ISO 5115:2023
(Main)Industrial valves — Part-turn valve actuation
Industrial valves — Part-turn valve actuation
This document applies to part-turn actuated valve assemblies comprising valve (e.g. ball valve, butterfly valve, and plug valve), actuator and, when required, a mounting kit supplied as a package. It defines the design considerations necessary for automating valves, the responsibilities for the information required and tasks to be completed, to ensure suitable actuator and mounting kit sizing, selection and assembly on the valve. It applies to pneumatic, hydraulic, electro-hydraulic and electric actuators. An actuator coupled to a gearbox, as defined in ISO 5211, is included in the scope of this document. Lever or manual gearbox operated valves are excluded.
Robinetterie industrielle — Actionnement des appareils de robinetterie à fraction de tour
Le présent document s’applique aux assemblages d’appareil de robinetterie motorisés à fraction de tour comprenant un robinet (par exemple robinets à tournant sphérique, robinets papillon et robinets à tournant conique), un actionneur et, le cas échéant, un kit de montage fourni sous forme d’ensemble. Il définit les caractéristiques de conception nécessaires à la motorisation des appareils de robinetterie, les responsabilités liées à la fourniture des informations requises ainsi que les tâches à réaliser, afin d’assurer le dimensionnement et la sélection appropriés d’un actionneur et d'un kit de montage, ainsi que son raccordement sur l’appareil de robinetterie. Il s’applique aux actionneurs pneumatiques, hydrauliques, électro-hydrauliques et électriques. Un actionneur électrique raccordé à un réducteur, comme défini dans l’ISO 5211, est inclus dans le domaine d’application du présent document. Les appareils de robinetterie commandés par levier ou par réducteur manuel sont exclus.
General Information
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 5115
First edition
2023-11
Industrial valves — Part-turn valve
actuation
Robinetterie industrielle — Actionnement des appareils de
robinetterie à fraction de tour
Reference number
© ISO 2023
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below
or ISO’s member body in the country of the requester.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Abbreviated terms . 4
5 Responsibilities . .5
5.1 General . 5
5.2 Purchaser . 5
5.3 Valve supplier . 6
5.4 Actuator supplier . 7
5.4.1 General . 7
5.4.2 Pneumatic and hydraulic actuators . 7
5.4.3 Electric actuators . 7
5.5 Mounting kit supplier . 8
5.6 Assembly contractor . 8
6 Valve torque data.9
6.1 Operating torque . 9
6.2 On-demand correction factors . 9
6.3 Maximum allowable stem torque (MAST) . 10
7 Actuator data .10
7.1 Output torque . 10
7.1.1 Pneumatic and hydraulic/electro-hydraulic actuators . . 10
7.1.2 Electric actuators . 11
7.2 Maximum rated pressure . 11
8 Mounting components .11
8.1 General . 11
8.2 Intermediate support . 12
8.3 Coupling .13
8.4 Fasteners .13
9 Actuator size selection .14
9.1 Selection criteria . 14
9.2 Additional considerations for actuator . 14
10 Automated valve assembly.14
11 Post assembly inspection and testing .15
11.1 General . 15
11.2 Visual inspection . 15
11.3 Function test . 16
11.3.1 General . 16
11.3.2 Functional test procedure. 16
11.3.3 Optional function tests that may be specified by purchaser . 17
12 Marking . .17
13 Preparation for shipment .17
14 Documentation .17
Annex A (normative) Assembly sizing data sheet .18
Annex B (informative) Valve operation time .22
Annex C (informative) Ancillary equipment considerations for pneumatic actuators .23
iii
Annex D (informative) Maintenance considerations .24
Bibliography .25
iv
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).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use
of (a) patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed
patent rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received
notice of (a) patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are
cautioned that this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent
database available at www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all
such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 153, Valves.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
v
Introduction
The purpose of this document is to provide increased reliability and safety in automated on-off valve
operation by defining and standardizing valve torque nomenclature used in actuator selection. The
content is derived from Reference [15].
vi
INTERNATIONAL STANDARD ISO 5115:2023(E)
Industrial valves — Part-turn valve actuation
1 Scope
This document applies to part-turn actuated valve assemblies comprising valve (e.g. ball valve, butterfly
valve, and plug valve), actuator and, when required, a mounting kit supplied as a package.
It defines the design considerations necessary for automating valves, the responsibilities for the
information required and tasks to be completed, to ensure suitable actuator and mounting kit sizing,
selection and assembly on the valve.
It applies to pneumatic, hydraulic, electro-hydraulic and electric actuators. An actuator coupled to a
gearbox, as defined in ISO 5211, is included in the scope of this document. Lever or manual gearbox
operated valves are excluded.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 273, Fasteners — Clearance holes for bolts and screws
ISO 5211:2017, Industrial valves — Part-turn actuator attachments
ISO 12944-2, Paints and varnishes — Corrosion protection of steel structures by protective paint systems
— Part 2: Classification of environments
ISO 22153:2020, Electric actuators for industrial valves — General requirements
IEC 60529, Degrees of protection provided by enclosures (IP Code)
MSS SP -101: 2014, Part-Turn Valve Actuator Attachment — FA Flange and Driving Component — Dimensions
and Performance Characteristics
ASME B18.2.8, Clearance Holes for Bolts, Screws, and Studs
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
actuator
device designed for attachment to a general-purpose industrial valve in order to provide for the
operation of the valve
Note 1 to entry: The device is designed to operate using motive energy which may be electrical, pneumatic,
hydraulic, etc., or any combination of these. Movement is limited by travel or torque.
[SOURCE: ISO 5211:2017, 3.1]
3.2
breakaway angle
amount of valve stem (3.22) rotation before the obturator (3.9) breaks sealing contact with the seat
Note 1 to entry: The breakaway angle can be significant to actuator (3.1) sizing when more than 5° of rotation.
3.3
breakaway torque
maximum torque required to operate a valve at maximum pressure differential
Note 1 to entry: Breakaway torque is a general term that applies to the valve break to open torque and the valve
break to close torque.
3.4
MAST
maximum allowable stem torque
maximum torque that can be applied to the valve stem (3.22) or coupling, as defined by the manufacturer,
without causing permanent deformation or mechanical damage that prevents sealing or operation
3.5
cycle
movement of the valve obturator (3.9) from the fully closed position to the fully open position and back
to the fully closed position, or vice versa
[SOURCE: ISO 12490:2011, 4.8, modified — The word “continuous” at the beginning of the definition
has been removed.]
3.6
DN
NPS
nominal size
alphanumeric designation of size that is common for components used in a piping system, used for
reference purposes, comprising the letters DN or NPS followed by a dimensionless number indirectly
related to the physical size of the bore or outside diameter of the end connections
Note 1 to entry: The number following DN or NPS does not represent a measurable value and is not used for
calculation purposes except where specified in a product standard.
[SOURCE: ISO 5208:2015, 2.7]
3.7
intermediate support
mechanical component (e.g., bracket, spool, adapter flange) being part of a mounting kit (3.8) that allows
the attachment between a valve and actuator (3.1)
3.8
mounting kit
components that can include combinations of the following: intermediate support, coupling, drive
key(s), dowel pin(s) and fasteners
3.9
obturator
part of a valve, such as a ball, clapper, disc, gate or plug that is positioned in the flow stream to permit
or prevent flow
[SOURCE: ISO 14313:2007, 4.19, modified — The term “closure member” has been removed.]
3.10
differential pressure
Δp
pressure difference across the upstream and downstream sides of the obturator (3.9) seals when it is in
the fully closed, partially open, or fully open position
3.11
maximum rated pressure
maximum pressure that can safely be applied in the pressure-containing parts of a pneumatic or
hydraulic actuator (3.1) as defined by the actuator manufacturer
3.12
maximum supply pressure
maximum available pressure to supply at a pneumatic or hydraulic actuator (3.1) pressure inlet port as
defined by the purchaser
3.13
minimum operating pressure
minimum required pressure to supply at a pneumatic or hydraulic actuator pressure inlet port to
operate the actuator (3.1) as defined by the actuator manufacturer
3.14
minimum supply pressure
minimum available pressure to supply at a pneumatic or hydraulic actuator (3.1) pressure inlet port as
defined by the purchaser
3.15
sizing safety factor
SSF
numerical value that is multiplied to the valve operating torque that is used when selecting an actuator
(3.1)
3.16
stroke
travel of the valve obturator (3.9) from the fully closed to the fully open position, or vice versa
Note 1 to entry: End of stroke is predefined as the fully closed or fully open position.
[SOURCE: ISO 12490:2011, 4.25, modified — The Note 1 to entry has been added and the word
“movement” has been substituted by “travel”.]
3.17
travel
movement of the actuator (3.1) in driving a valve obturator (3.9), defined in terms of output turns,
angular or linear distance, a percentage thereof or undefined when relating to general movements(s)
[SOURCE: ISO 22153:2020, 3.13]
3.18
valve dynamic torque
T
d
torque generated by flow of media through valve and around the obturator (3.9)
[SOURCE: Reference [14]]
3.19
C
t
valve dynamic torque coefficient
dimensionless coefficient used to determine the flow induced torque on the obturator (3.9) as a function
of valve geometry, flow rate, and valve position
[SOURCE: Reference [14]]
3.20
valve operation time
period between when the signal is given for the valve to operate, starting from the fully open position
and ending at the fully closed position or vice versa
3.21
valve response time
period between when the signal is given for the valve to operate until the obturator (3.9) starts to move
Note 1 to entry: With electric actuators (3.1), a valve response time is not relevant.
3.22
valve stem
part of the valve transmitting the driving torque to the obturator (3.9)
Note 1 to entry: This concept also referred to as valve shaft or valve spindle in product standards, is collectively
identified herein as valve stem.
3.23
valve travel time
period between when obturator (3.9) starts to move starting from the fully open position and ending to
the fully closed position or vice versa
3.24
valve torque
required input torque at the valve stem at the moment there is relative movement between the obturator
(3.9) and seat(s)
Note 1 to entry: This torque can vary depending on the valve starting position and internal pressure.
4 Abbreviated terms
For the purposes of this document, the abbreviated terms given in Table 1 apply.
Abbreviated terms are preceded by the letter V when referring to the valve, and the letter A when
referring to the actuator.
EXAMPLE VBTO is valve break to open, and ABTO is actuator break to open, with the exception for MAST
where letters V and A are not used. See Figure 1.
Table 1 — Abbreviated terms
Abbreviated term Term
BTO break to open
RTO run to open
ETO end to open
BTC break to close
RTC run to close
ETC end to close
MAST maximum allowable stem torque
a) Valve opening b) Valve closing
Key
a
A closed Maximum allowable stem torque.
b
B open Break to open torque.
c
Y valve position End to open torque.
d
X torque Break to open torque.
e
valve Run to open torque.
f
actuator End to open torque.
g
Run to open torque.
h
End to close torque.
i
Break to close torque.
j
Run to close torque.
k
End to close torque.
l
Break to close torque.
m
Run to close torque.
NOTE Figure 1 is an example. Actuator torque output and valve torque vary by type and design.
Figure 1 — Valve and actuator torque versus position
5 Responsibilities
5.1 General
Assignment of the responsibilities by role in the sizing, selection, assembling and construction of an
automated valve shall be as defined in this clause. Each role can be performed by an independent entity
or roles may be combined. For example, the actuator supplier could also be the mounting kit supplier
and assembly contractor. Even when roles are combined, the responsibilities of this document shall be
fulfilled.
Required information shall be provided by each defined role in the assembly sizing data sheet which
shall be in accordance with Annex A.
NOTE In 5.2 to 5.5, the numbers in parenthesis are the corresponding row number in the assembly sizing
data sheet in Annex A.
5.2 Purchaser
Following the processes described in this document, the purchaser receives the actuated valve
assembly and required documentation. The purchaser of the automated part-turn valve assembly, or
their nominated agent, shall define requirements for the components of an automated valve assembly
in a specification and/or purchase order. The purchaser shall provide the following information:
a) the assembly contractor’s name;
b) the specified ambient temperatures (7);
c) the required level of ingress protection IP code according to IEC 60529 for the actuator, and the
required external corrosion protection for the actuator and mounting kit, C2 through CX and Im 1
through Im 3 according to ISO 12944-2 (8-9);
d) the specified valve type: ball, butterfly, plug, etc. (10);
e) the specified actuator type: pneumatic, hydraulic/electro-hydraulic, or electric (11);
f) the required fail position for the valve upon loss of power source (e.g. supply pressure and/or
electricity) to the actuator (12);
g) the specified valve operation time(s) (13);
h) the minimum and maximum supply pressure if specifying a pneumatic or hydraulic actuator, or the
supply voltage if an electro-hydraulic or electric actuator (15);
i) the specified type of valve connection to the pipe, frequency of operation and the valve assembly
configuration with respect to the pipeline and flow direction (16-18);
j) the process conditions including the media, flow rates, operating temperatures and pressures (19-
26);
k) the sizing safety factor, SSF, to multiply to valve torque when selecting the actuator, typically a
value between 1,1 and 1,5 (27);
l) the specified application and fluid characteristics (28-34) that identify the applicable on-demand
correction factors. The purchaser shall specify on-demand correction factors to be used if different
than the default values in this document (6.2 and Table 2).
5.3 Valve supplier
The valve supplier selects the valve to meet the purchaser’s specification. The supplier of the valve
sends the valve to the assembly contractor, and the supplier shall provide the following information to
the actuator supplier, mounting kit supplier, and assembly contractor:
a) name of the valve manufacturer and a description of the valve type and characteristics (35-45);
b) breakaway valve torque data as a function of valve configuration, size, differential pressure, and
travel, including applicable on-demand correction factors (46-51);
Valve dynamic torque, T , generated by flow around or through the obturator can be greater than the
d
breakaway torque. Valve dynamic torque is calculated using Formula (1). Additional friction from
bearings and packing are added to the valve dynamic torque to determine the valve operating torque
at intermediary travel positions. In general, dynamic torque should be considered when valve size is
DN 600 (NPS 24) and larger, and when flow velocity is greater than 5,3 m/s.
TC=×Δpd× (1)
dt vp
where
C is the valve dynamic torque coefficient;
t
Δp is the differential pressure;
d is the valve minimum flow port size or diameter.
vp
c) breakaway angles as a function of valve configuration and size (52);
d) the maximum allowable stem torque (MAST) for the valve (53);
e) on-demand torque correction factors if alternate valve manufacturers values are agreed by the
purchaser (6.2 and Table 2);
f) dimensions of valve mounting interface with actuator or intermediate support and coupling (54);
g) external dimensions of valve body relative to mounting interface and end connections to ensure
actuator and/or intermediate support do not interfere with valve flanges (55).
5.4 Actuator supplier
5.4.1 General
The actuator supplier selects an actuator that meets the purchaser’s specification and is capable of
providing the required valve torque including on demand correction(s) and sizing safety factor.
5.4.2 Pneumatic and hydraulic actuators
For pneumatic and hydraulic actuators, the supplier of the actuator shall provide the following
information to the mounting kit supplier and assembly contractor:
a) the minimum operating pressure and maximum rated pressure (56-57);
b) the required volume needed for the open stroke and the closed stroke (58);
c) the media required to operate the actuator such as air, hydraulic oil, natural gas, etc., and the
required quality of the media (59-60);
d) the style of actuator: scotch-yoke, rack and pinion, vane, etc. (61);
e) the manufacturer's name and actuator model number (62-63);
f) the manufacturer's product code or part number that identifies the size and/or number of springs
(64), for actuators using spring(s) to achieve the designated fail position;
g) the minimum and maximum actuator torque versus position in tabulated data (66-71);
h) actuator mounting interface dimensional data including tolerances (72);
i) external dimensions of the actuator and the mass and dimensions to centre of gravity of the
actuator (73).
5.4.3 Electric actuators
For electro-hydraulic and electric actuators, the supplier of the actuator shall provide the following
information to the mounting kit supplier and assembly contractor:
a) the manufacturers name and actuator model number (74-75);
b) the required nominal electric supply voltage and tolerance range (76);
c) the required nominal electric supply frequency and tolerance range (77);
d) the number of phases in the electric supply (78);
e) the voltage of the control signal (79);
f) the rated torque and/or stall torque as defined in ISO 22153 (80-81);
g) for actuators with devices that limit torque output, the set torque and the set travel limit (82-84);
h) the actuator duty class per ISO 22153:2020, Table 1 (85);
i) actuator mounting interface dimensional data including tolerances (86);
j) external dimensions of the actuator and the mass and dimensions to centre of gravity of the
actuator (87).
5.5 Mounting kit supplier
The mounting kit supplier selects a mounting kit that matches the valve and actuator mounting
interfaces, can transfer the actuator torque, and complies with the purchaser’s specification. The
supplier of the mounting kit shall provide the following information to the assembly contractor:
a) materials of construction, including fasteners and any coatings such as plating or paint (90-92);
b) identification of any limitations in actuator mounting position orientation or additional support
required for the actuator (93);
c) maximum allowable torque that can be applied to the intermediate support, at the mounting
interface with the valve, the mounting interface with the actuator, and the coupling (94-97);
d) dimensions of the intermediate support and coupling including ISO 5211 or MSS SP-101 flange type,
mounting hole sizes and bolt circle diameter, height, width, and thickness (98);
5.6 Assembly contractor
The assembly contractor receives the components and required documentation from the suppliers,
builds and tests the automated valve assembly, and sends the actuated valve assembly and
documentation to the purchaser. The assembly contractor is responsible for:
a) verifying the actuator size selection;
b) ensuring the actuator maximum torque output does not exceed the MAST of the valve or rated
torque of the coupling, and does not exceed the torque capacity of the intermediate support and
mounting interfaces;
c) assembling of the automated valve components in accordance with purchaser and manufacturer
instructions;
d) inspecting, testing, and providing a final report for the final assembly;
e) preparing for shipment.
6 Valve torque data
6.1 Operating torque
The valve manufacturer shall establish the following valve torque values based on design qualification
testing, type testing per an applicable standard, production sampling, or testing of the specific valve to
be automated:
a) break to open (VBTO);
b) run to open (VRTO);
c) end to open (VETO);
d) break to close (VBTC);
e) run to close (VRTC);
f) end to close (VETC).
See Figure 1.
Valve torque testing shall be conducted to validate the adopted calculation method used to determine
valve torque against differential pressure. Clean, unlubricated air, nitrogen or water shall be used to
apply differential pressure. Except for plug valves that rely on a sealing compound to effect a closure
seal, valve seat surfaces shall be free from oil, grease or compounds that may reduce friction. However,
if necessary to prevent galling of surfaces in contact, surfaces may be coated with a film of oil whose
viscosity is not more than that of kerosene.
Valve torque data shall be based on uniform, not abrupt, application of torque to attain typical valve
operating speeds (a rough approximation of operating time for a 90° stroke can be calculated by
nominal size times 0,02 s/DN or 0,5 s/NPS).
All torque values provided shall be net values and shall not include correction or other safety factors.
If valve torque values are established by measurement of production samples, reported torque shall be
statistically determined using a 95 % confidence interval level.
WARNING — Assembled automated valve torque actually required can be higher due to
misalignment of the valve to the actuator, stress on the valve body from incorrect alignment
of pipe flanges, and downward forces on the valve stem from insufficient axial clearance in the
coupling.
6.2 On-demand correction factors
Valve torque values provided by the valve manufacturer shall be increased with the applicable on-
demand correction factor (ODCF) unless other values are specified by the purchaser. Alternate values
may be used when the valve manufacturer has conducted testing or has actual operational data and
provides different values that are agreed with the purchaser: see Table 2.
When more than one ODCF applies, they shall be combined by multiplication of the highest applicable
fluid or media characteristic with the applicable long stand still time.
Table 2 — Typical on-demand correction factors
Media or On-demand On-demand correction factor applies to:
operational Typical examples correction
BTO RTO ETO BTC RTC ETC
characteristic factor
Lubricating liquid Oil, silicone 0,8 A A A A A A
Non-lubricating liquid Water 1,0 A A A A A A
Non-lubricating dry
Oxygen 1,3 A A A A A A
gas
Sticky, non-lubricating
Molasses, tar 1,4 A A A A A A
liquid
Fluid or air containing
Dirty media containing
small percentage of 1,5 A A A A A A
particles, slurries
sand
Crystallizing or
Sulfur, sugar, styrene 1,6 A A A A A A
polymerizing media
1 month to less than
a a
1 year between 1,3 A ─ ─ A ─ ─
operations
Long stand still time
Greater than 1 year
a a
1,7 A ─ ─ A ─ ─
between operations
NOTE A = correction factor is applied when specified.
a
On-demand correction factor for long standstill time applies only to the valve initial position when operation is first
attempted. On a normally closed valve the on-demand correction factor only applies to the BTO. On a normally open valve
the on-demand correction factor only applies to the BTC.
6.3 Maximum allowable stem torque (MAST)
MAST for the valve may be determined by test or by calculation. When MAST is determined by
calculation, the manufacturer shall have validated the accuracy of the calculation formulae with a type
test including all parts in the valve and any mounting interface transferring torque.
NOTE It is possible that the valve stem is not the limiting item for MAST. It is important to consider all parts
and mounting interfaces transferring actuation torque.
MAST values provided by the manufacturer shall account for any reduction in material strength at the
purchaser specified operating temperature.
7 Actuator data
7.1 Output torque
7.1.1 Pneumatic and hydraulic/electro-hydraulic actuators
Pneumatic and hydraulic/electro-hydraulic actuator manufacturers shall establish the following
actuator torque values based on design qualification testing, type testing per an applicable standard, or
testing of the specific actuator to be mounted on the valve:
a) break to open (ABTO);
b) run to open (ARTO);
c) end to open (AETO);
d) break to close (ABTC);
e) run to close (ARTC);
f) end to close (AETC).
See Figure 1.
Where the output torque varies during the stroke in a nonlinear manner, the actuator manufacturer
shall provide the required data in tabular format or a graphed curve with enough resolution to
accurately show transition points in output torque versus position.
Torque values at the minimum and maximum power supply given by the purchaser shall be provided.
7.1.2 Electric actuators
Electric actuator manufacturers shall establish the following actuator torque values in accordance with
ISO 22153:
a) rated torque;
b) stall torque;
c) minimum and maximum setting torque.
7.2 Maximum rated pressure
The maximum rated pressure claimed by the manufacturer for pneumatic and hydraulic actuators shall
have been verified by design validation testing.
8 Mounting components
8.1 General
On some assemblies, the valve design permits direct mounting of the actuator and/or combination of
secondary gearbox and actuator onto the valve without the need for mounting kits or intermediate
supports and other components besides couplings included with the actuator and fasteners.
On some assemblies, the valve design permits direct fitting of the actuator onto the valve stem, and
only an intermediate support and fasteners are required.
All other assemblies require the use of a mounting kit that includes an intermediate support, coupling,
and fasteners to connect the actuator to the valve. ISO 5640 provides requirements for metallic
mounting kits for part-turn valves and actuator attachments.
NOTE Refer to ISO 5211:2017, Figure 1 for representation of direct interface, intermediate support interfaces,
and interfaces with a secondary gearbox.
The requirements in this document shall apply if the mounting components or their function are
separate or integral to other components in the automated valve assembly. For example, intermediate
support requirements apply to valve designs that include an integral support for direct actuator
mounting.
Unless agreed between purchaser and assembly contractor, stacking of two or more intermediate
supports between the mounting interface of the valve and the actuator is not permitted.
Design temperature range of the mounting components shall be equal to or greater than the minimum
and maximum temperatures specified by the purchaser.
Stress analysis for the mounting set shall be based on the transfer torque capacity of the lowest rated
mounting interface of the intermediate support: the intermediate support-to-valve mounting interface
or the intermediate support-to-actuator mounting interface. The torque transfer capability of bolted
mounting interfaces shall be based on static friction. Shear strength of the bolts shall not be included.
Torque transfer capability of bolted mounting interfaces shall be determined by calculation using the
formulae in ISO 5211:2017, Annex A, or MSS SP -101: 2014, Appendix X1.
The design stress limit for an intermediate support made from a material with a defined minimum
yield strength in tension shall be 67 % of the tensile yield strength. For an intermediate support made
from a material with no defined yield strength, such as cast iron, the design stress limit shall be 50 %
of the minimum material tensile stress. The torsional shear stress limit for the coupling shall be 53 %
of the minimum tensile yield strength. Direct shear stress limit for a key shall be 57 % of the minimum
tensile yield strength, and the bearing stress limit for a key shall be the minimum tensile yield strength.
8.2 Intermediate support
Intermediate support should comply with ISO 5640. When the valve and/or actuator mounting interface
or torque required is outside the scope of ISO 5640, the following requirements apply.
The intermediate support shall be made from a metallic material with a melting temperature of 750 °C
or higher, such as cast iron, ductile iron, carbon steel, stainless steel.
The intermediate support material and coating shall be suitable for the environmental conditions
specified by the purchaser.
The torque transfer capability of the mounting interfaces between the intermediate support and the
valve and the intermediate support and the actuator shall be greater than the maximum actuator
output torque.
The intermediate support design shall be sufficiently strong by design and material selection to ensure
no visibly discernible movement of the actuator from twisting or warping of the intermediate support
during operation.
Intermediate supports with mounting interface bolt patterns greater than 140 mm in diameter may be
fabricated from plate or plate and pipe by structural welding. Intermediate supports with mounting
interface bolt patterns smaller than 140 mm in diameter shall be fabricated from a single piece of plate,
structural tube, or casting. Unless approved by purchaser, welded fabrication shall not be used for
intermediate supports with mounting interface bolt patterns smaller than 140 mm in diameter.
Height of the intermediate support shall be sufficient to:
— prevent any part of the actuator housing from contacting the valve;
— prevent hot and/or cold process temperatures from the valve from reaching the actuator and
exceeding the allowable temperature limits of the actuator;
— enable visual observation of the valve position.
Shape of the intermediate support shall permit access to inspect and adjust the valve packing if the
valve is so equipped.
As a minimum, the intermediate support shall be designed for installation with the valve stem
vertical. The mounting kit manufacturer shall provide a warning regarding any prohibited installation
orientation, such as stem horizontal, in their instructions. When specified by the purchaser, the
intermediate support shall also be designed for external loads (e.g. stepping load, earthquake, wind
loading, additional plant induced loads). For non-vertical valve stems and when additional external
loads are specified, extra support of the actuator may be required and shall be provided by the mounting
kit manufacturer.
Intermediate support shall be designed to be capable of installation onto and removal from the valve
without loosening or removal of pressure boundary bolting such as bonnet bolts, flange bolts, packing
gland bolts, etc.
Rain or washdown water shall freely drain from the intermediate support in any possible mounting
position, so it cannot accumulate, freeze during cold temperature, and impede valve operation.
Holes for fasteners shall be drilled, punched, or precision laser cut and deburred and free of sharp edges
and raised corners. Manual burning of fastener holes is not permitted. When agreed with the purchaser,
slotting or joining of adjacent fastener holes to accommodate multiple mounting patterns is permitted.
Elongation of fastener holes to eliminate interference due to misaligned holes is not permitted.
Clearance between the hole diameter and the fastener shall be in accordance with ISO 273 medium
series for metric fasteners. Clearance between the hole diameter and the fastener shall be in accordance
with ASME B18.2.8 for UN threaded fasteners.
8.3 Coupling
The coupling material of a mounting kit shall be made from a metallic material with a melting
temperature of 750 °C or higher and consideration shall be given to low ductility at the minimum
ambient temperature specified by the purchaser.
The coupling material and coating shall be suitable for the environmental conditions specified by the
purchaser.
The maximum allowable torque for the coupling shall be greater than the maximum actuator output
torque.
Axial movement or clearance of the coupling along the stem axis needs to be provided to prevent
end loading of the valve stem or actuator drive. Axial movement needs to be limited so coupling does
not disengage from the valve or actuator drive. Spacers shall not be used to limit the range of axial
movement.
The range of axial clearance shall ensure that in all possible valve installation orientations, the required
engagement between the valve stem and coupling, and between the coupling and actuator is enough to
achieve the MAST.
The coupling shall not restrict access to valve packing adjustment, and shall not contact the intermediate
support, any valve components other than the stem, or fasteners.
The couplin
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 5115
Première édition
2023-11
Robinetterie industrielle —
Actionnement des appareils de
robinetterie à fraction de tour
Industrial valves — Part-turn valve actuation
Numéro de référence
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2023
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, 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, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction . vi
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
4 Abréviations . 5
5 Responsabilités . 6
5.1 Généralités . 6
5.2 Acheteur . 7
5.3 Fournisseur de l’appareil de robinetterie . 7
5.4 Fournisseur de l’actionneur . 8
5.4.1 Généralité. 8
5.4.2 Actionneurs pneumatiques et hydrauliques . 8
5.4.3 Actionneurs électriques . 9
5.5 Fournisseur des kits de montage . 9
5.6 Entreprise chargée de l’assemblage . 9
6 Données de couple de l’appareil de robinetterie .10
6.1 Couple de manœuvre . 10
6.2 Coefficients correcteurs . 11
6.3 Couple maximal admissible à la tige (MAST). 11
7 Données relatives à l’actionneur .12
7.1 Couple de sortie .12
7.1.1 Actionneurs pneumatiques et hydrauliques/électro-hydrauliques .12
7.1.2 Actionneurs électriques .12
7.2 Pression maximale assignée .12
8 Éléments de raccordement .12
8.1 Généralités .12
8.2 Support intermédiaire .13
8.3 Accouplement . 14
8.4 Éléments de fixation .15
9 Sélection de la taille de l’actionneur .15
9.1 Critères de sélection .15
9.2 Autres considérations relatives à l’actionneur . 16
10 Assemblage d’appareil de robinetterie motorisé .16
11 Inspection et essai après raccordement .17
11.1 Généralités . 17
11.2 Inspection visuelle . 17
11.3 Essai de fonctionnement . 18
11.3.1 Généralités . 18
11.3.2 Mode opératoire d'essai de fonctionnement . 18
11.3.3 Essais de fonctionnement optionnels qui peuvent être spécifiés par
l'acheteur . 19
12 Marquage .19
13 Préparation avant expédition.19
14 Documentation .20
Annexe A (normative) Fiche technique relative au dimensionnement de l’assemblage .21
Annexe B (informative) Temps de manœuvre de l’appareil de robinetterie .26
iii
Annexe C (informative) Considérations relatives aux composants auxiliaires des
actionneurs pneumatiques .28
Annexe D (Informative) Considérations relatives à la maintenance .29
Bibliographie .30
iv
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’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner
l’utilisation d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité
et à l’applicabilité de tout droit de brevet revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent
document, l’ISO n'avait pas reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa
mise en application. Toutefois, il y a lieu d’avertir les responsables de la mise en application du présent
document que des informations plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de
brevets, disponible à l'adresse www.iso.org/brevets. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié tout ou partie de tels droits de propriété.
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 nature volontaire des normes, 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’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 153, Robinetterie.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
v
Introduction
Le présent document a pour objet de fournir une fiabilité et une sécurité accrues du fonctionnement des
robinets motorisés tout ou rien en définissant et en normalisant la nomenclature du couple de l'appareil
de robinetterie utilisée dans la sélection des actionneurs. Le contenu est issu de la Référence [15].
vi
NORME INTERNATIONALE ISO 5115:2023(F)
Robinetterie industrielle — Actionnement des appareils de
robinetterie à fraction de tour
1 Domaine d'application
Le présent document s’applique aux assemblages d’appareil de robinetterie motorisés à fraction de
tour comprenant un robinet (par exemple robinets à tournant sphérique, robinets papillon et robinets
à tournant conique), un actionneur et, le cas échéant, un kit de montage fourni sous forme d’ensemble.
Il définit les caractéristiques de conception nécessaires à la motorisation des appareils de robinetterie,
les responsabilités liées à la fourniture des informations requises ainsi que les tâches à réaliser, afin
d’assurer le dimensionnement et la sélection appropriés d’un actionneur et d'un kit de montage, ainsi
que son raccordement sur l’appareil de robinetterie.
Il s’applique aux actionneurs pneumatiques, hydrauliques, électro-hydrauliques et électriques. Un
actionneur électrique raccordé à un réducteur, comme défini dans l’ISO 5211, est inclus dans le
domaine d’application du présent document. Les appareils de robinetterie commandés par levier ou par
réducteur manuel sont exclus.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences 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 273, Éléments de fixation — Trous de passage pour vis
ISO 5211:2017, Robinetterie industrielle — Raccordement des actionneurs à fraction de tour
ISO 12944-2, Peintures et vernis — Anticorrosion des structures en acier par systèmes de peinture —
Partie 2: Classification des environnements
ISO 22153:2020, Actionneurs électriques pour robinetterie industrielle — Exigences générales
IEC 60529, Degrés de protection procurés par les enveloppes (Code IP)
M S S S P -101: 2014, Part-Turn Valve Actuator Attachment — FA Flange and Driving Component — Dimensions
and Performance Characteristics
ASME B18.2.8, Clearance Holes for Bolts, Screws, and Studs
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
actionneur
dispositif d’entraînement prévu pour être raccordé à un appareil de robinetterie industrielle d’usage
général afin d’en assurer le fonctionnement
Note 1 à l'article: Le dispositif est conçu pour fonctionner avec une énergie motrice qui peut être d'origine
électrique, pneumatique, hydraulique, etc., ou une combinaison de celles-ci. Le mouvement est limité par la
course ou le couple.
[SOURCE: ISO 5211:2017, 3.1]
3.2
angle de perte d'étanchéité
quantité de rotation de la tige de l’appareil de robinetterie (3.22) avant que l'obturateur (3.9) ne rompe le
contact d’étanchéité avec le siège
Note 1 à l'article: L’angle de perte d’étanchéité peut être significatif pour le dimensionnement de l’actionneur (3.1)
lorsque la rotation est supérieure à 5°.
3.3
couple de mise en mouvement
couple maximal nécessaire pour actionner un appareil de robinetterie à la pression différentielle
maximale
Note 1 à l'article: Le couple de mise en mouvement est un terme général qui s'applique au couple en début
d’ouverture de l’appareil de robinetterie et au couple en début de fermeture de l’appareil de robinetterie.
3.4
MAST
couple maximal admissible à la tige
couple maximal pouvant être appliqué à la tige (3.22) ou à l’accouplement de l’appareil de robinetterie,
comme défini par le fabricant, sans causer de déformation ou de dommage mécanique permanent
empêchant l’étanchéité ou le fonctionnement
3.5
cycle
mouvement de l'obturateur (3.9) de l’appareil de robinetterie de la position entièrement fermée à la
position entièrement ouverte pour revenir à la position entièrement fermée, ou inversement
[SOURCE: ISO 12490:2011, 4.8, modifié — Le mot “continu” au début de la définition a été enlevé.]
3.6
DN
NPS
diamètre nominal
désignation alphanumérique de dimension qui est courante pour les composants utilisés sur un réseau
de tuyauteries, utilisée à des fins de référence, qui comprend les lettres DN ou NPS suivies d’un nombre
sans dimension indirectement relié aux dimensions réelles de l'alésage ou du diamètre extérieur des
raccordements d'extrémité
Note 1 à l'article: Le nombre qui suit DN ou NPS ne représente pas une valeur mesurable et n'est pas utilisé pour
des calculs, sauf si cela est spécifié dans une norme produit.
[SOURCE: ISO 5208:2015, 2.7]
3.7
support intermédiaire
composant mécanique (par exemple support, arcade, bride d'adaptation) faisant parti d'un kit de
montage (3.8) qui permet le raccordement d’un appareil de robinetterie et d’un actionneur (3.1)
3.8
kit de montage
composants qui peuvent être constitués de combinaisons des éléments suivants: support intermédiaire,
accouplement, clavette(s), goupille(s) et éléments de fixation
3.9
obturateur
pièce d’un appareil de robinetterie, telle qu’un tournant sphérique, un clapet, un disque ou un tournant
conique, positionnée dans le flux d'écoulement de manière à permettre ou couper l’écoulement
[SOURCE: ISO 14313:2007, 4.19, modifiée — Le terme “élément de fermeture” a été retiré.]
3.10
pression différentielle
Δp
différence de pression entre les côtés amont et aval des joints de l'obturateur (3.9) quand il est en
position de fermeture complète, d’ouverture partielle ou d’ouverture complète
3.11
pression maximale assignée
pression maximale pouvant être appliquée en toute sécurité dans les pièces de confinement de pression
d’un actionneur (3.1) pneumatique ou hydraulique, comme défini par le fabricant de l’actionneur
3.12
pression maximale d'alimentation
pression maximale disponible à fournir à l’orifice d’entrée de pression d’un actionneur (3.1) pneumatique
ou hydraulique, comme défini par l'acheteur
3.13
pression minimale de fonctionnement
pression minimale requise à fournir à l'orifice d’entrée de pression d'un actionneur pneumatique ou
hydraulique pour manœuvrer l'actionneur (3.1), comme défini par le fabricant de l’actionneur
3.14
pression minimale d'alimentation
pression minimale disponible à fournir à l'orifice d’entrée de pression d’un actionneur (3.1) pneumatique
ou hydraulique, comme défini par l'acheteur
3.15
facteur de sécurité de dimensionnement
SSF
valeur numérique qui est multipliée par le couple de manœuvre de l’appareil de robinetterie qui est
utilisé pour sélectionner un actionneur (3.1)
3.16
course
déplacement de l'obturateur (3.9) de l’appareil de robinetterie depuis la position de fermeture complète
jusqu’à la position d’ouverture complète, ou inversement
Note 1 à l'article: La fin de course est prédéfinie comme étant la position de fermeture complète ou d’ouverture
complète.
[SOURCE: ISO 12490:2011, 4.25, modifiée — La note 1 à l'article a été ajoutée et le terme “mouvement” a
été remplacé par “déplacement”.]
3.17
course
mouvement de l'actionneur (3.1) lors de l'entraînement d'un obturateur (3.9) d'appareil de robinetterie,
défini en termes de tours, de distance angulaire ou linéaire, de pourcentage de cette dernière, ou
indéfini quand il se rapporte à un mouvement général (des mouvements généraux)
[SOURCE: ISO 22153:2020, 3.13]
3.18
couple dynamique de l’appareil de robinetterie
T
d
couple généré par l’écoulement du fluide à travers l'appareil de robinetterie et autour de l'obturateur
(3.9)
[SOURCE: Référence [14]]
3.19
C
t
coefficient de couple dynamique de l’appareil de robinetterie
coefficient sans dimension utilisé pour déterminer le couple induit par l’écoulement sur l'obturateur
(3.9) en fonction de la géométrie, du débit et de la position de l’appareil de robinetterie
[SOURCE: Référence [14]]
3.20
temps de manœuvre de l’appareil de robinetterie
période comprise entre le moment où le signal d’actionnement est envoyé à l’appareil de robinetterie
alors qu’il était en position fermé et celui où l'obturateur (3.9) atteint sa position finale ouverte ou
inversement
3.21
temps de réponse de l’appareil de robinetterie
période comprise entre le moment où le signal d’actionnement est envoyé à l’appareil de robinetterie et
celui où l'obturateur (3.9) démarre son mouvement
Note 1 à l'article: Avec les actionneurs (3.1) électriques, le temps de réponse de l’appareil de robinetterie n'est pas
pertinent.
3.22
tige de l’appareil de robinetterie
partie de l’appareil de robinetterie qui transmet le couple d'entrainement à l'obturateur (3.9)
Note 1 à l'article: Ce concept également désigné arbre de l’appareil de robinetterie ou axe de l’appareil de
robinetterie dans les normes produits, est identifié ici collectivement comme la tige de l’appareil de robinetterie.
3.23
temps de déplacement de l’appareil de robinetterie
période comprise entre le moment où le signal d’actionnement est envoyé à l’appareil de robinetterie
alors qu’il était en position fermé et celui où l'obturateur (3.9) démarre son mouvement d’ouverture ou
inversement
3.24
couple de l’appareil de robinetterie
couple d’entrée requis au niveau de la tige de l’appareil de robinetterie au moment du mouvement relatif
entre l'obturateur (3.9) et le(s) siège(s)
Note 1 à l'article: Ce couple peut varier selon la position de démarrage de l’appareil de robinetterie et la pression
interne.
4 Abréviations
Pour les besoins du présent document, les abréviations données dans le Tableau 1 s'appliquent.
Les abréviations sont précédées de la lettre V lorsqu’elles concernent l’appareil de robinetterie et de la
lettre A lorsqu’elles concernent l’actionneur.
EXEMPLE VBTO signifie couple en début d’ouverture de l’appareil de robinetterie et ABTO signifie couple
en début d’ouverture de l’actionneur, avec l'exception de MAST pour lequel les lettres V et A ne sont pas utilisées.
Voir Figure 1.
Tableau 1 — Abréviations
Abréviation Terme
BTO couple en début d’ouverture
RTO couple dynamique en ouverture
ETO couple en fin d’ouverture
BTC couple en début de fermeture
RTC couple dynamique en fermeture
ETC couple en fin de fermeture
MAST couple maximal admissible à la tige
a) Ouverture de l’appareil de robinetterie b) Fermeture de l’appareil de robinetterie
Légende
a
X couple Couple maximal admissible à la tige.
b
Y position de l'appareil de robinetterie Couple en début d’ouverture.
c
A fermé Couple en fin d’ouverture.
d
B ouvert Couple en début d’ouverture.
e
appareil de robinetterie Couple dynamique en ouverture.
f
actionneur Couple en fin d’ouverture.
g
Couple dynamique en ouverture.
h
Couple en fin de fermeture.
i
Couple en début de fermeture.
j
Couple dynamique en fermeture.
k
Couple en fin de fermeture.
l
Couple en début de fermeture.
m
Couple dynamique en fermeture.
NOTE La Figure 1 est un exemple. Le couple de sortie de l’actionneur et le couple de l’appareil de robinetterie
varient selon les types et leur conception.
Figure 1 — Couple d'appareil de robinetterie et d'actionneur en fonction de la position
5 Responsabilités
5.1 Généralités
L’attribution des responsabilités en fonction du rôle dans le dimensionnement, la sélection, l’assemblage
et la construction d’un appareil de robinetterie motorisé doit être telle que définie dans le présent
article. Chaque rôle peut être rempli par une entité indépendante ou les rôles peuvent être combinés.
Par exemple, le fournisseur de l’actionneur pourrait également être le fournisseur des kits de montage
et l’entreprise chargée de l’assemblage. Même lorsque les rôles sont combinés, les responsabilités
définies dans le présent document doivent être remplies.
Les informations requises doivent être fournies par chaque rôle défini dans la fiche technique relative
au dimensionnement de l’assemblage qui doit être conforme à l’Annexe A.
NOTE De 5.2 à 5.5, les numéros entre parenthèses renvoient au numéro de ligne correspondant dans la fiche
technique relative au dimensionnement de l’assemblage en Annexe A.
5.2 Acheteur
Suivant les processus décrits dans le présent document, l’acheteur reçoit l’assemblage d’appareil de
robinetterie motorisé et la documentation requise. L’acheteur de l’assemblage d’appareil de robinetterie
à fraction de tour motorisé, ou son représentant, doit définir des exigences relatives aux composants
de l’assemblage d’appareil de robinetterie motorisé dans une spécification et/ou une commande.
L’acheteur doit fournir les informations suivantes:
a) le nom de l’entreprise chargée de l’assemblage;
b) les températures ambiantes spécifiées (7);
c) le niveau de protection requis (code IP) conformément à l’IEC 60529 pour l’actionneur et la
protection requise contre la corrosion externe pour l’actionneur et le kit de montage, de C2 à CX et
de Im 1 à Im 3 conformément à l’ISO 12944-2 (8-9);
d) le type d’appareil de robinetterie spécifié: à tournant sphérique, papillon, à tournant conique, etc.
(10);
e) le type d’actionneur spécifié: pneumatique, hydraulique/électro-hydraulique ou électrique (11);
f) la position de défaut de l’appareil de robinetterie en cas de perte de source d’alimentation (par
exemple source de pression et/ou électricité) de l’actionneur (12);
g) le(s) temps de manœuvre spécifié(s) de l’appareil de robinetterie (13);
h) les valeurs maximale et minimale de la pression d'alimentation dans le cas d’un actionneur
pneumatique ou hydraulique, ou la tension d’alimentation dans le cas d’un actionneur électro-
hydraulique ou électrique (15);
i) le type de raccordement spécifié de l’appareil de robinetterie sur la conduite, la fréquence de
fonctionnement et la configuration d'assemblage de l’appareil de robinetterie par rapport à la
conduite et au sens d’écoulement (16-18);
j) les conditions du proccédé, y compris le fluide, les débits, les pressions et températures de
fonctionnement (19-26);
k) le facteur de sécurité de dimensionnement, SSF, à multiplier par le couple de l’appareil de
robinetterie lors de la sélection de l’actionneur, en général une valeur comprise entre 1,1 et 1,5
(27);
l) les caractéristiques spécifiées de l’application et du fluide (28-34) qui identifient les coefficients
correcteurs applicables. L’acheteur doit spécifier les coefficients correcteurs à utiliser s’ils sont
différents des valeurs par défaut indiquées dans le présent document (6.2 et Tableau 2).
5.3 Fournisseur de l’appareil de robinetterie
Le fournisseur de l’appareil de robinetterie sélectionne l’appareil de robinetterie qui correspond à la
spécification de l’acheteur. Le fournisseur de l’appareil de robinetterie envoie l’appareil de robinetterie
à l’entreprise chargée de l’assemblage et le fournisseur doit donner les informations suivantes au
fournisseur de l’actionneur, au fournisseur du kit de montage et à l’entreprise chargée de l’assemblage:
a) le nom du fabricant de l’appareil de robinetterie et une description du type et des caractéristiques
de l’appareil de robinetterie (35-45);
b) les données de couple de mise en mouvement de l’appareil de robinetterie en fonction de la
configuration, de la dimension, de la pression différentielle et de la course de l’appareil de
robinetterie, y compris les coefficients correcteurs applicables (46-51);
Le couple dynamique de l’appareil de robinetterie, Td, produit par l’écoulement autour ou au travers de
l’obturateur peut être supérieur au couple de mise en mouvement. Le couple dynamique de l’appareil
de robinetterie est calculé à l’aide de la Formule (1). Les frottements supplémentaires produits par les
paliers et la garniture sont ajoutés au couple dynamique de l’appareil de robinetterie pour déterminer
le couple de manœuvre de l’appareil de robinetterie à des positions intermédiaires de la course. En
général, il convient de prendre en compte le couple dynamique lorsque la dimension de l’appareil de
robinetterie est au moins égale à DN 600 (NPS 24) et lorsque la vitesse d'écoulement est supérieure à
5,3 m/s.
TC=×Δpd× (1)
dt vp
où
C est le coefficient de couple dynamique de l’appareil de robinetterie;
t
Δp est la pression différentielle;
d est la dimension ou le diamètre de l’orifice d'écoulement minimum de l’appareil de robinetterie.
vp
c) les angles de perte d’étanchéité en fonction de la configuration et de la dimension de l’appareil de
robinetterie (52);
d) le couple maximal admissible à la tige (MAST) pour l’appareil de robinetterie (53);
e) les coefficients correcteurs de couple si des valeurs différentes des fabricants d’appareils de
robinetterie sont acceptées par l’acheteur (6.2 et Tableau 2);
f) les dimensions de l’interface de montage de l’appareil de robinetterie avec l’actionneur ou entre le
support intermédiaire et l’accouplement (54);
g) les dimensions extérieures du corps de l’appareil de robinetterie par rapport à l’interface de
montage et aux raccordements d’extrémité afin de s’assurer que l’actionneur et/ou le support
intermédiaire ne viennent pas en interférence avec les brides de l’appareil de robinetterie (55).
5.4 Fournisseur de l’actionneur
5.4.1 Généralité
Le fournisseur de l’actionneur sélectionne un actionneur qui correspond à la spécification de l’acheteur
et qui est capable de fournir le couple de l’appareil de robinetterie requis, y compris le(s) coefficient(s)
correcteurs et le facteur de sécurité de dimensionnement.
5.4.2 Actionneurs pneumatiques et hydrauliques
Pour les actionneurs pneumatiques et hydrauliques, le fournisseur de l’actionneur doit fournir les
informations suivantes au fournisseur des kits de montage et à l’entreprise chargée de l’assemblage:
a) la pression minimale de fonctionnement et la pression maximale assignée (56-57);
b) le volume requis pour la course d’ouverture et la course de fermeture (58);
c) le fluide requis pour commander l’actionneur, tel que l’air, l’huile hydraulique, le gaz naturel, etc.,
ainsi que la qualité du fluide requise (59-60);
d) le type d’actionneur: à bielle et à coulisseau, à pignon et crémaillère, à aube, etc. (61);
e) le nom du fabricant et le numéro de modèle de l’actionneur (62-63);
f) le code produit du fabricant ou le numéro de la pièce qui identifie la taille et/ou le nombre de
ressorts (64), pour les actionneurs utilisant un(des) ressort(s) pour atteindre la position de défaut
désignée;
g) le couple minimal et maximal de l’actionneur en fonction de la position sous forme de tableau (66-
71);
h) les données de dimensions, y compris les tolérances, de l’interface de montage de l’actionneur (72);
i) les dimensions extérieures de l’actionneur ainsi que sa masse et la position de son centre de gravité
(73).
5.4.3 Actionneurs électriques
Pour les actionneurs électro-hydrauliques et électriques, le fournisseur de l’actionneur doit fournir les
informations suivantes au fournisseur des kits de montage et à l’entreprise chargée de l’assemblage:
a) le nom des fabricants et le numéro de modèle de l’actionneur (74-75);
b) la tension d’alimentation électrique nominale et la plage de tolérance requises (76);
c) la fréquence d’alimentation électrique nominale et la plage de tolérance requises (77);
d) le nombre de phases de l’alimentation électrique (78);
e) la tension du signal de commande (79);
f) le couple assigné et/ou le couple de calage comme défini dans l’ISO 22153 (80-81);
g) pour les actionneurs dotés de dispositifs de limitation du couple de sortie, le couple prédéfini et la
limite de course prédéfinie (82-84);
h) la classe de fonction de l'actionneur selon l’ISO 22153:2020, Tableau 1 (85);
i) les données de dimensions, y compris les tolérances, de l’interface de montage de l’actionneur (86);
j) les dimensions extérieures de l’actionneur ainsi que sa masse et la position de son centre de gravité
(87).
5.5 Fournisseur des kits de montage
Le fournisseur des kits de montage sélectionne un kit de montage qui est adapté aux interfaces de
montage de l’appareil de robinetterie et de l’actionneur, qui peut transférer le couple de l’actionneur
et qui est conforme à la spécification de l’acheteur. Le fournisseur des kits de montage doit fournir les
informations suivantes à l’entreprise chargée de l’assemblage:
a) les matériaux de construction, y compris les éléments de fixation et tous les revêtements tels que
métallisation ou peinture (90-92);
b) l’identification de toutes les limites dans l'orientation de la position du montage de l'actionneur ou
tout support supplémentaire requis pour l’actionneur (93);
c) le couple maximal admissible pouvant être appliqué au support intermédiaire, à l’interface de
montage avec l’appareil de robinetterie, à l’interface de montage avec l’actionneur et à l’accouplement
(94-97);
d) les dimensions du support intermédiaire et de l’accouplement, y compris le type de bride ISO 5211
ou MSS SP-101, les dimensions des trous de montage et le diamètre, la hauteur, la largeur et
l’épaisseur du cercle de boulonnage (98).
5.6 Entreprise chargée de l’assemblage
L’entreprise chargée de l’assemblage reçoit les composants ainsi que la documentation requise de la
part des fournisseurs; elle accouple et teste l'assemblage d’appareil de robinetterie motorisé; et elle
envoie l'assemblage d’appareil de robinetterie motorisé et la documentation à l’acheteur. L’entreprise
chargée de l’assemblage doit:
a) vérifier la sélection de la taille de l’actionneur;
b) s’assurer que le couple de sortie maximal de l’actionneur n’est pas supérieur à la valeur MAST de
l’appareil de robinetterie ou au couple assigné de l’accouplement et qu’il ne dépasse pas la capacité
de couple du support intermédiaire et des interfaces de montage;
c) réaliser l’assemblage des composants de l’appareil de robinetterie motorisé conformément aux
instructions de l’acheteur et des fabricants;
d) effectuer l'inspection, l'essai et fournir le rapport final pour l’assemblage final;
e) préparer l’expédition.
6 Données de couple de l’appareil de robinetterie
6.1 Couple de manœuvre
Le fabricant de l’appareil de robinetterie doit définir les valeurs de couple de l’appareil de robinetterie
suivantes, en se basant sur l’essai de qualification de la conception, sur l’essai de type réalisé
conformément à la norme applicable, sur l’échantillonnage de production ou sur l’essai de l’appareil de
robinetterie spécifique qui doit être motorisé:
a) couple en début d’ouverture (VBTO);
b) couple dynamique en ouverture (VRTO);
c) couple en fin d’ouverture (VETO);
d) couple en début de fermeture (VBTC);
e) couple dynamique en fermeture (VRTC);
f) couple en fin de fermeture (VETC).
Voir Figure 1.
L'essai de couple de l’appareil de robinetterie doit être conduit pour valider la méthode de calcul
adoptée pour déterminer le couple de l’appareil de robinetterie en fonction de la pression différentielle.
Pour appliquer la pression différentielle, il faut utiliser de l’air propre non lubrifié, de l’azote ou de l’eau.
A l’exception des robinets à tournant sphérique qui utilisent un produit d’étanchéité pour réaliser une
fermeture hermétique, la surface des sièges de l’appareil de robinetterie doit être exempte d’huile,
de graisse ou de tout autre composant susceptibles de réduire le frottement. Cependant, si cela est
nécessaire pour empêcher le grippage des surfaces en contact, les surfaces peuvent être revêtues d’un
film d’huile ayant une viscosité inférieure ou égale à celle du kérosène.
Les données relatives au couple de l'appareil de robinetterie doivent être basées sur une application du
couple uniforme, non inégale, pour atteindre les vitesses de fonctionnement typiques des appareils de
robinetterie (une approximation grossière du temps de fonctionnement pour une course de 90° peut
être calculée par le diamètre nominal multiplié par 0,02 s/DN ou par 0,5 s/NPS).
Toutes les valeurs de couples doivent être des valeurs nettes et ne doivent pas inclure de facteur de
correction ou d'autre facteurs de sécurité.
Si les valeurs de couple de l’appareil de robinetterie sont établies en mesurant des échantillons de
production, le couple reporté doit être déterminé statistiquement en utilisant un niveau d’intervalle de
confiance de 95 %.
ATTENTION — Le couple de l'ensemble d’appareil de robinetterie motorisé réellement exigé peut
être supérieur en raison d’un défaut d’alignement entre l’appareil de robinetterie et l’actionneur,
d’une contrainte sur le corps de l’appareil de robinetterie dû à un alignement incorrect des
brides de tuyauteries, et à cause de forces exercées de haut en bas sur la tige de l’appareil de
robinetterie suite à un jeu axial insuffisant dans l’accouplement.
6.2 Coefficients correcteurs
Les valeurs de couple de l’appareil de robinetterie fournies par le fabricant de l’appareil de robinetterie
doivent être augmentées du coefficient correcteur (ODCF), sauf si d’autres valeurs sont spécifiées par
l’acheteur. D’autres valeurs peuvent être utilisées lorsque le fabricant de l’appareil de robinetterie a
réalisé des essais ou lorsqu’il dispose de données opérationnelles réelles et qu’il fournit des valeurs
différentes qui sont acceptées par l’acheteur: voir Tableau 2.
Lorsque plusieurs ODCF s’appliquent, ils doivent être combinés en multipliant les caractéristiques de
fluide ou de média applicables les plus élevés par le temps d'arrêt prolongé.
Tableau 2 — Coefficients correcteurs types
Le coefficient correcteur s’applique à:
Média ou caractéris- Coefficient
Exemples types
tique opérationnelle correcteur
BTO RTO ETO BTC RTC ETC
Liquide lubrifiant Huile, silicone 0,8 A A A A A A
Liquide non lubrifiant Eau 1,0 A A A A A A
Gaz sec non lubrifié Oxygène 1,3 A A A A A A
Liquide non lubrifiant,
Mélasse, goudron 1,4 A A A A A A
collant
Fluide contaminé
Fluide ou air à faible
contenant des parti- 1,5 A A A A A A
teneur en sable
cules, des boues
Fluide cristallisant ou
Soufre, sucre, styrène 1,6 A A A A A A
polymérisant
De 1 mois à moins d’1
a a
1,3 A ─ ─ A ─ ─
an entre les opérations
Arrêt prolongé
Plus d’1 an entre les
a a
1,7 A ─ ─ A ─ ─
opérations
NOTE A = le coefficient correcteur s’applique lorsque spécifié.
a
Le coefficient correcteur pour l’arrêt prolongé n’est appliqué qu’à la position initiale de l’appareil de robinetterie lors
de la première tentative de mise en fonctionnement. Sur un appareil de robinetterie fermé normalement, le coefficient
correcteur n’est appliqué qu’à BTO. Sur un appareil de robinetterie ouvert normalement, le coefficient correcteur n’est
appliqué qu’à BTC.
6.3 Couple maximal admissible à la tige (MAST)
Le MAST pour l’appareil de robinetterie peut être déterminé par essai ou par calcul. Lorsque le MAST
est déterminé par calcul, le fabricant doit avoir validé l’exactitude des formules de calcul à l’aide d’un
essai de type portant sur toutes les pièces de l’appareil de robinetterie et sur le couple de transfert aux
interfaces de montage.
NOTE Il est possible que la tige de l’appareil de robinetterie ne soit pas l’élément de limitation pour le MAST.
Il est important de prendre en compte toutes les pièces et interfaces de montage qui transfèrent un couple
d'actionnement.
Les valeurs de MAST fournies par le fabricant doivent tenir compte d’une baisse de la résistance du
matériau à la température de fonctionnement spécifiée par l’acheteur.
7 Données relatives à l’actionneur
7.1 Couple de sortie
7.1.1 Actionneurs pneumatiques et hydrauliques/électro-hydrauliques
Les fabricants d'actionneurs pneumatiques et hydrauliques/électro-hydrauliques doivent établir les
valeurs de couple de l’actionneur suivantes, en se basant sur l’essai de qualification de conception, sur
l’essai de type réalisé conformément à la norme applicable ou sur l’essai de l’actionneur spécifique qui
doit être monté sur l’appareil de robinetterie:
a) couple en début d’ouverture (ABTO);
b) couple dynamique en ouverture (ARTO);
c) couple en fin d’ouverture (AETO);
d) couple en début de fermeture (ABTC);
e) couple dynamique en fermeture (ARTC);
f) couple en fin de fermeture (AETC).
Voir Figure 1.
Lorsque le couple de sortie varie pendant la course de manière non linéaire, le fabricant de l’actionneur
doit fournir les données exigées sous forme de tableau ou de courbe avec une résolution suffisante pour
afficher précisément les points de transition du couple de sortie en fonction de la position.
Les valeurs de couple à la pression d’alimentation minimale et maximale données par l’acheteur doivent
être fournies.
7.1.2 Actionneurs électriques
Le fabricant d'actionneurs électriques doit établir les valeurs de couple de l’actionneur suivantes
conformément à l' ISO 22153:
a) le couple assigné;
b) le couple de calage;
c) le couple défini minimum et maximum.
7.2 Pression maximale assignée
La pression maximale assignée annoncée par le fabricant pour les actionneurs pneumatiques et
hydrauliques doit avoir été vérifiée par un essai de validation de la conception.
8 Éléments de raccordement
8.1 Généralités
Sur certains assemblages, la conception de l’appareil de robinetterie permet de raccorder directement
l’actionneur et/ou de combiner un réducteur secondaire et un actionneur sur l’appareil de robinetterie
sans kit de montage ou élément de raccordement et d'autres composants en plus des accouplements
inclus avec l'actionneur et les éléments de fixation.
Sur certains assemblages, la conception de l’appareil de robinetterie permet de ra
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
Loading comments...