer l’efficacité conceptuelle et économique par rapport aux critères
d’acceptation internationaux et d’utilité universelle.
La présente Norme internationale vise à éliminer toute préoccupation relative au climat, aux contrôles
multiples et aux restrictions existant actuellement en raison du manque de Normes internationales
définitives. La présente Norme européenne ne reflète pas le caractère approprié ou non de la pratique
de quelque pays ou région que ce soit.
La présente Norme internationale traite des exigences générales relatives à la conception, à la construction
et aux contrôles et essais initiaux des récipients sous pression, spécifiées dans les Recommandations sur
le Transport des Marchandises Dangereuses: Règlement type de l’Organisation des Nations Unies.
Elle est destinée à être utilisée dans le cadre de divers régimes réglementaires, mais est adaptée à une
utilisation avec le système d’évaluation de la conformité relatif aux récipients sous pression des Nations
Unies du Règlement type mentionné ci-dessus.
vi © ISO 2015 – All rights reserved
INTERNATIONAL STANDARD ISO 11120:2015(F)
Bouteilles à gaz — Tubes en acier sans soudure
rechargeables d’une contenance en eau de 150 l à 3000 l —
Conception, construction et essais
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie les exigences minimales relatives au matériau, à la conception,
à la construction et à l’exécution, aux procédés de fabrication, aux contrôles et aux essais au moment de
la fabrication des tubes en acier sans soudure, trempés et revenus, rechargeables, d’une contenance en
eau de plus de 150 litres à 3 000 litres inclus, destinés aux gaz comprimés et liquéfiés exposés à des
températures ambiantes extrêmes, généralement comprises entre –50 °C et +65 °C.
La présente Norme internationale s’applique aux tubes de résistance à la traction maximale, R ,
ma
inférieure à 1 100 MPa. Ces tubes peuvent être utilisés seuls ou en batteries afin d’équiper des remorques
ou des conteneurs à gaz à éléments multiples (modules ISO ou skids) pour le transport et la distribution
de gaz comprimés.
La présente Norme internationale est applicable aux tubes ayant une ouverture à chaque extrémité.
2 Références normatives
Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à
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 148-1, Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy — Partie 1: Méthode d’essai
ISO 148-2, Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy — Partie 2: Vérification
des machines d’essai (mouton-pendule)
ISO 148-3, Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy — Partie 3: Préparation
et caractérisation des éprouvettes Charpy à entaille en V pour la vérification indirecte des machines d’essai
mouton-pendule
ISO 9712, Essais non destructifs — Qualification et certification du personnel END
ISO 6506-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Brinell — Partie 1: Méthode d’essai
ISO 6506-2, Matériaux métalliques — Essai de dureté Brinell — Partie 2: Vérification et étalonnage des
machines d’essai
ISO 6506-3, Matériaux métalliques — Essai de dureté Brinell — Partie 3: Étalonnage des blocs de référence
ISO 6892-1, Matériaux métalliques — Essai de traction — Partie 1: Méthode d’essai à température ambiante
ISO 11114-1, Bouteilles à gaz — Compatibilité des matériaux des bouteilles et des robinets avec les contenus
gazeux — Partie 1: Matériaux métalliques
ISO 11114-4, Bouteilles à gaz transportables — Compatibilité des matériaux des bouteilles et des robinets
avec les contenus gazeux — Partie 4: Méthodes d’essai pour le choix de matériaux métalliques résistants à
la fragilisation par l’hydrogène
ISO 13769, Bouteilles à gaz — Marquage
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
limite d’élasticité
valeur correspondant à la limite supérieure d’élasticité, R , ou, pour les aciers ne présentant pas de
eH
limite définie, la limite conventionnelle d’élasticité à 0,2 %, R (allongement non proportionnel)
p0,2
Note 1 à l’article: Voir l’ISO 6892-1.
3.2
trempe
traitement thermique de durcissement au cours duquel un tube qui a été porté à une température
uniforme supérieure à celle du point critique supérieur, Ac , de l’acier, est refroidi rapidement dans un
milieu adapté
3.3
revenu
traitement thermique d’adoucissement qui suit la trempe, au cours duquel un tube est porté à une
température uniforme inférieure à celle du point critique inférieur, Ac , de l’acier
3.4
tube
récipient sous pression transportable sans soudure d’une contenance en eau supérieure à 150 l mais au
maximum égale à 3 000 l
3.5
lot
quantité de 30 tubes maximum de même diamètre nominal, même épaisseur et même conception,
fabriqués successivement à partir de la même coulée et soumis au même traitement thermique (c’est-
à-dire traitement dans un four continu ou dans un four discontinu pour l’austénisation et le revenu) en
utilisant les mêmes paramètres de traitement thermique
3.6
pression d’épreuve
p
h
pression requise appliquée pendant un essai de pression
Note 1 à l’article: Elle doit être utilisée pour le calcul de l’épaisseur de paroi des tubes.
3.7
facteur de contrainte théorique
F
rapport de la contrainte équivalente de paroi à la pression d’épreuve, p , à la valeur minimale garantie
h
de limite d’élasticité, R
eg
3.8
dédoublure
toute imperfection sensiblement parallèle à la surface du tube, située dans l’épaisseur du produit
3.9
pression de de service
pression établie d’un gaz comprimé à une température de référence uniforme de 15 °C dans un tube plein
2 © ISO 2015 – All rights reserved
4 Symboles
a Épaisseur minimale calculée de l’enveloppe cylindrique, exprimée en millimètres
a′ Épaisseur minimale garantie de l’enveloppe cylindrique, exprimée en millimètres
A Pourcentage d’allongement à la rupture
D Diamètre extérieur nominal du tube, exprimé en millimètres
f Constante du facteur de contrainte théorique (voir 12.3)
F Facteur de contrainte théorique (variable) (voir 3.7)
L Longueur initiale entre repères, exprimée en millimètres, conformément à l’ISO 6892-1
1)
p Pression d’épreuve hydraulique, exprimée en bar relatif
h
p Pression de service, exprimée en bar relatif
w
R Valeur minimale garantie de la limite d’élasticité, exprimée en mégapascals
eg
R Valeur réelle de la limite d’élasticité, telle que déterminée par l’essai de traction (voir 10.2.2), exprimée
ea
en mégapascals
R Valeur minimale garantie de résistance à la traction, exprimée en mégapascals
mg
R Valeur réelle de la résistance à la traction, telle que déterminée par l’essai de traction (voir 10.2.2),
ma
exprimée en mégapascals
R Valeur maximale garantie de résistance à la traction, exprimée en mégapascals
m max
S Section initiale de l’éprouvette de traction, exprimée en millimètres carrés, conformément à
l’ISO 6892-1
1) 5 5 2
1 bar = 10 Pa = 10 N/m
5 Contrôle et essais
L’évaluation de la conformité doit être effectuée conformément aux réglementations applicables des
pays utilisateurs.
Afin de garantir que les tubes sont conformes à la présente Norme internationale, ils doivent être soumis
à un contrôle et des essais conformément aux Articles 9, 10 et 11 par un organisme de contrôle (ci-après
désigné «Organisme de Contrôle» (autorisé à le faire.
Les équipements de mesure, d’essai et de contrôle utilisés pendant la production doivent être entretenus
et étalonnés dans le cadre d’un système de management de la qualité documenté.
6 Matériaux
6.1 Exigences générales
6.1.1 Les matériaux utilisés pour la fabrication des tubes doivent être conformes aux exigences données
en 6.2, 6.3 et 6.4.
Les aciers servant à la fabrication des tubes doivent être de composition reconnue sur le plan national
ou international et de fiabilité prouvée. Les tubes doivent être fabriqués en acier au carbone, en acier
carbone manganèse, en acier chrome-molybdène, en acier nickel-chrome-molybdène, en acier chrome-
molybdène-vanadium ou un acier allié similaire.
NOTE L’expérience a démontré que les aciers des types mentionnés à l’Annexe A sont acceptables.
L’acier doit contenir au moins 95 % de fer. Les nouvelles compositions d’acier et les aciers pour lesquels
on ne dispose que d’une expérience réduite pour l’application aux tubes doivent être intégralement
soumis aux essais et agréés par un organisme autorisé et avoir été fabriqués à partir d’au moins cinq
coulées d’acier. Le fabricant du tube fini doit fournir, avec les tubes livrés, une spécification détaillée
donnant les tolérances concernant:
— la composition chimique,
— les dimensions, et
— l’état de surface.
6.1.2 Le matériau utilisé pour la fabrication des tubes doit être en acier, autre qu’un acier effervescent,
calmé à l’aluminium et/ou au silicium.
Le matériau doit présenter des qualités de non-vieillissement, avec une quantité suffisante d’éléments
de piégeage en azote (par exemple: Al 0,015 %).
Lorsque le client demande la vérification des qualités de non vieillissement, les critères à prendre en
compte doivent être spécifiés d’un commun accord et apparaître dans la commande.
6.1.3 Afin de démontrer l’aptitude au traitement thermique d’un type de tube donné, il est conseillé
au fabricant de tubes de fournir un certificat attestant des propriétés mécaniques, comme un guide
permettant au fabricant des tubes d’obtenir les propriétés requises par la présente Norme internationale.
Ce certificat est obtenu en procédant à un traitement thermique de référence, représentatif du traitement
thermique final, sur un échantillon de tubes.
6.1.4 Le fabricant de tubes doit établir des moyens permettant d’identifier les tubes avec la coulée
d’acier à partir de laquelle ils ont été fabriqués.
6.1.5 Les nuances d’acier utilisées pour la fabrication des bouteilles doivent être compatibles avec le
service de gaz prévu, par exemple, gaz corrosifs et gaz fragilisants (voir l’ISO 11114-1).
NOTE Des exigences supplémentaires relatives aux tubes destinés à être utilisés avec des gaz fragilisants
sont données à l’Article 12.
6.2 Contrôles de la composition chimique
6.2.1 Un acier est défini par sa méthode de fabrication et par sa composition chimique.
La fabrication de l’acier doit être définie par référence à un procédé donné (convertisseur à l’oxygène,
four électrique ou équivalent) et à la méthode par laquelle il est calmé.
La composition chimique doit être définie au minimum, en indiquant:
— la teneur en carbone, en manganèse et en silicium dans tous les cas,
— la teneur en chrome, en nickel, en molybdène, en vanadium ou en niobium lorsqu’il s’agit d’éléments
d’alliage introduits intentionnellement dans l’acier, et
— la teneur maximale en soufre et phosphore, dans tous les cas.
Les teneurs en carbone, manganèse, silicium et, le cas échéant, en chrome, nickel, molybdène, vanadium
ou niobium doivent être indiquées avec des tolérances telles que la différence entre les valeurs maximale
et minimale de l’analyse de coulée n’excède pas les plages données dans le Tableau 1.
4 © ISO 2015 – All rights reserved
Tableau 1 — Tolérances de composition chimique
Teneur maximale Plage autorisée
(fraction massique) (fraction massique)
Élément
% %
Carbone <0,30 0,06
≥0,30 0,07
Manganèse Toutes les valeurs 0,30
Silicium Toutes les valeurs 0,30
Chrome <1,50 0,30
≥1,50 0,50
Nickel Toutes les valeurs 0,40
Molybdène Toutes les valeurs 0,15
Les éléments non inclus dans la composition chimique déclarée ne doivent pas être ajoutés
intentionnellement. La teneur de ces éléments doit être limitée de manière à garantir qu’ils n’ont aucun
effet dommageable sur les propriétés du produit fini.
La teneur combinée des éléments vanadium, niobium, titane, bore et zirconium, ne doit pas être
supérieure à 0,15 %. Cette exigence ne doit pas s’appliquer aux aciers du Groupe IV selon l’Annexe A.
La teneur réelle de chaque élément volontairement ajouté doit être consignée et la teneur maximale de
chaque élément doit être conforme aux règles de bonne pratique applicables à la fabrication de l’acier.
6.2.2 Les teneurs maximales en soufre et en phosphore déterminées lors des analyses de coulée et de
vérification ne doivent pas dépasser 0,010 % et 0,020 %, respectivement, et leur somme ne doit pas être
supérieure à 0,025 %.
6.2.3 Le fabricant des tubes finis doit obtenir et mettre à disposition le certificat d’analyses (thermiques)
de coulée pour l’acier fourni en vue de la construction du tube.
6.3 Traitement thermique
6.3.1 Chaque tube doit subir un traitement thermique et le mode opératoire de traitement thermique
doit, pour chaque étape de traitement, c’est-à-dire la trempe et le revenu, comprendre l’enregistrement
des données suivantes:
— la température,
— la durée de maintien de la température, et
— le milieu de refroidissement.
6.3.2 Le traitement thermique doit être effectué de telle manière qu’il n’engendre pas de contraintes
excessives susceptibles de provoquer des dommages irréversibles dans le tube.
6.3.3 La température d’austénisation précédant la trempe doit être égale, à ± 30 °C près, à la température
retenue pour le type d’acier concerné, mais elle ne doit en aucun cas être inférieure à celle du point
critique supérieur (Ac ) de l’acier concerné.
6.3.4 La trempe dans un milieu différent de l’huile ou de l’air est autorisée à condition que la méthode
permette d’obtenir des tubes exempts de fissures, comme vérifié par le contrôle non destructif.
6.3.5 La température de revenu doit être égale, à ± 30 °C près, à la température garantissant les
propriétés mécaniques spécifiées, mais ne doit en aucun cas être inférieure à 540 °C.
6.4 Propriétés mécaniques
Les propriétés mécaniques du tube fini ou de l’anneau d’essai doivent être vérifiées conformément aux
paragraphes 10.2 et 11.3 et les résultats doivent être conformes au dessin de conception.
6.5 Non-conformité aux exigences relatives aux essais
6.5.1 Dans le présent article, les exigences relatives aux essais concernent uniquement les essais
spécifiés aux Articles 9, 10 et 11.
6.5.2 En cas de non-conformité aux exigences relatives aux essais, de nouveaux essais ou un traitement
thermique accompagné de nouveaux essais doivent être réalisés comme suit:
a) S’il existe une preuve qu’un essai a été mal effectué ou qu’une erreur de mesurage a été commise, un
nouvel essai doit être effectué. Si le résultat est satisfaisant, le premier essai doit être ignoré.
b) Si l’essai a été réalisé de manière satisfaisante, l’origine de l’échec de l’essai doit être identifiée.
1) Si les tubes ne présentent pas les propriétés mécaniques requises en raison du traitement
thermique appliqué, le fabricant peut soumettre tous les tubes du lot à un nouveau traitement
thermique ou rejeter les tubes correspondants. Si un ou plusieurs essais s’avèrent même
partiellement non concluants, tous les tubes du lot doivent être rejetés.
2) Si la non-conformité est due à autre chose que le traitement thermique appliqué, tous les
tubes défectueux doivent être refusés ou réparés par une méthode approuvée. Si les bouteilles
réparées satisfont à l’essai ou aux essais requis pour la réparation, elles doivent être considérées
comme faisant partie du lot d’origine.
6.5.3 Si un nouveau traitement thermique est nécessaire, les tubes doivent être trempés ou trempés et
revenus une nouvelle fois. Deux traitements d’austénisation au maximum sont autorisés. Si les tubes sont
soumis à un nouveau traitement thermique, l’épaisseur de paroi peut être affectée par la formation de
calamine et, par conséquent, l’épaisseur minimale garantie doit être vérifiée sur le tube fini.
7 Conception
7.1 Calcul de l’épaisseur de l’enveloppe cylindrique
L’épaisseur minimale garantie de l’enveloppe cylindrique, a′, ne doit pas être inférieure à l’épaisseur
calculée avec la formule de Lamé-Von Mises suivante:
10FR − 3p
D
eg h
a=−1 (1)
2 10FR
eg
où la valeur de F est la plus petite entre 0,65/(R /R ) et 0,85.
eg mg
R /R ne doit pas être supérieur à 0,90.
eg mg
Des exigences supplémentaires relatives aux tubes destinés à être utilisés avec des gaz fragilisants sont
données à l’Article 12.
NOTE 1 Il est généralement admis que, pour les gaz comprimés, p = 1,5p pour les tubes conçus et fabriqués
h w
conformément à la présente Norme internationale.
6 © ISO 2015 – All rights reserved
NOTE 2 Pour certaines applications telles que celles où des tubes sont assemblés en batteries pour équiper des
remorques, des skids (modules ISO) ou des conteneurs à gaz à éléments multiples (CGEM) pour le transport et la
distribution de gaz, il est important que les contraintes associées au montage des tubes (par exemple, contraintes
de flexion, voir Annexe F, contraintes de torsion, sollicitations dynamiques, etc.) soient prises en compte par le
fabricant des assemblages et le fabricant des tubes.
NOTE 3 De plus, pendant l’épreuve de pression hydraulique, les tubes peuvent être soutenus ou soulevés par
leurs goulots; par conséquent, il peut être nécessaire de tenir compte des éventuelles contraintes de flexion. Voir
l’Annexe F pour des recommandations générales.
7.2 Conception des extrémités des tubes
Les extrémités des tubes doivent être pratiquement hémisphériques et d’une épaisseur supérieure à
l’épaisseur de paroi minimale calculée, a. Les dimensions des profilés des extrémités du tube doivent
être spécifiées pour chaque conception en prenant en compte la répartition des contraintes et le procédé
de fabrication.
Afin de permettre l’examen visuel interne du tube, une ouverture adaptée doit être prévue au niveau
des extrémités du goulot. Le diamètre nominal de l’ouverture doit être supérieur à D/12. Les diamètres
intérieurs des ouvertures du goulot peuvent néanmoins être plus faibles à condition d’utiliser des outils
appropriés pour réaliser l’examen visuel, c’est-à-dire endoscope, miroirs, éclairage de haute intensité, etc.
Si les extrémités du tube sont filetées, l’épaisseur à la racine du filetage doit être assez importante pour
supporter la contrainte développée dans cette partie.
NOTE Il convient de réaliser une analyse des contraintes pour s’assurer que les limites théoriques ne sont pas
dépassées, en particulier s’il s’agit d’une grande ouverture.
7.3 Dessin de conception
Un dessin entièrement coté et contenant la spécification du matériau, tel que le traitement thermique,
les propriétés mécaniques garanties et la masse du tube, doit être préparé.
8 Construction et exécution
8.1 Généralités
Le tube doit être fabriqué à partir de tubes en acier sans soudure, généralement laminés à chaud,
étirés/extrudés ou forgés. Les extrémités doivent être formées à chaud soit par forgeage, soit par repoussage.
Aucun métal ne doit être ajouté au cours de la fermeture de l’extrémité.
Les défauts ne doivent pas être réparés par soudage.
8.2 Imperfections de surface
Les surfaces interne et externe du tube fini ne doivent comporter aucune imperfection pouvant avoir un
effet négatif sur le bon fonctionnement du tube.
NOTE Voir l’Annexe C pour des exemples d’imperfections et des lignes directrices concernant leur évaluation.
Les surfaces usinées du goulot doivent être examinées par une méthode de contrôle non destructif
acceptable pour l’organisme de contrôle, par exemple un contrôle par magnétoscopie (voir l’ISO 10893-5),
un contrôle par ressuage (voir l’ISO 10893-4), un contrôle par courants de Foucault (voir l’ISO 10893-2),
etc., pour s’assurer qu’elles sont exemptes d’imperfections.
8.3 Contrôle par ultrasons
Après le traitement thermique final et toute opération entraînant une perte d’épaisseur de paroi (par
exemple, meulage ou usinage), chaque tube doit subir un contrôle par ultrasons afin de détecter les défauts
internes et externes et les dédoublures et déterminer l’épaisseur de paroi conformément à l’Annexe B.
Un contrôle par ultrasons afin de détecter les imperfections et de contrôler l’épaisseur de paroi,
conformément à l’Annexe B, doit également être effectué sur les tubes fournis.
L’épaisseur de paroi en tout point ne doit pas être inférieure à l’épaisseur minimale garantie.
8.4 Fermeture des extrémités (raccord)
La fermeture du tube fini doit être effectuée par une méthode autre que le soudage, le brasage ou le
soudobrasage et doit éviter les fuites.
8.5 Tolérances dimensionnelles
8.5.1 Ovalisation
L’ovalisation de l’enveloppe cylindrique, c’est-à-dire la différence entre les diamètres extérieurs maximal et
minimal de la même section transversale, ne doit pas dépasser 2 % de la valeur moyenne de ces diamètres
mesurés au moins aux emplacements situés au quart de la longueur et à mi-longueur sur le tube.
8.5.2 Diamètre extérieur
Le diamètre extérieur moyen ne doit pas s’écarter de plus de ±1 % du diamètre extérieur nominal; ceci
doit être vérifié aux quarts de la longueur et à mi-longueur sur le tube.
8.5.3 Rectitude
L’écart maximal de la partie cylindrique de l’enveloppe par rapport à une ligne droite parallèle à l’axe du
tube ne doit pas dépasser 0,003 fois la longueur totale du corps, excepté pour des applications autonomes
(où les tubes ne sont pas à proximité les uns des autres) où cette valeur peut être dépassée avec l’accord
écrit des parties concernées (client, fabricant et organisme de contrôle). Voir Figure 1.
Légende
a écart maximal 0,003 ⋅ L
L longueur parallèle totale du corps
Figure 1 — Illustration de l’écart par rapport à une ligne droite
8.5.4 Excentration
Les valeurs des épaisseurs minimale et maximale ne doivent pas s’écarter de plus de 12,5 % de la valeur
moyenne de ces deux épaisseurs; cela doit être vérifié au minimum aux emplacements situés aux quarts
de la longueur et à mi-longueur sur les tubes.
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8.5.5 Longueur
La tolérance relative à la longueur théorique totale du tube seul, sans ses accessoires, ne doit pas
dépasser ±1,5 % ou ±50 mm, si cette dernière valeur est plus faible. Néanmoins, pour les tubes de grandes
dimensions >2 000 l, ces valeurs peuvent être dépassées avec l’accord écrit des parties concernées
(client, fabricant et organisme de contrôle).
8.5.6 Capacité en eau
+10
La tolérance relative à la contenance en eau doit être de % .
Pour les gaz comprimés, une tolérance de ± 5 % peut être utilisée avec l’accord écrit des parties
concernées (client, fabricant et organisme de contrôle).
NOTE Ces tolérances ne concernent pas et n’affectent pas la précision requise pour le marquage du volume
réel du tube.
8.5.7 Masse
La tolérance sur la masse théorique de tout tube individuel ne doit pas dépasser ±10 %. Lorsque les
tubes doivent être utilisés en batteries, la tolérance sur la masse moyenne du tube par chargement doit
être comprise entre – 10 % et + 5 % de la masse théorique par unité.
9 Procédure d’approbation de type
9.1 Exigences générales
Une spécification technique de chaque nouvelle conception de tube, ou de famille de tubes (spécifications
du type de conception) telle que définie ci-dessous, comprenant le dessin et les calculs de conception,
les caractéristiques de l’acier, du procédé de fabrication et du traitement thermique, doit être fournie
par le fabricant à l’organisme de contrôle. Les essais d’approbation de type détaillés en 9.2 doivent être
réalisés sous la surveillance de l’organisme de contrôle sur chaque nouvelle conception de tube.
Un tube doit être considéré comme étant d’une nouvelle conception, par rapport à une conception
existante approuvée, lorsque l’une des conditions suivantes s’applique:
— il est fabriqué dans une usine différente;
— il est fabriqué selon un procédé différent (voir 8.1); ceci comprend les modifications majeures du
procédé de fabrication réalisées au cours de la production, par exemple forgeage en repoussage,
modification du type de traitement thermique (y compris four différent), etc.;
— il est fabriqué à partir d’un acier ayant une plage de composition chimique spécifiée différente de
celle indiquée en 6.2.1;
— il reçoit un traitement thermique différent en dehors des limites spécifiées en 6.3;
— la longueur totale du tube a été augmentée de plus de 50 % (les tubes ayant un rapport
longueur/diamètre inférieur à 3 ne doivent pas être utilisés comme des tubes de référence pour
toute nouvelle conception ayant un rapport supérieur à 3);
— le diam
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