ISO 11439:2000

NORME ISO
INTERNATIONALE 11439
Première édition
2000-09-15
Bouteilles à gaz — Bouteilles haute
pression pour le stockage de gaz naturel
utilisé comme carburant à bord des
véhicules automobiles
Gas cylinders — High pressure cylinders for the on-board storage of
natural gas as a fuel for automotive vehicles
Numéro de référence
©
ISO 2000
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Sommaire Page
Avant-propos.iv
Introduction.v
1 Domaine d'application.1
2Références normatives .1
3Termesetdéfinitions.2
4 Conditions d'utilisation.5
5 Homologation et certification.7
6 Exigences pour les bouteilles métalliques de type CNG-1 .10
7 Exigences pour les bouteilles frettées de type CNG-2 .18
8 Exigences pour les bouteilles entièrement bobinées de type CNG-3.29
9 Exigences pour les bouteilles tout composite de type CNG-4 .40
10 Marquage.49
11 Préparation pour mise à disposition .50
Annexe A (normative) Méthodes d'essai et critères.51
Annexe B (normative) Examen aux ultrasons.60
Annexe C (informative) Procédures d'homologation et de certification .64
Annexe D (informative) Tailles de défauts détectés par CND par cyclage d’une bouteille entaillée.66
Annexe E (informative) Formulaires de rapports.67
Annexe F (informative) Essai d’environnement .70
Annexe G (informative) Vérification des rapports de contrainte en utilisant des jauges de contrainte .75
Annexe H (informative) Instructions du fabricant pour la manipulation, l'utilisation et l'inspection des
bouteilles .76
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 confiéeaux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude aledroit de fairepartie ducomité
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.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments delaprésente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
La Norme internationale ISO 11439 a étéélaboréepar le comité technique ISO/TC 58, Bouteilles à gaz,
sous-comité SC 3, Construction des bouteilles.
Les annexes A et B constituent des éléments normatifs de la présente Norme internationale. Les annexes C à H
sont données uniquement à titre d’information.
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Introduction
Les bouteilles pour le stockage de gaz naturel utilisé comme carburant à bord des véhicules automobiles doivent
être légères, tout en maintenant, voire en améliorant, le niveau de sécurité requis pour d'autres récipients sous
pression. Il est possible de répondre à ces prescriptions en
a) spécifiant précisément et de façon complète les conditions d'utilisation qui serviront de base à la conception et
à l'utilisation des bouteilles;
b) utilisant une méthode appropriée pour évaluer la durée de vie de la bouteille soumise à des cycles de pression
en fatigue et déterminer les tailles acceptables des défauts dans les bouteilles ou liners métalliques;
c) imposant des essais de qualification de la conception;
d) imposant des contrôles non destructifs et une inspection de toutes les bouteilles de la production;
e) imposant des essais destructifs sur des bouteilles et sur le matériau de bouteilles prélevées sur chaque lot de
bouteilles produites;
f) exigeant des fabricants un système d'assurance de la qualité complet, documenté et mis en application;
g) imposant des contrôles périodiques et, le cas échéant, une requalification, conformément aux instructions du
fabricant;
h) exigeant des fabricants qu'ils spécifient, comme faisant partie de la conception, la duréedeviedesbouteilles.
Les bouteilles dont la conception répond à la présente Norme internationale
a) auront une duréeenfatiguesupérieure à la duréedevie enservice spécifiée;
b) fuiront mais ne se rompront pas lorsqu'elles seront soumises à des cycles de pression jusqu'à défaillance;
c) auront des rapports de «contraintes à l'éclatement» sur «contraintes en service» qui dépasseront les valeurs
spécifiées pour le type de conception et les matériaux utilisés lorsqu'elles seront soumises à des essais de
rupture hydrostatiques.
Il convient que les propriétaires ou les utilisateurs de bouteilles couvertes par la présente Norme internationale
sachent que les bouteilles sont conçues pour fonctionner en toute sécurité si elles sont utilisées conformément aux
conditions d'utilisation spécifiées, et pendant une durée de vie limitée à la duréede vie spécifiée. La date
d'expiration est indiquée sur chaque bouteille, et il est de la responsabilité des propriétaires et des utilisateurs de
s'assurer que les bouteilles ne sont pas utilisées au-delà de cette date et qu'elles sont soumises à des contrôles,
conformément aux spécifications du fabricant.
NORME INTERNATIONALE ISO 11439:2000(F)
Bouteilles à gaz — Bouteilles haute pression pour le stockage de
gaz naturel utilisé comme carburant à bord des véhicules
automobiles
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie les spécifications minimales des bouteilles à gaz rechargeables, légères,
produites en série, conçues uniquement pour le stockage de gaz naturel comprimé haute pression, utilisé comme
carburant à bord des véhicules automobiles sur lesquels elles sont montées. Les conditions de services ne
couvrent pas les charges externes que peuvent provoquer des collisions entre véhicules, etc.
La présente Norme internationale couvre les bouteilles fabriquées en n'importe quel type d'acier, d'aluminium ou
de matériau non métallique, de tout type de conception ou méthode de fabrication approprié aux conditions
d'utilisation spécifiées. Elle ne couvre pas les bouteilles en acier inoxydable ou de construction soudée.
Les bouteilles couvertes par la présente Norme internationale sont désignées de la façon suivante:
CNG-1 Métal
CNG-2 Liner métallique renforcé par un filament continu imprégné de résine (bobiné sur la partie cylindrique)
CNG-3 Liner métallique renforcé par un filament continu imprégné de résine (entièrement bobiné)
CNG-4 Filament continu imprégné de résine avec liner non métallique (tout-composite)
NOTE Les bouteilles construites conformément à l’ISO 9809-1, à l’ISO 9809-2 et à l’ISO 9809-3 peuvent être utilisées pour
ce service pourvu que leur conception satisfasse aux spécifications additionnelles de la présente Norme internationale.
2Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constitue 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 etdelaCEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 148:1983, Acier — Essai de résilience Charpy (entaille en V).
ISO 306:1994, Plastiques — Matières thermoplastiques — Déterminationdela température de ramollissement
Vicat (VST).
ISO 527-2:1993, Plastiques — Détermination des propriétésen traction — Partie 2: Conditions d’essai des
plastiques pour moulage et extrusion (incorporant le rectificatif technique 1: 1994).
ISO 2808:1997, Peintures et vernis — Détermination de l'épaisseur du feuil.
1)
ISO 4624:— , Peintures et vernis — Essai de traction.
ISO 6506-1:1999, Matériaux métalliques — Essai de dureté Brinell — Partie 1: Méthode d'essai.
ISO 6892:1998, Matériaux métalliques — Essai de traction à température ambiante.
ISO 7225, Bouteilles à gaz—Étiquettes de risque.
ISO 7866:1999, Bouteilles à gaz — Bouteilles sans soudure en alliage d'aluminium destinées àêtre rechargées —
Conception, construction et essais.
ISO 9227:1990, Essais de corrosion en atmosphères artificielles — Essais aux brouillards salins.
ISO 9712:1999, Essais non destructifs — Qualification et certification du personnel.
ISO 9809-1:1999, Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz rechargeables en acier sans soudure — Conception,
construction et essais — Partie 1: Bouteilles en acier trempé et revenu ayant une résistance à la traction inférieure
à1100 MPa.
ISO 9809-2:2000, Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz rechargeables en acier sans soudure — Conception,
construction et essais — Partie 2: Bouteilles en acier trempé et revenu ayant une résistance à la traction
supérieure ou égale à 1100 MPa.
2)
, Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz rechargeables en acier sans soudure — Conception,
ISO 9809-3:—
construction et essais — Partie 3: Bouteilles en acier normalisé.
ISO 14130:1997, Composites plastiques renforcésde fibres — Déterminationdela résistance au cisaillement
interlaminaire apparent par essai de flexion sur appuis rapprochés.
ASTM D522-93a, Standard Test Methods for Mandrel Bend Test of Attached Organic Coatings.
ASTM D1308-87(1998), Standard Test Method for Effect of Household Chemicals on Clear and Pigmented Organic
Finishes.
ASTM D2794-93(1999)e1, Standard Test Method for Resistance of Organic Coatings to the Effects of Rapid
Deformation (Impact).
ASTM D3170-87(1996)e1, Standard Test Method for Chipping Resistance of Coatings.
ASTM D3418-99, Standard Test Method for Transition Temperatures of Polymers by Differential Scanning
Calorimetry.
3)
ASTM G53-93 , Standard Practice for Operating Light and Water-Exposure Apparatus (Fluorescent UV-
Condensation Type) for Exposure of Nonmetallic Materials.
4)
NACE TM0177-96 , Laboratory Testing of Metals for Resistance to Specific Forms of Environmental Cracking in
H S Environments.
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les termes et définitions suivants s'appliquent.
1) À publier. (Révision de l’ISO 4624:1978)
2) À publier.
3) Devant être annulée en 2000 et remplacée par l'ASTM G154.
4) Les normes NACE sont disponibles à NACE International, PO Box 218340, Houston, Texas 77218-8340, U.S.A.
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3.1
autorité d'inspection autorisée
autorité d'inspection compétente, approuvée et reconnue par l'autorité réglementaire du pays de l'utilisateur, dont
le rôle est de superviser la construction et les essais des bouteilles
3.2
autofrettage
procédure d'application de la pression utilisée pour la fabrication des bouteilles composites avec liners métalliques,
qui consiste à porter le liner au-delà de sa limite d'élasticité, de manière à provoquer une déformation plastique
permanente
NOTE Cela entraîne des contraintes en compression dans le liner et provoque des contraintes en traction dans les fibres à
une pression interne nulle.
3.3
pression d'autofrettage
pression à l'intérieur de la bouteille bobinée, à laquelle la distribution requise des contraintes entre le liner et le
bobinage est établie
3.4
lot
�bouteilles composites� groupe composé au plus de 200 bouteilles plus les bouteilles pour les essais destructifs,
ou, si le groupe est plus important, groupe de bouteilles produites sans interruption par une même équipe à partir
de liners qualifiésayant même dimension, même conception, fabriquées avec les mêmes matériaux spécifiéset en
utilisant la même méthode de fabrication
3.5
lot
�bouteilles et liners métalliques� groupe composé au plus de 200 bouteilles ou liners métalliques plus les bouteilles
ou liners pour les essais destructifs, ou, si le groupe est plus important, groupe de bouteilles produites sans
interruption par une même équipe, de même diamètre nominal, même épaisseur de paroi, même conception,
fabriquésavec les mêmes matériaux spécifiés et en utilisant la même méthode de fabrication, le même
équipement de fabrication et le même traitement thermique, ainsi que les mêmes conditions de temps, température
et atmosphère au cours du traitement thermique
3.6
lot
�liners non métalliques� groupe composé au plus de 200 liners plus les liners pour les essais destructifs, ou, si le
groupe est plus important, groupe de liners non métalliques produits sans interruption par une même équipe, de
même diamètre nominal, même épaisseur de paroi, même conception, fabriquésavec les mêmes matériaux
spécifiés et en utilisant la même méthode de fabrication
3.7
pression de rupture
pression la plus élevée atteinte dans une bouteille durant un essai de rupture
3.8
bouteille composite
bouteille constituée d'un filament continu imprégné de résine bobiné autour d'un liner métallique ou non métallique
NOTE Les bouteilles composites avec liners non métalliques sont appelées bouteilles tout composite.
3.9
tension de bobinage contrôlée
procédé utilisé dans la fabrication des bouteilles composites frettées avec liners métalliques, dans lequel les
contraintes de compression du liner et les contraintes de traction du bobinage à une pression interne nulle sont
obtenues en bobinant les filaments de renfort avec une tension suffisamment élevée
3.10
pression de remplissage
pression du gaz dans la bouteille immédiatement après la fin du remplissage
3.11
bouteilles finies
bouteilles terminées et prêtes àêtre utilisées, représentatives d'une production normale, et comportant un
marquage d'identification ainsi qu'un revêtement externe, comprenant le système d'isolation intégré spécifié par le
fabricant, mais exempt de tout système d'isolation ou de protection non intégré
3.12
bouteilles avec renfort entièrement bobiné
bouteilles avec bobinage externe composé d'un filament de renfort enroulé suivant la circonférence et suivant le
sens axial de la bouteille
3.13
température du gaz
température du gaz dans une bouteille
3.14
bouteilles avec renfort bobiné sur la partie cylindrique
bouteilles avec bobinage externe constitué d'un filament enroulé suivant une direction essentiellement
circonférentielle autour de la partie cylindrique du liner de telle sorte que le filament ne reprenne aucun effort
important dans une direction parallèle à l'axe longitudinal de la bouteille
3.15
liner
récipient utilisé comme enveloppe intérieure étanche au gaz, autour de laquelle des fibres de renfort (filaments)
sont entourées, de façon à obtenir la résistance nécessaire
NOTE Deux types de liners sont décrits dans la présente Norme internationale: les liners métalliques, conçus pour
partager la charge avec le renfort, et les liners non métalliques qui ne reprennent aucun effort.
3.16
fabricant
personne ou organisme responsable de la conception, de la fabrication et des essais effectués sur les bouteilles
3.17
pression maximale exercée
pression stabiliséeexercée lorsque le gaz d'une bouteille remplie à la pression de service a atteint la température
maximale de service
3.18
bobinage
système de renfort constitué de filament et de résine appliqué autour du liner
3.19
précontrainte
procédure d'application de l'autofrettage ou de la tension d'enroulement contrôlée
3.20
durée de vie en service
duréedevie,enannées, pendant laquelle les bouteilles peuvent être utilisées en toute sécurité, conformément aux
conditions normalisées de service
3.21
pression stabilisée
pression du gaz lorsqu'une température stabiliséedonnée est atteinte
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3.22
température stabilisée
température du gaz uniforme après dissipation de toute variation de température provoquée par le remplissage
3.23
pression d'épreuve
pression à laquelle la bouteille est soumise pendant un essai de pression
3.24
pression de service
pression stabilisée de 200 bar à une température uniforme de 15 °C
4 Conditions d'utilisation
4.1 Généralités
4.1.1 Conditions d'utilisation normalisées
Les conditions d'utilisation normalisées spécifiées dans cet article servent de base à la conception, à la fabrication,
au contrôle, aux essais et à l'homologation des bouteilles destinées àêtre montées de façon permanente sur les
véhicules et utilisées pour stocker, à température ambiante, le gaz naturel utilisé comme carburant dans les
véhicules.
4.1.2 Utilisation de bouteilles
Les conditions d'utilisation spécifiées sont également conçues pour fournir des informations sur la façon dont les
bouteilles fabriquées conformément à la présente Norme internationale peuvent être utilisées en toute sécurité;ces
informations sont destinées aux
a) fabricants de bouteilles;
b) propriétaires de bouteilles;
c) concepteurs ou installateurs responsables de l'installation des bouteilles;
d) concepteurs ou propriétaires de l'équipement utilisé pour recharger les bouteilles sur les véhicules;
e) fournisseurs de gaz naturel;
f) autorités administratives réglementant l'usage des bouteilles.
4.1.3 Durée de vie en service
La durée de vie en service pour laquelle les bouteilles peuvent être utilisées en toute sécurité doit être spécifiée
par le fabricant de la bouteille en prenant comme base les conditions d'utilisation ci-incluses. La duréedevie en
service maximale doit êtrede20ans.
Pour les bouteilles métalliques et à liners métalliques, la duréedevie en service doit être basée sur la vitesse de
propagation d'une fissure en fatigue. L'examen par ultrasons, ou par une méthode équivalente, de chaque bouteille
ou liner doit permettre de s'assurer de l'absence de défauts dont la taille dépasserait la taille maximale admissible.
Cette approche permet une conception et une fabrication optimisées de bouteilles légères pour l'utilisation sur des
véhicules fonctionnant au gaz naturel.
Pour les bouteilles tout composite dont le liner ne reprend pas la charge, la durée de vie en service doit être
justifiée par des méthodes de conception appropriées, des essais qualifiant la conception et des contrôles de
fabrication.
4.2 Pressions maximales
La présente Norme internationale est basée sur une pression de service du gaz naturel carburant de 200 bar
stabilisée à 15 °C avec une pression maximale au remplissage de 260 bar. D'autres pressions de service peuvent
être utilisées en ajustant la pression par le facteur (rapport) approprié. Par exemple, une pression de service de
250 bar demanderait que toutes les pressions soient multipliées par 1,25.
À l'exception des cas où les pressions ont été ajustées de cette façon, la bouteille doit être conçue pour être
acceptable pour les valeurs limites suivantes de la pression:
a) une pression stabiliséede200bar à une température stabiliséede15 °C;
b) la pression maximale ne doit pas dépasser 260 bar, quelle que soient les conditions de remplissage ou de
température.
4.3 Nombre maximal de cycles de remplissage
Les bouteilles doivent être conçues pour être remplies à une pression stabilisée de 200 bar à une température
stabilisée de gaz de 15 °C, jusqu'à 1 000 fois par année de service.
4.4 Plage de températures
4.4.1 Température du gaz
Les bouteilles doivent être conçues pour être acceptables pour les valeurs limites suivantes de la température du
gaz:
a) la température stabilisée du gaz dans les bouteilles peut varier d'une valeur basse de � 40 °C à une valeur
haute de � 65 °C;
b) les températures du gaz développées durant le remplissage et la décharge peuvent varier au-delà de ces
limites.
4.4.2 Températures dans les bouteilles
Les bouteilles doivent être conçues pour les valeurs limites suivantes de la température du matériau:
a) la température des matériaux composant la bouteille peut varier de � 40 °C à � 82 °C;
b) des températures dépassant � 65 °C doivent être suffisamment localisées ou de durée suffisamment courte
pour que la température du gaz présent dans la bouteille ne dépasse jamais � 65 °C, sauf dans les conditions
définies en 4.4.1 b).
4.5 Composition du gaz
4.5.1 Généralités
Les bouteilles doivent être conçues de façon à pouvoir être remplies avec du gaz naturel conforme aux
spécifications suivantes concernant le gaz sec ou le gaz humide. Du méthanol et/ou du glycol ne doivent pas être
délibérément ajoutés au gaz naturel.
4.5.2 Gaz sec
La vapeur d'eau doit normalement être limitée à moins de 32 mg/m (c'est-à-direavec unpoint de roséede �� 9 °C
à 200 bar).
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Les limites maximales sur les constituants doivent être:
� Sulfure d'hydrogène et autres
sulfures solubles: 23 mg/m
1 % (fraction volumique)
� Oxygène:
� Hydrogène, quand les bouteilles
sont fabriquées à partir d'un
acier avec une charge de
rupture dépassant 950 MPa: 2 % (fraction volumique)
4.5.3 Gaz humide
C'est un gaz dont la teneur en eau est supérieure à celle du gaz sec.
Les limites maximales sur les constituants doivent être:
� Sulfure d'hydrogène et autres
sulfures solubles: 23 mg/m
� Oxygène: 1 % (fraction volumique)
� Dioxyde de carbone: 4 % (fraction volumique)
0,1 % (fraction volumique)
� Hydrogène:
4.6 Surfaces externes
Les bouteilles ne sont pas conçues pour une exposition continue aux attaques mécaniques et chimiques, par
exemple fuite d'un chargement pouvant être transporté sur des véhicules, ou dommages graves dus à l'abrasion
en raison des conditions sur la route. Cependant, eu égard à l'installation réaliséeenconformité avec les
instructions fournies avec les bouteilles, les surfaces externes des bouteilles doivent être conçues pour être
exposées par inadvertance:
a) à l'eau, en immersion intermittente ou éclaboussure provenant de la route;
b) au sel, si le véhicule est utiliséà proximité de l'océan ou si du sel est utilisé pour fondre la glace;
c) au rayonnement ultraviolet de la lumière solaire;
d) à l'impact de graviers;
e) aux solvants, aux acides et également aux alcalis et aux fertilisants;
f) aux fluides pour véhicules, y compris l'essence, les fluides hydrauliques, le glycol et les huiles;
g) aux gaz d'échappement.
5 Homologation et certification
5.1 Inspection et contrôle
L'évaluation de la conformité doit être faite suivant les réglementations du(des) pays où les bouteilles sont utilisées.
De façon à s'assurer que les bouteilles sont en conformité avec la présente Norme internationale, elles doivent être
soumises à une homologation de conception conformément à 5.2, et à une inspection et à des contrôles
conformément à l'un des articles 6, 7, 8 ou 9 suivant le type de conception. Cela doit être fait par une autorité
d'inspection autorisée(dénommée ci-après «l'Inspecteur») reconnue dans les pays d'utilisation. L'Inspecteur doit
être compétent pour l'inspection des bouteilles.
Les mode opératoires d'essai sont détaillés dans les annexes A et B. Un exemple de procédures acceptables pour
l'homologation et la certification est donné dans l'annexe C.
5.2 Procédure d'homologation de type
5.2.1 Généralités
L'homologation de type comprend deux parties:
a) homologation de la conception, comprenant la soumission de l'information du fabricant à l'Inspecteur, comme
détaillé en 5.2.2;
b) des essais sur prototype, comprenant les essais réalisés sous la supervision de l'Inspecteur. Le matériau des
bouteilles, la conception, la fabrication et les contrôles doivent être prouvésadéquats au service envisagé en
satisfaisant les exigences des essais sur prototype spécifiés en 6.5, 7.5, 8.5 ou 9.5, suivant la conception des
bouteilles.
Les données d’essai doivent aussi fournir les dimensions, les épaisseurs de paroi et les masses de chacune des
bouteilles d’essai.
5.2.2 Homologation de la conception
La conception des bouteilles doit être homologuée par l'Inspecteur. Les renseignements suivants doivent être
fournis par le fabricant à l'Inspecteur à l'appui d'une demande d'homologation:
a) la déclaration de service, conformément à 5.2.3;
b) les données concernant la conception, conformément à 5.2.4;
c) les données concernant la fabrication, conformément à 5.2.5;
d) le système qualité,conformément à 5.2.6;
e) la résistance à la rupture et la taille des défauts pour les contrôles non destructifs (CND), conformément à
5.2.7;
f) la feuille de spécifications, conformément à 5.2.8;
g) des données supplémentaires, conformément à 5.2.9.
5.2.3 Déclaration de service
L'objectif de cette déclaration de service est de fournir des lignes directrices aux utilisateurs et installateurs des
bouteilles ainsi que d'informer l'Inspecteur. La déclaration de service doit comprendre:
a) une déclaration indiquant que la conception de la bouteille est appropriée à son utilisation dans les conditions
de service définies dans l'article 4, pour la duréedevie enservicedelabouteille;
b) une spécification de la duréedevieen service;
c) une spécification des prescriptions minimales concernant les essais et/ou les contrôles en service;
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d) une spécification des dispositifs de protection contre les surpressions, et de l'isolation si elle est fournie;
e) une spécification pour les méthodes de fixation, les revêtements de protection et tous les autres accessoires
nécessaires mais non fournis;
f) une description de la conception de la bouteille;
g) toute autre information et instructions nécessaires pour assurer l'utilisation en toute sécurité et le contrôle de la
bouteille.
5.2.4 Données concernant la conception
5.2.4.1 Plans
Les plans doivent contenir, au minimum, les indications suivantes:
a) le titre, le numéro de référence, la date d'émission et les numéros de révision avec les dates d'émission le cas
échéant;
b) la référence à la présente Norme internationale et le type de la bouteille;
c) toutes les dimensions de la bouteille terminéeavec les tolérances, y compris les détails des ogives, avec leurs
épaisseurs minimales, ainsi que des ouvertures;
d) la masse de la bouteille terminéeavec les tolérances;
e) les spécifications des matériaux de la bouteille terminée, avec les caractéristiques mécaniques et chimiques
minimales et les plages de tolérances et, pour les bouteilles et liners métalliques, la plage de dureté spécifiée;
f) d'autres données, telles que la plage de pression d'autofrettage, la pression d'essai minimale, les détails sur le
système de protection contre le feu et sur tout revêtement de protection extérieur.
5.2.4.2 Rapport d'analyse des contraintes
Une analyse de contrainte par éléments finis ou par toute autre méthode doit être fournie.
Un tableau résumant les contraintes calculées doit être fourni.
5.2.4.3 Données concernant les propriétésdesmatériaux
Une description détaillée des matériaux et tolérances des caractéristiques des matériaux utilisés pour la conception
doit être fournie. Doivent être également présentés, les résultats d'essai définissant les caractéristiques
mécaniques et déterminant si les matériaux sont appropriés au service dans les conditions définies dans l'article 4.
5.2.4.4 Protection contre le feu
La disposition des systèmes de protection contre les surpressions, et l'isolation si elle est fournie, qui protégeront la
bouteille d'une rupture soudaine si elle est exposée aux conditions de feu définies dans l'article A.15, doit être
spécifiée. Les résultats d'essai doivent prouver l'efficacité du système de protection spécifié contre le feu.
5.2.5 Données relatives à la fabrication
Les détails concernant l'ensemble des modes de fabrication, des contrôles non destructifs, des essais de
production et des essais par lot doivent être fournis.
Les tolérances de tous les procédés de fabrication tels que le traitement thermique, le formage des extrémités, le
coefficient de mélange de la résine, la tension et la vitesse pour le bobinage sous tension du filament, les temps et
les températures de cuisson et les procédures d'autofrettage doivent être spécifiés.
Le fini de surface, les détails du filetage, les critères d'acceptation pour le balayage par ultrasons (ou équivalent) et
la taille maximale des lots pour les essais par lots doivent également être spécifiés.
5.2.6 Programme du contrôle qualité
Le fabricant doit spécifier les méthodes et les procédures conformément à un système d'assurance de la qualité
acceptable par l'inspecteur et qui sera en conformité avec toutes les réglementations du(des) pays où les bouteilles
seront utilisées.
5.2.7 Résistance à la rupture et taille des défauts pour les contrôles non destructifs (CND)
Le fabricant doit spécifier la taille maximale de défaut pour les contrôles non destructifs. Cette taille de défaut
assurera la fuite avant rupture et empêchera la rupture en fatigue de la bouteille durant sa vie en service, ou la
défaillance de la bouteille par rupture.
La taille maximale de défaut doit être établie par une méthode adaptée à la conception, un exemple d'une méthode
acceptable est donné dans l'annexe D.
5.2.8 Feuille de spécifications
Un résumé des documents fournissant les informations requises en 5.2.2 doit apparaître dans une feuille de
spécifications pour chaque modèle de bouteille. Le titre, le numéro de référence, le nombre de révisions et la date
de la première édition et des versions successives de chaque document doivent être indiqués. Tous les documents
doivent être signésouvisés par celui qui les a émis.
5.2.9 Données supplémentaires
Des données supplémentaires à l'appui de la demande, telles que l'historique du matériau proposé pour l'utilisation
ou l'utilisation d'un modèle de bouteille particulier dans d'autres conditions d'utilisation, doivent être fournies le cas
échéant.
5.3 Certificat d'homologation de type
Si les résultats de l'homologation de conception conformément à 5.2 et les essais sur prototype effectués
conformément à 6.5, 7.5, 8.5 ou 9.5, suivant la conception de la bouteille, se révèlent satisfaisants, l'inspecteur doit
émettre un certificat d'homologation de type. Un exemple de certificat d'homologation de type est donné dans
l'annexe E.
6 Exigences pour les bouteilles métalliques de type CNG-1
6.1 Généralités
La présente Norme internationale ne fournit pas de formules pour la conception, ni de contraintes ou de
déformations admissibles, mais elle demande que la validité de la conception soit établie par des calculs
appropriéset prouvée par des essais destinés à montrer que les bouteilles sont capables de satisfaire de manière
cohérente aux essais concernant les matériaux, la qualification de la conception, la production, et aux essais par
lot spécifiésdanslaprésente Norme internationale.
La conception doit permettre d'assurer un mode de défaillance de type «fuite avant rupture» sous l'effet d'une
possible dégradation des parties sous pression durant le service normal. Si une fuite de la bouteille métallique se
produit, ce ne peut être que par la croissance d'une fissure de fatigue.
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6.2 Matériaux
6.2.1 Exigences générales
Les matériaux utilisés doivent être acceptables pour les conditions de services spécifiées dans l'article 4. La
conception ne doit pas mettre en contact des matériaux incompatibles.
6.2.2 Contrôle sur la composition chimique
6.2.2.1 Acier
Les aciers doivent être calmés à l'aluminium et/ou au silicium et produits par une méthode conduisant de manière
prédominante à une structure à grains fins. La composition chimique de tous les aciers doit être déclaréeet définie
au minimum par:
a) la teneur en carbone, manganèse, aluminium et silicium, dans tous les cas;
b) la teneur en chrome, nickel, molybdène, bore et vanadium, et en tout autre élément d'alliage ajouté de
manière intentionnelle.
Dans l'analyse de la coulée, les teneurs en soufre et en phosphore du Tableau 1 ne doivent pas être dépassées.
Tableau 1 — Teneurs en soufre et en phosphore à ne pas dépasser
W 950 MPa
Résistance à la traction � 950 MPa
en soufre
0,020 % 0,010 %
en phosphore
0,020 % 0,020 %
Teneurs
en soufre�
0,030 % 0,025 %
phosphore
6.2.2.2 Aluminium
Les alliages d'aluminium peuvent être utilisés pour produire des bouteilles, sous réserve qu'ils satisfassent à toutes
les exigences de la présente Norme internationale, et que leur teneur maximale en plomb et en bismuth ne
dépasse pas 0,003 %.
NOTE Une liste des alliages enregistrés intitulée «Registration Record of International Alloy Designations and Chemical
5)
Composition Limits for Wrought Aluminium and Wrought Aluminium Alloys» est tenue à jour par l'Aluminum Association Inc. .
6.3 Exigences de conception
6.3.1 Pression d'épreuve
La pression d'épreuve minimale utilisée en fabrication doit être de 300 bar (1,5 fois la pression de service).
6.3.2 Pression de rupture
La pression de rupture mesurée ne doit pas être inférieure à 450 bar.
5)
Aluminum Association Inc., 900 19th Street N.W., Washington D.C., 20006-2168, U.S.A.
6.3.3 Analyse des contraintes
Les contraintes dans la bouteille doivent être calculées pour 200 bar, la pression d'essai et la pression de rupture
de conception. Les calculs doivent utiliser une analyse adéquate pour établir la distribution des contraintes afin de
justifier les épaisseurs minimales de conception des parois.
6.3.4 Taille maximale de défaut
La taille maximale du défaut en tout point de la bouteille métallique, telle que la bouteille satisfasse aux exigences
de cyclage en pression et de l'essai de fuite avant rupture, doit être spécifiée.
La taille admissible de défaut pour les contrôles non destructifs doit être déterminée par une méthode appropriée,
par exemple en utilisant l'annexe D.
6.3.5 Ouvertures
Les ouvertures sont permises seulement dans les ogives. L'axe des ouvertures doit coïncider avec l'axe
longitudinal de la bouteille.
6.3.6 Protection contre le feu
La bouteille doit être protégée par des dispositifs de détente de la pression. La bouteille, ses matériaux, les
dispositifs de détente de la pression et toute isolation ajoutéeoumatériau de protection doivent être conçus
collectivement pour assurer une sûreté appropriée dans les conditions d'essai au feu spécifiées dans l'article A.15.
Un fabricant peut spécifier d'autres emplacements des dispositifs de détente de la pression pour des installations
spécifiques sur véhicule pour optimiser les considérations de sûreté.
Les dispositifs de détente de la pression doivent être approuvés conformément à une norme acceptable à
l'Inspecteur du pays d'utilisation.
6.3.7 Attaches
Quand un anneau est fixé au col ou au pied, ou bien quand une attache pour support est fournie, ils doivent être
d'un matériau compatible avec celui de la bouteille et doivent être fixés par une méthode autre que le soudage à
l'arc, le brasage ou la soudure.
6.4 Construction et fabrication
6.4.1 Fermeture des extrémités
Chaque bouteille doit être examinée avant les opérations de formage du point de vue des épaisseurs et d'état de
surface.
Les extrémités des bouteilles en aluminium ne doivent pas être fermées par un procédé de formage.
Les extrémités des bouteilles en acier qui ont été fermées par formage doivent être examinées par ultrasons ou par
un procédééquivalent.
Du métal ne doit pas être ajouté dans le procédé de fermeture des extrémités.
6.4.2 Traitement thermique
Après formage des extrémités les bouteilles doivent être traitées thermiquement pour obtenir la plage de dureté
spécifiée. Un traitement thermique local n'est pas permis.
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6.4.3 Filetages du goulot
Les filetages doivent être réalisés proprement, lisses, sans discontinuités de surface, calibrés, et satisfaire aux
Normes internationales convenables pour l’Inspecteur.
6.4.4 Protection extérieure contre l'environnement
L'extérieur des bouteilles doit satisfaire aux exigences de l'essai à l'environnement acide de l'article A.14. La
protection extérieure peut être obtenue par l'un des procédés suivants:
a) un traitement de surface donnant une protection adéquate (par exemple projection de métal sur l'aluminium,
anodisation); ou
b) un revêtement de protection (par exemple revêtement organique, peinture); si le revêtement fait partie de la
conception, les dispositions de l'article A.9 doivent être respectées; ou
c) un revêtement imperméable aux produits chimiques spécifiésdansl'article A.14.
Tout revêtement appliqué sur les bouteilles doit être tel que le procédé d'application n'affecte pas de manière
négative les propriétésmécaniques de la bouteille. Le revêtement doit être conçu pour faciliter par la suite
l'inspection en service, et le fabricant doit donner des instructions sur le traitement du revêtement durant une telle
inspection pour s'assurer de la continuité de l'intégrité de la bouteille.
Les fabricants sont avertis qu'un essai de performance vis-à-vis de l'environnement qui évalue l'acceptabilité des
systèmes de revêtement est donné dans l'annexe F.
6.5 Procédure pour les essais sur prototype
6.5.1 Exigences générales
Les essais sur prototype doivent être menés sur chaque nouvelle conception, sur des bouteilles terminées qui
soient représentatives d'une production normale, et complètes avec les marques d'identification. L'inspecteur
choisit les bouteilles soumises aux essais et assiste aux essais sur prototypes détaillés en 6.5.2. Si les essais
portent sur un plus grand nombre de bouteilles que celui requis par la présente Norme internationale, tous les
résultats doivent être documentés.
6.5.2 Essais sur prototype
6.5.2.1 Essais requis
Au cours de l'homologation de type, l'inspecteur doit choisir les bouteilles nécessaires aux essais et assister aux
essais suivants:
� les essais spécifiés en 6.5.2.2 ou 6.5.2.3 (essais de matériaux) sur une bouteille;
� l'essai spécifié en 6.5.2.4 (essai de rupture sous pression hydrostatique) sur trois bouteilles;
� l'essai spécifié en 6.5.2.5 (cyclage en pression à la température ambiante) sur deux bouteilles;
� l'essai spécifié en 6.5.2.6 (essai de fuite avant rupture) sur trois bouteilles;
� l'essai spécifié en 6.5.2.7 (essai au feu de bois) sur une ou deux bouteilles comme approprié;
� l'essai spécifié en 6.5.2.8 (essai de pénétration) sur une bouteille.
6.5.2.2 Essais de matériaux pour les bouteilles en acier
Les essais de matériaux doivent être réalisés sur les bouteilles en acier de la manière suivante:
a) Essai de traction
Les propriétés de l'acier dans une bouteille terminée doivent être déterminées conformément à l'article A.1 et
satisfaire aux exigences correspondantes.
b) Essai de flexion par choc
Les propriétés de flexion par choc de l'acier dans une bouteille terminée doivent être déterminées conformément à
l'article A.2 et satisfaire aux exigences correspondantes.
c) Essai de résistance à la fissuration sous contrainte en milieu sulfureux
Si la limite supérieure de la résistance à la rupture spécifiéepour l'acier dépasse 950 MPa, l'acier d'une bouteille
terminéedoit être soumis à un essai de résistance à la fissuration sous contrainte en milieu sulfureux
conformément à l'article A.3 et satisfaire aux exigences correspondantes.
6.5.2.3 Essais de matériaux pour les bouteilles en alliage d'aluminium
Les essais de matériaux doivent être réalisés sur les bouteilles en alliage d'aluminium de la manière suivante:
a) Essai de traction
Les propriétés de l'alliage d'aluminium dans une bouteille terminée doivent être déterminées conformément à
l'article A.1 et satis
...