ISO 10297:1999
(Main)Gas cylinders — Refillable gas cylinder valves — Specification and type testing
Gas cylinders — Refillable gas cylinder valves — Specification and type testing
Bouteilles à gaz — Robinets de bouteilles à gaz rechargeables — Spécifications et essais de type
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10297
First edition
1999-05-01
Gas cylinders — Refillable gas cylinder
valves — Specification and type testing
Bouteilles à gaz — Robinets de bouteilles à gaz rechargeables —
Spécifications et essais de type
A
Reference number
ISO 10297:1999(E)
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ISO 10297:1999(E)
Contents Page
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Definitions and symbols .2
4 Valve requirements.3
5 Prototype valve test.7
6 Marking .16
7 Test report .16
Annex A (informative) Example of test sequence.17
Annex B (normative) Valve impact test.18
Annex C (normative) Endurance test .20
Bibliography.24
© ISO 1999
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International Organization for Standardization
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Internet iso@iso.ch
Printed in Switzerland
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ISO 10297:1999(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
International Standard ISO 10297 was prepared by Technical Committee ISO/TC 58, Gas cylinders, Subcommittee
SC 2, Cylinder fittings.
Annexes B and C form an integral part of this International Standard, annex A and the Bibliography are for
information only.
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INTERNATIONAL STANDARD © ISO ISO 10297:1999(E)
Gas cylinders — Refillable gas cylinder valves —
Specification and type testing
1 Scope
This International Standard specifies requirements for refillable gas cylinder valves and the method of testing such
valves for type approval.
This International Standard is applicable to valves to be fitted to gas cylinders of up to 150 l water capacity, intended
to convey compressed, liquefied or dissolved gases.
This International Standard is only applicable to valves operated by a hand wheel or a key.
This International Standard is not applicable to valves for breathing equipment, fire extinguishers, cryogenic
equipment or liquefied petroleum gas (LPG).
Additional specific requirements for valves fitted with pressure-reducing, pressure-retaining and non-return devices
are not covered by this International Standard.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these
publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to
investigate the possibility of applying the most recent edition of the normative documents indicated below. For
undated references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of IEC and ISO
maintain registers of currently valid International Standards.
ISO 188, Rubber, vulcanized or thermoplastic — Accelerated ageing or heat-resistance tests.
ISO 1817, Rubber, vulcanized — Determination of the effect of liquids.
ISO 5145, Cylinder valve outlets for gases and gas mixtures — Selection and dimensioning.
ISO 10156, Gases and gas mixtures — Determination of fire potential and oxidizing ability for the selection of
cylinder valve outlets.
ISO 10920, Transportable gas cylinders — 25E taper thread for connection of valves — Specification.
ISO 11114-1, Transportable gas cylinders — Compatibility of cylinder and valve materials with gas contents —
Part 1: Metallic materials.
ISO 11114-2, Transportable gas cylinders — Compatibility of cylinder and valve materials with gas contents —
Part 2: Non-metallic materials.
ISO 11114-3, Transportable gas cylinders — Compatibility of cylinder and valve materials with gas contents —
Part 3: Autogenous ignition test in oxygen atmosphere.
ISO 11116-1, Gas cylinders — 17E taper thread for connection of valves to gas cylinders — Part 1: Specifications.
ISO 11117, Gas cylinders — Valve protection caps and valve guards for industrial and medical gas cylinders —
Design, construction and tests.
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3 Definitions and symbols
For the purposes of this International Standard, the following definitions and symbols apply.
3.1
working pressure
p
w
settled pressure, at a uniform temperature of 15 °C, for a full gas cylinder
3.2
operating pressure
p
o
varying pressure which is developed in a cylinder during service
3.3
valve test pressure
p
vt
for permanent gases:
p = 1,2 · p
vt w
For liquefied gases and dissolved gases under pressure (for example, acetylene), p shall be at least equal to the
vt
minimum test pressure of the cylinder quoted in the relevant transportation regulation for that gas or gas group.
3.4
external tightness
tightness to atmosphere (leakage in and/or leakage out) when the valve is open (see Figure 1)
Key
p = internal pressure
p = atmospheric pressure
a
1 Leakage in
2 Leakage out
Figure 1 — External tightness
2
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3.5
Internal tightness
tightness across the valve seat (leakage in and/or leakage out) when the valve is closed (see Figure 2)
Key
p = internal pressure
p = atmospheric pressure
a
1 Leakage in
2 Leakage out
Figure 2 — Internal tightness
3.6
minimum closing torque
T
c
minimum closing torque applied to valve operating mechanism necessary to obtain the internal tightness
3.7
resistance torque
maximum closing torque applied to valve operating mechanism which the valve can withstand without suffering
damage
3.8
valve operating mechanism
manually rotated device, which closes and opens the valve orifice
4 Valve requirements
4.1 General
Valves shall operate satisfactorily over the full range of service temperatures, from 2 20 °C to 1 65 °C. The range
may be extended for short periods (e.g. during filling). Where higher or lower service temperatures are required for
longer periods, the purchaser shall specify this.
Valves shall be capable of withstanding any mechanical stresses or chemical attack they may experience during
normal service.
Valves shall be cleaned to meet the requirements of the intended service.
3
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4.2 Description and dimensions
A cylinder valve comprises:
a body;
a valve operating mechanism and internal sealing device;
an external sealing mechanism;
a connection(s) for usage (fill and discharge);
a connection system, between the valve and gas cylinder.
In addition, a valve may also comprise:
a safety device, against overpressurization;
a siphon tube;
a screwed plug or cap, on the outlet connection, to ensure leak tightness or protection;
an excess flow limiting device;
a filter.
The bore of the valve shall be adequate to meet the requirements of flow rate, without unacceptably reducing the
strength of the stem connection. The bore diameter, typically 3,5 mm for valves with a 25E stem thread (see
ISO 10920) and 2 mm for valves with a 17E stem thread (see ISO 11116-1), shall be agreed between customer and
supplier.
Where a valve is to be protected by a cap in accordance with ISO 11117, the valve should comply with the
dimensions given in Figure 3.
4
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r < 32,5 mm
h < 90 mm
R < 38 mm
125 mm
L <
NOTE 1 h represents the height between the lower part of the valve and the point at which the overall radius of the valve is
equal to the radius of the handwheel when the radius of the valve is greater than the radius of the handwheel.
NOTE 2 When the axes of the valve, the valve stem thread and handwheel do not coincide the distance between the two
axes should be added to r.
NOTE 3 L is the maximum length of a valve in the closed position when not fitted to a cylinder.
NOTE 4 R should be measured to the part of the valve furthest from the stem axis and includes any outlet plugs or caps if
fitted.
Figure 3 — Maximum dimensions for gas cylinder valves, protected by a cap
4.3 Materials
Metallic and non-metallic materials in contact with the gas shall be chemically and/or physically compatible with the
gas, under all intended operating conditions (see ISO 11114-1 and ISO 11114-2).
Compatibility of materials with oxygen and other oxidizing gases, ignition resistance of materials and lubricants,
shall be established by an appropriate test procedure (see ISO 11114-3).
Valves for acetylene may be manufactured from copper-based alloys if the copper content does not exceed 70 %
(m/m). The manufacturer shall not use any procedure resulting in copper enrichment of the surface. Silver content of
alloys shall be limited for acetylene valves. The acceptable limit varies between 43 % (m/m) and 50 % (m/m),
depending on the composition of the alloy.
Non-metallic sealing material for use with air, oxygen and oxygen enriched gases, shall be capable of withstanding
an ageing sensitivity test in accordance with ISO 188.
Non-metallic sealing material in valves shall be capable of withstanding corrosive media tests in accordance with
ISO 1817.
5
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4.4 Design and construction
4.4.1 Valve body
The valve body shall be manufactured by a process that will ensure the reproducibility of the mechanical
characteristics necessary to meet the requirements specified in this International Standard, particularly that
specified in 5.4.2. The anisotropy of the material shall be considered.
4.4.2 Valve connections
Valves are normally connected to the cylinder by means of a taper or parallel male thread and to the filling and
utilisation appliances by means of a separate outlet connection, complying with an accepted standard.
4.4.3 Valve operating mechanism
The valve operating mechanism shall be manufactured from materials capable of withstanding mechanical stress
including possible dynamic loads (eg., pressure shocks or cyclic changes) and the extremes of service temperature,
to which it may be subjected.
The materials of the valve operating mechanism shall withstand fire engulfment in accordance with 5.4.10.
The valve operating mechanism shall satisfy the following conditions:
it shall not be dependent on the pressure in the cylinder;
it shall, under normal conditions, operate without difficulty throughout its service life;
it shall be designed in such a way that it cannot be unscrewed from the valve body with a torque of less than
.
40 N m;
it shall be designed in such a way that the setting of the operating position of the valve, cannot be inadvertently
altered;
it shall close the valve by clockwise rotation;
it shall be designed to ensure that lubricants that are not oxygen compatible, do not come into contact with
highly oxidizing gases as defined in ISO 10156;
for acetylene valves, it shall be designed to meet the requirements of 5.4.9.
For valves for oxygen or highly oxidizing gases, the opening of the valve orifice shall be progressive. Complete
opening shall require more than one rotation of the operating mechanism. For valves, in which it is technically
difficult to limit opening in this way (for example diaphragm valves) other means shall be provided to delay full gas
flow.
4.4.4 Tightness
Methods of achieving external tightness include:
gland packing;
one or several O-rings;
diaphragm;
bellows;
any other appropriate device.
External and internal tightness, shall be achieved over the full range of service pressures and temperatures.
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The external tightness shall be maintained for all positions of the valve spindle, from the opening, to complete
closing and during operation.
All sealing devices shall withstand 2 000 opening and closing cycles, at p , without replacement of the sealing
vt
device. Adjustment is permitted.
The minimum gauge pressure, during the tightness test, shall be 0,1 bar. Where the valve is not intended for use
with inflammable or toxic gases this pressure may be increased to 0,5 bar.
At the customer’s request the tightness test may be carried out under vacuum.
When incorporating diaphragms or bellows, additional gland packings or O-rings, may be used to ensure safety, in
case of deterioration of the diaphragms or the bellows. This particularly applies for toxic gases.
The tightness test is normally carried out with air or nitrogen. Valves designated for use with gases lighter than air,
or very searching gases (for example carbon dioxide) may be subjected to a test using helium.
For the definition of an inflammable gas see ISO 10156, and for the definition of a toxic gas see annex A of ISO 5145.
4.4.5 Leakage rate
3
The internal or external leakage rate shall not exceed 6 cm /h at 20 °C and 1 013 mbar.
The specified rate may be amended by agreement and subject to special applications, eg., for valves for highly toxic
or high purity gas service, a lower leakage rate may be specified.
4.4.6 Operating torque
For handwheel operated valves, with a handwheel diameter of 65 mm, the closing torque to obtain internal
tightness, shall be 7 N·m or less. For certain valves (for example key operated or diaphragm valves) this torque may
be higher. The size of the handwheel, or equivalent operating device, shall be appropriate for the required closing
torque (see 5.4.3.2 and 5.4.6).
The torque necessary for the complete closing and opening of the valve, shall not increase significantly during the
valve's service life (see 5.4.4).
5 Prototype valve test
5.1 General
Before valves are introduced into service, they shall be submitted for prototype approval (see 5.2 and 5.3). A
prototype approval is valid for a given family of valves, having the same basic design.
Variations to connections do not require further prototype testing.
Changes to the internal components for reasons of gas/material compatibility (for example 'O' ring, packing,
diaphragm, spindle, lubricant) constitute a type variant within the given family.
Type variants require repetition of the relevant parts of the type test.
Changes of the basic design dimensions of components or changes of valve body material, constitute a new family
and require the full type test.
7
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5.2 Documents
The manufacturer shall make available to the test authority, the following documents:
a set of drawings consisting of the general arrangement, parts list, material specifications and detail drawings.
Any type variant, within the given family, shall be clearly identified;
description of valve and method of operation;
information on the field of application of the valve (gases and gas mixtures, pressures, use with or without valve
protection device, etc). It shall be clearly indicated which gases and gas mixtures can be used with each type
variant;
certificates of material compatibility as required.
5.3 Test valves
A minimum of nine sample valves are required (more samples may be necessary, depending on the number of type
variants to be tested):
a) one sample (No. 1) for the hydraulic pressure test;
b) samples for tightness tests and endurance test as follows:
1) when no type variants are specified, five samples of the basic specification shall be tested. (Nos. 2 to 6);
2) when one type variant (a) is specified, three samples (Nos 2, 3, 4) of the basic specification and two
samples (Nos. 5a and 6a) of the type variant shall be tested;
3) when two or more type variants (a, b, etc.) are specified, two samples (Nos. 2 and 3) of the basic
specification, and two samples of each type variant (Nos. 4a and 5a, 4b and 5b, etc.) shall be tested;
c) one sample (No. 2) is also used for the fire exposure test;
d) one sample (No. 7) for any additional test which may be required;
e) two samples (Nos. 8 and 9) for determination of operating torques.
In addition, for oxygen or highly oxidizing gas service, three sample valves (10n, 11n and 12n) are required for the
oxygen pressure surge test and for acetylene service, three sample valves (10m, 11m, and 12m) are required for
the internal tightness test after flashback.
5.4 Test procedure
5.4.1 Table of tests
Tests shall be carried out, in accordance with the schedule given in Table 1.
See annex A, for an example of test sequence for a basic design with type variants.
8
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Table 1 — Sequence of tests (tightness, endurance and fire resistance) for type approval (no variants)
Test Test and sub Condition of Test temperature Valve No. of Total
sequence clause No. test valve sample tests/valve No. of
°C number tests
1 Hydraulic 5.4.2 As received 20 ± 51 1 1
a b b
2 Internal/external As received 20 ± 52 to 6 6 or 8 30 or 40
tightness 5.4.3
a b b
3 Internal/external From test 20 ± 52 to6 6 or 8 30 or 40
tightness 5.4.3 sequence 2,
aged at 65 °C
for 5 days
a
4 Endurance 5.4.4 From test 20 ± 52 to 6 1 5
sequence 3
a b b
5 Internal/external From test 20 ± 52 to 6 6 or 8 30 or 40
tightness 5.4.3 sequence 4
a b b
6 Internal/external From test 65 ± 2,5 2 to 6 6 or 8 30 or 40
tightness 5.4.3 sequence 5
c a b b
7 Internal/external From test 220 ± 2,5 2 to 6 6 or 8 30 or 40
tightness 5.4.3 sequence 6
a
8 Visual From test 20 ± 52 to 6 1 5
examination sequence 7
5.4.5
9 Excessive torque As received 20 ± 5 8 and 9 1 2
5.4.6
10 Fire exposure From test 800 to 1 000 2 1 1
5.4.10 sequence 8
a
For additional type variants, valve sample numbers and tests will change in accordance with 5.3.
b
The total number of tests will be 30 without vacuum test and 40 if a v
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10297
Première édition
1999-05-01
Bouteilles à gaz — Robinets de bouteilles
à gaz rechargeables — Spécifications et
essais de type
Gas cylinders — Refillable gas cylinder valves — Specification and type
testing
A
Numéro de référence
ISO 10297:1999(F)
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ISO 10297:1999(F)
Sommaire Page
1 Domaine d’application .1
2 Références normatives .1
3 Définitions et symboles .2
4 Caractéristiques du robinet .3
5 Essais de prototypes.7
6 Marquage.16
7 Rapport d’essai.16
Annexe A (informative) Exemple de séquence d’essais .17
Annexe B (normative) Essai de choc du robinet .18
Annexe C (normative) Essai d’endurance .20
Bibliographie.24
© ISO 1999
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque
forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Suisse
Internet iso@iso.ch
Imprimé en Suisse
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© ISO
ISO 10297:1999(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
La Norme internationale ISO 10297 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 58, Bouteilles à gaz, sous-comité
SC 2, Accessoires de bouteilles.
Les annexes B et C font partie intégrante de la présente Norme internationale. L’annexe A est donnée uniquement
à titre d’information.
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NORME INTERNATIONALE © ISO ISO 10297:1999(F)
Bouteilles à gaz — Robinets de bouteilles à gaz
rechargeables — Spécifications et essais de type
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie les exigences relatives aux robinets de bouteilles à gaz rechargeables et
les méthodes d’essais de ces robinets en vue de leur homologation.
La présente Norme internationale est applicable aux robinets montés sur des bouteilles à gaz de contenance en
eau ne dépassant pas 150 l conçues pour transporter des gaz comprimés, liquéfiés ou dissous.
La présente Norme internationale n’est applicable qu’aux robinets manoeuvrés à l’aide d’un volant ou d’une clé.
La présente Norme internationale n’est pas applicable aux robinets pour appareils respiratoires, pour extincteurs
d’incendie, pour équipements cryogéniques et pour gaz de pétrole liquéfiés (GPL).
Des exigences particulières supplémentaires pour les robinets montés avec des réducteurs de pression, avec des
dispositifs à pression résiduelle et des dispositifs antiretour ne sont pas couverts par la présente Norme
internationale.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s'appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s'applique. Les membres de l’ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 188, Caoutchouc vulcanisé — Essais de résistance au vieillissement accéléré et à la chaleur.
ISO 1817, Caoutchouc vulcanisé — Détermination de l’action des liquides.
ISO 5145, Raccords de sortie de robinets de bouteilles à gaz et mélanges de gaz — Choix et dimensionnement.
ISO 10156, Gaz et mélanges de gaz — Détermination du potentiel d’inflammabilité et d’oxydation pour le choix des
raccords de sortie de robinet.
ISO 10920, Bouteilles à gaz — Filetages coniques 25E pour le raccordement des robinets sur les bouteilles à
gaz — Spécifications.
ISO 11114-1, Bouteilles à gaz transportables — Compatibilité des matériaux des bouteilles et des robinets avec les
contenus gazeux — Partie 1: Matériaux métalliques.
ISO 11114-2, Bouteilles à gaz transportables — Compatibilité des matériaux des bouteilles et des robinets avec les
contenus gazeux — Partie 2: Matériaux non métalliques.
ISO 11114-3, Bouteilles à gaz transportables — Compatibilité des matériaux des bouteilles et des robinets avec les
contenus gazeux — Partie 3: Essai d’auto-inflammation sous atmosphère d'oxygène.
1
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© ISO
ISO 10297:1999(F)
ISO 11116-1,
Bouteilles à gaz — Filetages coniques 17E pour le raccordement des robinets sur les bouteilles à
gaz — Partie 1: Spécifications.
ISO 11117,
Bouteilles à gaz — Chapeaux fermés et chapeaux ouverts de protection des robinets de bouteilles à
gaz industriels et médicaux — Conception, construction et essais.
3 Définitions et symboles
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les définitions et symboles suivants s’appliquent:
3.1
pression de service
p
w
pression stabilisée, à une température uniforme de 15 °C, pour une bouteille à gaz pleine
3.2
pression de fonctionnement
p
o
pression variable qui se développe à l’intérieur de la bouteille durant l’exploitation
3.3
pression d’essai de robinet
p
vt
pour les gaz comprimés permanents:
p = 1,2 ´ p
vt w
Pour les gaz liquéfiés et les gaz dissous sous pression (par exemple, l’acétylène), p doit être égale à la pression
vt
d’épreuve minimale de la bouteille spécifiée dans la réglementation sur le transport pour ce gaz ou ce groupe de gaz.
3.4
étanchéité externe
étanchéité par rapport à l’atmosphère (fuite vers l’intérieur ou vers l’extérieur ou les deux) lorsque le robinet est ouvert
Voir Figure 1.
Légende
p = pression intérieure
p = pression atmosphérique
a
1 Fuite vers l'intérieur
2 Fuite vers l'extérieur
Figure 1 — Étanchéité externe
2
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ISO 10297:1999(F)
3.5
étanchéité interne
étanchéité du siège du robinet (fuite vers l’intérieur ou vers l’extérieur ou les deux) lorsque le robinet est fermé
Voir Figure 2.
Légende
p = pression intérieure
p = pression atmosphérique
a
1 Fuite vers l'intérieur
2 Fuite vers l'extérieur
Figure 2 — Étanchéité interne
3.6
couple minimal de fermeture
T
c
couple minimal de fermeture appliqué sur le mécanisme de fonctionnement du robinet nécessaire pour obtenir
l’étanchéité interne
3.7
couple résistant
couple maximal de fermeture, appliqué sur le mécanisme de fonctionnement du robinet, auquel le robinet peut
résister sans dommage
3.8
dispositif de manœuvre du robinet
système manuel rotatif qui permet de fermer et d’ouvrir l’orifice du robinet
4 Caractéristiques du robinet
4.1 Généralités
Les robinets doivent fonctionner avec satisfaction sur toute la plage des températures de service, de – 20 °C à
+ 65 °C. Cette plage peut être élargie pendant de courtes périodes (par exemple pendant le remplissage). Lorsque
des températures de service supérieures ou inférieures sont exigées pendant de plus longues périodes, l’acheteur
doit le demander en conséquence.
Les robinets doivent être capables de résister aux contraintes mécaniques ou aux attaques chimiques qu’ils
peuvent subir dans les conditions normales de service.
Les robinets doivent être nettoyés pour satisfaire aux exigences du fonctionnement prévu.
3
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ISO 10297:1999(F)
4.2 Description et dimensions
Un robinet de bouteille se compose:
d’un corps;
d’un dispositif de manœuvre du robinet et d’obturation interne;
d’un système d’étanchéité externe;
d’un ou de plusieurs raccords d’utilisation (remplissage et soutirage);
d’un système de raccordement entre le robinet et la bouteille à gaz.
Le robinet peut également comprendre:
un dispositif de sécurité contre les surpressions;
un tube plongeur;
un bouchon fileté ou un chapeau de protection du raccord de sortie assurant l’étanchéité ou la protection;
un limiteur de débit;
un filtre.
Le passage du robinet, doit être conçu pour remplir les exigences de débit, sans réduire de manière inacceptable la
résistance du raccordement de la queue de robinet. Le passage du robinet, typiquement 3,5 mm pour les queues
de robinet 25E (voir l’ISO 10920) et 2 mm pour les queues de robinet 17E (voir l’ISO 11116-1), doit être convenu
entre le client et le fournisseur.
Lorsqu’un robinet doit être protégé par un chapeau conformément à l’ISO 11117, il convient que le robinet
satisfasse aux dimensions données à la Figure 3.
4
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© ISO
ISO 10297:1999(F)
r ¶ 32,5 mm
h ¶ 90 mm
R ¶ 38 mm
125 mm
L ¶
NOTE 1 h représente la hauteur entre la partie inférieure du robinet et le point où le rayon d'encombrement du robinet est
égal au rayon du volant lorsque le rayon du robinet est supérieur au rayon du volant.
NOTE 2 Lorsque les axes du raccord d’entrée et du volant ne coïncident pas, l’excentration entre les deux axes s’ajoute à r.
NOTE 3 L est la longueur maximale du robinet, clapet fermé, lorsqu’il n’est pas monté sur la bouteille.
NOTE 4 R est mesuré de la partie la plus éloignée du robinet jusqu’à l’axe du raccord d’entrée et comprend un éventuel
bouchon placé sur le raccord de sortie.
Figure 3 — Dimensions maximales des robinets de bouteilles à gaz à protéger par un chapeau
4.3 Matériaux
Les matériaux, qu’ils soient métalliques ou non, en contact avec le gaz, doivent être compatibles du point de vue
physique et/ou chimique avec le gaz dans toutes les conditions de service prévues (voir l’ISO 11114-1 et
l’ISO 11114-2).
La compatibilité avec l’oxygène ou d’autres gaz oxydants, ainsi que la résistance des matériaux et des lubrifiants à
l’inflammation doivent être vérifiées par une méthode d’essai appropriée (voir l’ISO 11114-3).
Les robinets de bouteilles à acétylène peuvent être fabriqués en alliages à base de cuivre si la teneur en cuivre ne
dépasse pas 70 % en masse. Le fabricant ne doit employer aucune méthode entraînant un enrichissement en
cuivre de la surface. La teneur en argent des alliages doit être limitée pour les robinets de bouteilles à acétylène.
Les limites acceptables varient entre 43 % en masse et 50 % en masse selon la composition de l’alliage.
Les matériaux non métalliques assurant l’étanchéité pour l’utilisation avec l’air, l’oxygène et les gaz enrichis à
l’oxygène, doivent être capables de résister aux essais de vieillissement spécifiés dans l’ISO 188.
Les matériaux non métalliques assurant l’étanchéité des robinets doivent pouvoir résister aux essais en milieux
corrosifs spécifiés dans l’ISO 1817.
5
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4.4 Conception et construction
4.4.1 Corps de robinet
Le corps du robinet doit être fabriqué par un procédé qui assurera la reproductibilité des caractéristiques
mécaniques nécessaires pour remplir les exigences mentionnées dans la présente Norme internationale,
particulièrement en 5.4.2. L’anisotropie du matériau doit être considérée.
4.4.2 Raccords de robinet
Le robinet est normalement raccordé à la bouteille par un filetage conique ou un filetage parallèle mâle et aux
organes de remplissage et d’utilisation au moyen d’un raccord de sortie en conformité avec une norme acceptée.
4.4.3 Dispositif de manœuvre du robinet
Le dispositif de manœuvre du robinet doit être fabriqué à partir de matériaux capables de résister aux contraintes
mécaniques auxquelles il peut être soumis, y compris les charges dynamiques possibles (par exemple chocs de
pression ou variations cycliques) et les extrêmes des températures de service.
Les matériaux du dispositif de manœuvre du robinet doivent pouvoir résister au feu conformément à 5.4.10.
Le dispositif de manœuvre du robinet doit remplir les conditions suivantes:
il ne doit pas être dépendant de la pression dans la bouteille;
il doit, en utilisation normale, fonctionner sans difficulté pendant sa durée de vie;
il doit être conçu de manière qu’il ne puisse être dévissé du corps du robinet avec un couple inférieur à 40 N{m;
il doit être conçu de manière que le réglage de la position de fonctionnement du robinet ne puisse être modifié
par inadvertance;
il doit fermer le robinet par rotation dans le sens des aiguilles d’une montre;
il doit être conçu de façon à assurer que les lubrifiants qui ne sont pas compatibles avec l’oxygène n’entrent
pas en contact avec les gaz fortement oxydants tels qu’ils sont définis dans l’ISO 10156;
il doit être conçu pour remplir les exigences de 5.4.9 dans le cas des bouteilles contenant de l’acétylène.
Pour les robinets de bouteilles contenant de l’oxygène ou des gaz fortement oxydants, l’ouverture doit être
progressive. L’ouverture complète doit nécessiter plus d’un tour du dispositif de manœuvre. Les robinets pour
lesquels il est techniquement difficile de limiter l’ouverture de cette façon (par exemple robinets à membrane)
doivent disposer d’autres moyens pour retarder le débit total du gaz.
4.4.4 Étanchéité
L’étanchéité externe peut être assurée par plusieurs moyens:
garniture de presse-étoupe;
un ou plusieurs joints toriques;
membrane;
soufflet;
tout autre dispositif approprié.
L’étanchéité externe et interne des robinets doit être assurée sur tout le domaine des pressions et températures de
service.
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L’étanchéité externe doit être maintenue dans toutes les positions de la tige du robinet, de la position d’ouverture
complète à la position de fermeture complète pendant le fonctionnement.
Tous les dispositifs d’étanchéité doivent résister à 2000 cycles d’ouverture et de fermeture à p , sans
vt
remplacement du dispositif d’étanchéité. Les réglages sont permis.
La pression effective minimale pendant l’essai d’étanchéité doit être de 0,1 bar. Lorsque le robinet n’est pas destiné
à être utilisé avec des gaz inflammables ou toxiques cette pression peut être augmentée jusqu’à 0,5 bar.
A la demande du client, l’essai d’étanchéité peut être effectué sous vide.
Des garnitures de presse-étoupe ou des joints toriques peuvent être ajoutés aux membranes ou aux soufflets pour
assurer la sécurité en cas de détérioration des membranes ou des soufflets. Ceci s’applique particulièrement aux
gaz toxiques.
En général l’essai d’étanchéité s’effectue normalement avec de l’air ou de l’azote. Les robinets conçus pour des gaz
plus légers que l’air ou très fugaces (dioxyde de carbone, par exemple) peuvent subir un essai à l’hélium.
Pour la définition des gaz inflammables, voir l’ISO 10156, pour la définition des gaz toxiques voir l’ISO 5145,
annexe A.
4.4.5 Débit de fuite
3
Le débit de fuite interne ou externe ne doit pas dépasser 6 cm /h à 20 °C et 1 013 mbar.
Le débit spécifié peut être modifié par accord et sur spécifications particulières; par exemple, un débit de fuite plus
faible peut être spécifié dans le cas de robinets pour gaz très toxiques ou très purs.
4.4.6 Couple de manœuvre
Pour les robinets à volant à main avec un volant de diamètre de 65 mm, le couple de fermeture pour assurer
l’étanchéité interne doit être d’au plus 7 N{m. Pour certains robinets, (par exemple, à clé ou à membrane), ce
couple peut être plus élevé. La dimension du volant ou du dispositif de manœuvre équivalent doit être appropriée
au couple de fermeture exigé (voir 5.4.3.2 et 5.4.6).
Le couple nécessaire pour fermer ou ouvrir complètement le robinet ne doit pas augmenter de façon notable
pendant la durée de vie du robinet (voir 5.4.4).
5 Essais de prototypes
5.1 Généralités
Avant que les robinets ne soient mis en service, ils doivent être soumis à l'essai de prototype (voir 5.2 et 5.3). Un
essai de prototype est valable pour une famille donnée de robinets ayant la même conception de base.
Des variantes sur les raccordements ne nécessitent pas d’autres essais de prototype.
Des changements sur les composants internes pour des raisons de compatibilité des gaz avec les matériaux (par
exemple joint torique, presse étoupe, membrane, tige, lubrifiant, etc.) constituent une variante de type à l’intérieur
d’une famille donnée.
Les variantes de type nécessitent une répétition des parties concernées de l’essai type.
Des changements dans les dimensions de la conception de base des composants ou des changements du
matériau du corps constituent une nouvelle famille et nécessitent l’essai type complet.
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5.2 Documents
Le fabricant doit fournir au laboratoire d'essai les documents suivants:
un jeu de dessins comportant le plan complet, la nomenclature des pièces, les spécifications techniques des
matériaux et les plans détaillés. Toute variante de type, à l’intérieur d’une famille donnée, doit être clairement
identifiée;
la description du robinet et de son mode de fonctionnement;
une information sur les conditions de service prévues pour le robinet (gaz et mélanges de gaz, pressions,
possibilité d’utiliser ou non un dispositif de protection, etc.). Il doit être clairement indiqué quels gaz et
mélanges de gaz peuvent être utilisés avec chaque variante de type;
les certificats de compatibilité des matériaux, sur demande.
5.3 Robinets d’essais
Un minimum de neuf robinets-échantillons est nécessaire (d’autres échantillons peuvent être nécessaires en
fonction du nombre de variantes de type à essayer):
a) un échantillon (N° 1) pour l’essai de pression hydraulique;
b) des échantillons pour les essais d’étanchéité et d’endurance comme suit:
1) lorsque aucune variante de type n’est spécifiée, cinq échantillons de la spécification de base doivent être
os
essayés (N 2 à 6);
os
2) lorsqu’une variante de type a est spécifiée, trois échantillons (N 2, 3 et 4) de la spécification de base et
os
deux échantillons (N 5a et 6a) de la variante de type doivent être essayés;
os
3) lorsque deux ou plusieurs variantes de type (a, b, etc.) sont spécifiées, deux échantillons (N 2 et 3) de la
os
spécification de base et deux échantillons de chaque variante de type (N 4a et 5a, 4b et 5b, etc.) doivent
être essayés;
o
c) un échantillon (N 2) doit aussi être utilisé pour l’essai de tenue au feu;
o
d) un échantillon (N 7) peut être requis pour tout essai supplémentaire;
os
e) deux échantillons (N 8 et 9) pour la détermination des couples de manœuvre.
De plus, pour l’utilisation avec de l’oxygène ou un gaz fortement oxydant, trois robinets-échantillons (10n, 11n et
12n) sont exigés pour l’essai de compression adiabatique. De même, pour l’utilisation avec l’acétylène, trois
robinets-échantillons (10m, 11m et 12m) sont exigés pour l’essai d’étanchéité interne après retour de flamme.
5.4 Mode opératoire
5.4.1 Tableau des essais
Les essais doivent être réalisés dans l’ordre indiqué dans le Tableau 1.
Voir l’annexe A pour un exemple de séquence d’essai dans le cas d’une conception de base avec des variantes de
type.
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Tableau 1 — Séquence des essais (étanchéité, endurance, résistance au feu) pour l’approbation type
(sans variante de type)
Séquence Température Numéro du Nombre Nombre
des Essai État du robinet essayé d’essai robinet- d’essais par total
opérations °C échantillon robinet d’essais
1 Hydraulique 5.4.2 État de réception 20 ± 51 1 1
a b b
2 Étanchéité interne et État de réception 20 ± 52 à 6 6 ou 8 30 ou 40
externe 5.4.3
a b b
3 Étanchéité interne et Après l’opération 2, 20 ± 52 à 6 6 ou 8 30 ou 40
externe 5.4.3 vieillissement à 65 °C
pendant 5 jours
a
4 Endurance 5.4.4 Robinets de l’opération 3 20 ± 52 à 6 1 5
a b b
5 Étanchéité interne et Robinets de l’opération 4 20 ± 52 à 6 6 ou 8 30 ou 40
externe 5.4.3
a b b
6 Étanchéité interne et Robinets de l’opération 5 65 ± 2,5 2 à 6 6 ou 8 30 ou 40
externe 5.4.3
c a b b
7 Étanchéité interne et Robinets de l’opération 6- 20 ± 2,5 2 à 6 6 ou 8 30 ou 40
externe 5.4.3
a
8 Examen visuel 5.4.5 Robinets de l’opération 7 20 ± 52 à 6 1 5
9 Couple excessif 5.4.6 État de réception 20 ± 5 8 et 9 1 2
10 Exposition au feu Robinet de l’opération 8 800 à 1 000 2 1 1
5.4.10
a
Pour les variantes de type supplémentaires, les numéros des robinets-échantillons et des essais changent en accord avec 5.3.
b
Le nombre total d’essais sera de 30 sans l’essai sous vide et de 40 si un essai sous vide est requis.
c
Dans certaines parties du monde et pour certaines applications, une température d’essai inférieure (- 30 °C, par exemple) doit être prise
en compte.
5.4.2 Essai de pression hydraulique
Pour des raisons de sécurité, cet essai doit être effectué avant tous les autres.
L’essai de pression hydraulique doit avoir lieu dans les conditions suivantes:
clapet du robinet en position ouverte;
sortie de robinet obturée;
les dispositifs de sécurité (éventuels) doivent être enlevés et les ouvertures obturées;
fluide d’essai: eau ou autre fluide convenable;
pour les gaz permanents: 1,5 · 1,5 p ;
w
pour les gaz liquéfiés: 1,5 p ;
vt
pour les gaz dissous, tels que l’acétylène, la pression d’essai du robinet doit être de 450 bar;
température d’essai (température ambiante): (20 ± 5) °C;
temps de maintien en pression: 2 min au minimum.
La pression doit augmenter en continu et progressivement. Le robinet prototype doit résister à l’essai sans
présenter ni déformation permanente, ni rupture.
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5.4.3 Essais d’étanchéité
5.4.3.1 Généralités
Chaque séquence d’essai d’étanchéité interne et externe se compose d’un essai à quatre réglages de pression,
conformément aux indications du Tableau 2.
La pression d’épreuve doit être maintenue pendant au moins 1 min.
Tableau 2 — Pressions pour l’essai d’étanchéité
Séquence Pression d’essai pour l’essai d’étanchéité
d’essai
-3
1 Vide (par exemple 5 · 10 bar) si nécessaire
2 0,1 bar pour les gaz toxiques et inflammables
0,5 bar pour tous les autres gaz
3 10 bar pour tous les gaz
4 p pour les gaz permanents, ou la pression d’épreuve de la
vt
bouteille pour les gaz liquéfiés et dissous si cette dernière est plus
élevée, mais jamais moins de 20 bar.
5.4.3.2 L’étanchéité interne
L’étanchéité interne doit se déterminer en relation avec le couple de fermeture et sur chacun des cinq robinets-
échantillons, ou plus, selon le mode opératoire suivant (voir 5.3):
a) obturer la sortie du robinet;
b) ôter les dispositifs de sécurité (si présents) et obturer les ouvertures;
c) ouvrir le robinet;
d) exercer la pression spécifiée à l’entrée du robinet;
e) fermer le robinet au couple désiré;
f) désobstruer la sortie du robinet;
g) attendre au moins 1 min avant de mesurer le débit de fuite au siège;
h) si le débit de fuite est inacceptable (voir 4.4.5), répéter la séquence d’essai à une valeur plus élevée du couple
de fermeture.
Cette séquence d’essai doit être répétée pour chacune des pressions d’essais données dans le Tableau 2.
NOTE Il est particulièrement important de mettre les robinets à membrane sous pression au moment de la fermeture du
robinet.
5.4.3.3 Étanchéité externe
L’étanchéité externe doit se déterminer sur chacun des cinq robinets-échantillons, ou plus, selon le mode opératoire
suivant (voir 5.3):
a) obturer une ouverture du robinet (entrée ou sortie);
b) ôter les dispositifs de sécurité (si présents) et obturer les ouvertures;
c) ouvrir complètement le robinet;
10
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d) exercer la pression spécifiée à l’autre ouverture du robinet;
e) mesurer le débit de fuite;
f) fermer partiellement le robinet;
g) mesurer le débit de fuite.
Répéter si nécessaire les opérations f) et g) à différents degrés de fermeture partielle.
Lors de l’opération 7 du Tableau 1, effectuée à (- 20 ± 2,5) °C, le débit de fuite externe doit également être mesuré
pendant la rotation du volant.
5.4.4 Essai d’endurance
Un essai d’endurance, comprenant 2000 cycles d’ouverture totale et de fermeture totale du robinet, doit être
effectué à p .
vt
Après chaque fermeture la pression en aval du siège doit être relâchée vers l’atmosphère. Une pause d’au moins
6 s doit être observée à chaque position d’ouverture totale et à chaque position de fermeture totale.
Il convient, durant l’essai, de prendre soin que le frottement n’entraîne pas une température du robinet
sensiblement supérieure à celle indiquée dans le Tableau 1.
Le couple de fermeture utilisé pendant l’essai d’endurance doit être de 7 N{m pour les robinets à volant. Aucun
couple significatif ne doit être appliqué en position d’ouverture totale.
Les robinets à clé ou à membrane qui nécessitent un couple minimal de fermeture T supérieur à 7 N{m seront
c
essayés avec un couple égal à 1,5 · T .
c
Pour les petits robinets à couple minimal de fermeture inférieur à 7 N{m, le couple utilisé pendant l’essai doit être le
double du couple minimal de fermeture, avec un maximum de 7 N{m.
Pour les essais subséquents, le couple utilisé pendant l’essai d’endurance ne doit pas être dépassé.
5.4.5 Examen visuel
Lorsque l’essai d’endurance et les essais d’étanchéité subséquents sont terminés, les éléments assurant
l’étanchéité, tels que membranes, soufflets, joints toriques, doivent être soumis à un examen visuel pour déceler
une usure ou une détérioration inacceptables.
5.4.6 Détermination de la résistance à un couple excessif
Cet essai a pour but de vérifier que le mécanisme de manœuvre du robinet possède une résistance suffisante et
que sa détérioration, par suite d’un couple excessif, ne présente pas de danger.
Ces essais doivent être effectués sur les robinets-échantillons 8 et 9, à la pression atmosphérique.
Le couple de fermeture sur le robinet-échantillon 8 doit être augmenté progressivement jusqu’à une valeur donnée
T (voir ci-dessous) et, à ce couple, le robinet doit pouvoir fonctionner sans difficulté notable et sans détérioration
significative. Le couple doit être ensuite augmenté lentement jusqu’à détérioration d’une partie quelconque du
dispositif de commande. La valeur du couple lors de la détérioration ne doit pas être inférieure à 1,25 · T.
Cet essai doit ensuite être répété sur le robinet-échantillon 9, mais avec un couple d’ouverture au lieu d’un couple
de fermeture.
Après cet essai, le mécanisme de manœuvre du robinet peut être gravement endommagé et ne pas fonctionner.
Aucun élément sous pression ne doit être détérioré. Le désassemblage du mécanisme n’est pas permis durant cet
essai.
La valeur de T, pour les robinets normalisés de bouteilles à gaz industriels munis d’un volant de 65 mm de
diamètre, est égale à 20 N{m.
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Cette valeur de variera cependant avec la conception du robinet et du mécanisme de manœuvre; elle peut être
T
inférieure pour les petits robinets et supérieure pour les robinets à clé.
Le mécanisme de manœuvre ne doit pas pouvoir résister à un couple supérieur à celui qui peut désassembler le
mécanisme de manœuvre et le corps du robinet (voir 4.4.3).
5.4.7 Essai de choc mécanique
Lorsqu’il n’est pas prévu de protéger le robinet par un chapeau ou un autre dispositif de protection, un essai de
choc doit être effectué sur le robinet-échantillon 7, comme décrit dans l’annexe B.
5.4.8 Essai de compression adiabatique à l’oxygène
Cet essai doit être réalisé sur les robinets utilisés pour toutes les applications avec un gaz ou un mélange de gaz
dont le potentiel d’oxydation est supérieur à celui de l’air (pour la définition du potent
...
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