ISO 11114-1:2012
(Main)Gas cylinders — Compatibility of cylinder and valve materials with gas contents — Part 1: Metallic materials
Gas cylinders — Compatibility of cylinder and valve materials with gas contents — Part 1: Metallic materials
ISO 11114-1:2012 provides requirements for the selection of safe combinations of metallic cylinder and valve materials and cylinder gas content. The compatibility data given is related to single gases and to gas mixtures. Seamless metallic, welded metallic and composite gas cylinders and their valves, used to contain compressed, liquefied and dissolved gases, are considered. Aspects such as the quality of delivered gas product are not considered.
Bouteilles à gaz — Compatibilité des matériaux des bouteilles et des robinets avec les contenus gazeux — Partie 1: Matériaux métalliques
L'ISO 11114-1:2012 fournit les exigences pour le choix des combinaisons de matériaux sûres pour les bouteilles à gaz métalliques et leur robinet et les gaz contenus dans la bouteille. Les données de compatibilité indiquées se rapportent aux gaz à l'état pur et aux mélanges de gaz. L'ISO 11114-1:2012 prend en considération les bouteilles à gaz composites, métalliques soudées, métalliques sans soudure et leurs robinets utilisées pour contenir des gaz comprimés, liquéfiés et dissous. Elle ne traite pas d'autres aspects tels que la qualité du produit gazeux fourni.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11114-1
Second edition
2012-03-15
Gas cylinders — Compatibility of cylinder
and valve materials with gas contents —
Part 1:
Metallic materials
Bouteilles à gaz — Compatibilité des matériaux des bouteilles et des
robinets avec les contenus gazeux —
Partie 1: Matériaux métalliques
Reference number
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ISO 2012
© ISO 2012
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword . iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Materials . 2
4.1 General . 2
4.2 Cylinder materials . 3
4.3 Valve materials . 3
5 Compatibility criteria . 3
5.1 General . 3
5.2 Corrosion . 4
5.3 Hydrogen embrittlement phenomenon . 5
5.4 Generation of dangerous products . 5
5.5 Violent reactions (e.g. ignition) . 5
5.6 Stress corrosion cracking . 5
6 Material compatibility . 5
6.1 Table of compatibility for single gases (see Table 1) . 5
6.2 Compatibility for gas mixtures . 5
6.3 Using Table 1 . 6
Annex A (informative) Gas/materials NQSAB compatibility code . 33
Bibliography . 47
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 11114-1 was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee
CEN/TC 23, Transportable gas cylinders, in collaboration with ISO Technical Committee ISO/TC 58, Gas
cylinders, in accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna
Agreement).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 11114-1:1997), which has been technically
revised. The main changes resulting from the revision of this part of ISO 11114 are
the term “not recommended” has been replaced by “not acceptable”,
the text has been clarified,
a requirement for gas mixtures has been introduced.
ISO 11114 consists of the following parts, under the general title Gas cylinders — Compatibility of cylinder and
valve materials with gas contents:
Part 1: Metallic materials
Part 2: Non-metallic materials
Part 3: Autogenous ignition test for non-metallic materials in oxygen atmosphere
Part 4: Test methods for selecting metallic materials resistant to hydrogen embrittlement
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Introduction
Industrial, medical and special gases (e.g. high-purity gases, calibration gases) can be transported or stored
in gas cylinders. An essential requirement of the material from which such gas cylinders and their valves are
manufactured is compatibility with the gas content.
Compatibility of cylinder materials with gas content has been established over many years by practical
application and experience. Existing national and international regulations and standards do not fully cover
this aspect.
This part of ISO 11114 is based on current international experience and knowledge.
Where there is any conflict between this International Standard and any applicable regulation, the regulation
always takes precedence.
This part of ISO 11114 has been written to be in conformity with the UN Recommendations on the Transport
of Dangerous Goods: Model Regulations. When published it will be submitted to the UN Sub Committee of
Experts on the Transport of Dangerous Goods with a request that it be included in the Model Regulations.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 11114-1:2012(E)
Gas cylinders — Compatibility of cylinder and valve materials
with gas contents —
Part 1:
Metallic materials
1 Scope
This part of ISO 11114 provides requirements for the selection of safe combinations of metallic cylinder and
valve materials and cylinder gas content.
The compatibility data given is related to single gases and to gas mixtures.
Seamless metallic, welded metallic and composite gas cylinders and their valves, used to contain compressed,
liquefied and dissolved gases, are considered.
NOTE In this part of ISO 11114 the term “cylinder” refers to transportable pressure receptacles, which also include
tubes and pressure drums.
Aspects such as the quality of delivered gas product are not considered.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 9809-1, Gas cylinders — Refillable seamless steel gas cylinders — Design, construction and testing —
Part 1: Quenched and tempered steel cylinders with tensile strength less than 1 100 MPa
ISO 10156, Gases and gas mixtures — Determination of fire potential and oxidizing ability for the selection of
cylinder valve outlets
ISO 10297, Transportable gas cylinders — Cylinder valves — Specification and type testing
ISO 11114-2, Gas cylinders — Compatibility of cylinder and valve materials with gas contents — Part 2: Non-
metallic materials
ISO 11114-3, Gas cylinders — Compatibility of cylinder and valve materials with gas contents — Part 3:
Autogenous ignition test for non-metallic materials in oxygen atmosphere
ISO 11120, Gas cylinders — Refillable seamless steel tubes for compressed gas transport of water capacity
between 150 l and 3 000 l — Design, construction and testing
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
competent person
person who has the necessary technical knowledge, experience and authority to assess and approve
materials for use with gases and to define any special conditions of use that are necessary
3.2
acceptable
A
material/gas combination that is safe under normal conditions of use, provided that any indicated
non-compatibility risks are taken into account
NOTE Low levels of impurities can affect the acceptability of some single gases or gas mixtures.
3.3
not acceptable
N
material/single gas combination that is not safe under all normal conditions of use
NOTE For gas mixtures special conditions may apply (see 6.2 and Table 1).
3.4
dry
state in which there is no free water in a cylinder under any service conditions, including at the highest
expected operating pressure and at the lowest expected operating temperature
NOTE For compressed gases at, for example, 200 bar and 20 °C, the maximum moisture content is not to exceed
5 ppmV, to avoid condensation of free water. For other temperatures and pressures, the maximum moisture content
needed to avoid condensation of water will be different.
3.5
wet
state in which the conditions as defined for dry (3.4) are not met
3.6
gas mixture
combination of different single gases deliberately mixed in specified proportions
3.7
single gas
gas which does not contain deliberately added content of another gas or gases
4 Materials
4.1 General
The compatibility of most materials used to manufacture gas cylinders and valves is identified in this part of
ISO 11114.
Other materials whose compatibility is not identified in this part of ISO 11114 may be used if all compatibility
aspects have been considered and validated by a competent person.
2 © ISO 2012 – All rights reserved
4.2 Cylinder materials
The most commonly used metallic materials for cylinders are (among others) carbon manganese steel,
chromium molybdenum steel, chromium molybdenum nickel steel, stainless steel and aluminium alloys, as
specified in the following International Standards:
aluminium, ISO 7866 and ISO 11118;
steel, ISO 4706, ISO 9328-5, ISO 9809-1, ISO 9809-2, ISO 9809-3, ISO 9809-4, ISO 11118 and
ISO 11120;
aluminium alloys and stainless steel, ISO 6361-2 and ISO 15510.
4.3 Valve materials
4.3.1 General
The most commonly used metallic materials for valve bodies and internal gas wetted parts are brass and
other similar copper-based alloys, carbon steel, stainless steel, nickel and nickel alloys, Cu–Be (2 %) and
aluminium alloys.
4.3.2 Particular considerations
4.3.2.1 In special cases, non-compatible materials may be used for non-oxidizing gases if suitably plated,
protected or coated. This may only be done if all compatibility aspects have been considered and validated by
a competent person for the entire life of the valve.
4.3.2.2 Special precautions, in accordance with ISO 11114-3 (which addresses testing, not precautions per
se), shall be taken for oxidizing gases as specified in ISO 10156. In this case, non-compatible materials are
not acceptable (see 3.3) for use in valves, even if plated, protected or coated.
4.3.2.3 For cylinder valves, compatibility in wet conditions shall be considered because of the high risk of
contamination by atmospheric moisture and an airborne contaminant.
NOTE Reference is made in this part of ISO 11114 to stainless steels by their commonly used AISI identification
numbers, e.g. 304. For information, the equivalent grades according to EN 10088-1 are as follows:
304 1.4301
304L 1.4306 and 1.4307
316 1.4401
316L 1.4404
5 Compatibility criteria
5.1 General
Compatibility between a gas and the cylinder/valve material is affected by chemical reactions and physical
influences, which can be classified into five categories:
corrosion;
stress corrosion cracking;
hydrogen embrittlement;
generation of dangerous products through chemical reaction;
violent reactions, such as ignition.
Non-metallic components (valve sealing, gland packing, O-ring, etc.) shall be in accordance with ISO 11114-2.
Sealing or lubricating materials (when used) at the valve stem shall be compatible with the gas content.
NOTE Annex A gives the gas/materials NQSAB compatibility codes, for information.
5.2 Corrosion
Many types of corrosion mechanisms can occur due to the presence of the gas, as outlined in 5.2.1 to 5.2.3.
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 11114-1
Deuxième édition
2012-03-15
Bouteilles à gaz — Compatibilité des
matériaux des bouteilles et des robinets
avec les contenus gazeux —
Partie 1:
Matériaux métalliques
Gas cylinders — Compatibility of cylinder and valve materials with gas
contents —
Part 1: Metallic materials
Numéro de référence
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ISO 2012
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quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit
de l'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
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Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
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Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos . iv
Introduction . v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Matériaux . 2
4.1 Généralités . 2
4.2 Matériaux des bouteilles . 3
4.3 Matériaux des robinets . 3
4.3.1 Généralités . 3
4.3.2 Remarques particulières. 3
5 Critères de compatibilité. 3
5.1 Généralités . 3
5.2 Corrosion . 4
5.2.1 Corrosion en conditions sèches . 4
5.2.2 Corrosion en conditions humides . 4
5.2.3 Corrosion par les impuretés . 5
5.3 Phénomène de fragilisation par l'hydrogène . 5
5.4 Formation de produits dangereux . 5
5.5 Réactions violentes (par exemple inflammation) . 5
5.6 Fissuration due à la corrosion sous contrainte . 5
6 Compatibilité des matériaux . 5
6.1 Tableau de compatibilité pour les gaz purs (voir Tableau 1) . 5
6.2 Compatibilité des mélanges de gaz . 6
6.3 Utilisation du Tableau 1 . 6
6.3.1 Conventions et numéros . 6
6.3.2 Abréviations des matériaux . 6
Annexe A (informative) Code NQSAB de compatibilité gaz/matériaux . 35
Bibliographie . 49
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 11114-1 a été élaborée par le comité technique CEN/TC 23, Bouteilles à gaz transportables, du Comité
européen de normalisation (CEN) en collaboration avec le comité technique ISO/TC 58, Bouteilles à gaz,
conformément à l'Accord de coopération technique entre l'ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 11114-1:1997), qui a fait l'objet d'une
révision technique. Les principales modifications résultant de la révision de la présente partie de l'ISO 11114
sont:
le remplacement de l'expression «non recommandé» par «inacceptable»;
la clarification du texte;
l'introduction d'exigences pour les mélanges de gaz.
L'ISO 11114 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Bouteilles à gaz —
Compatibilité des matériaux des bouteilles et des robinets avec les contenus gazeux:
Partie 1: Matériaux métalliques
Partie 2: Matériaux non métalliques
Partie 3: Essai d'auto-inflammation des matériaux non métalliques sous atmosphère d'oxygène
Partie 4: Méthodes d'essai pour le choix de matériaux métalliques résistants à la fragilisation par
l'hydrogène
iv © ISO 2012 – Tous droits réservés
Introduction
Les gaz industriels, médicaux et spéciaux (par exemple gaz très purs, gaz d'étalonnage) peuvent être
transportés et stockés dans des bouteilles à gaz. Le matériau dont ces bouteilles et leur robinet sont faits doit
satisfaire à une exigence essentielle qui est la compatibilité avec les gaz contenus dans la bouteille.
La compatibilité des matériaux des bouteilles avec leurs gaz a été établie par application pratique et
expérience sur de nombreuses années. Les réglementations nationales ou internationales et les normes ne
couvrent pas entièrement cet aspect.
La présente partie de l'ISO 11114 repose sur l'expérience et les connaissances internationales actuelles.
En cas de conflit entre la présente Norme internationale et la réglementation applicable, c’est toujours la
réglementation qui a la préséance.
La présente partie de l’ISO 11114 a été rédigée de sorte à être en conformité avec les Recommandations de
l'Organisation des Nations Unies relatives au transport des marchandises dangereuses — Règlement type.
Lorsqu’elle aura été publiée, elle sera soumise au Sous-comité d’experts sur le transport des marchandises
dangereuses des Nations Unies avec une demande d'être incluse dans le Règlement type.
NORME INTERNATIONALE ISO 11114-1:2012(F)
Bouteilles à gaz — Compatibilité des matériaux des bouteilles
et des robinets avec les contenus gazeux —
Partie 1:
Matériaux métalliques
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 11114 fournit les exigences pour le choix des combinaisons de matériaux sûres
pour les bouteilles à gaz métalliques et leur robinet et les gaz contenus dans la bouteille.
Les données de compatibilité indiquées se rapportent aux gaz à l'état pur et aux mélanges de gaz.
La présente partie de l'ISO 11114 prend en considération les bouteilles à gaz composites, métalliques
soudées, métalliques sans soudure et leurs robinets utilisées pour contenir des gaz comprimés, liquéfiés et
dissous.
NOTE Dans la présente partie de l'ISO 11114, le terme «bouteille» se réfère aux récipients à pression transportables
qui incluent aussi les tubes et les fûts à pression.
Elle ne traite pas d'autres aspects tels que la qualité du produit gazeux fourni.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 9809-1, 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 à 1 100 MPa
ISO 10156, Gaz et mélanges de gaz — Détermination du potentiel d'inflammabilité et d'oxydation pour le
choix des raccords de sortie de robinets
ISO 10297, Bouteilles à gaz transportables — Robinets de bouteilles — Spécifications et essais de type
ISO 11114-2, Bouteilles à gaz — Compatibilité des matériaux des bouteilles et des robinets avec les contenus
gazeux — Partie 2: Matériaux non métalliques
ISO 11114-3, Bouteilles à gaz — Compatibilité des matériaux des bouteilles et des robinets avec les contenus
gazeux — Partie 3: Essai d'auto-inflammation des matériaux non métalliques sous atmosphère d'oxygène
ISO 11120, Bouteilles à gaz — Tubes en acier sans soudure rechargeables d'une contenance en eau de 150 l
à 3 000 l — Conception, construction et essais
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
personne compétente
personne possédant les connaissances techniques, l'expérience et l'autorité nécessaires pour évaluer et
autoriser l'utilisation de certains matériaux avec certains gaz, ainsi que pour définir les conditions d'utilisation
correspondantes
3.2
acceptable
A
combinaison de matériau et de gaz jugée sûre dans les conditions normales d'utilisation, pourvu que les clés
de compatibilité soient prises en considération
NOTE Des faibles niveaux d'impuretés peuvent affecter l'acceptabilité de certains gaz purs ou mélanges de gaz.
3.3
inacceptable
N
combinaison de matériau et de gaz pur jugée non sûre dans les conditions normales d'utilisation
NOTE Des conditions particulières peuvent s'appliquer pour les mélanges de gaz (voir 6.2 et Tableau 1).
3.4
sec
état dans lequel la bouteille ne contient pas d'eau à l'état libre dans les conditions de service, quelles qu'elles
soient, y compris à la pression de service maximale prévisible et à la température de service minimale
prévisible
NOTE Pour les gaz comprimés à 200 bar et –20 °C, par exemple, le fait d'empêcher le taux maximal d'humidité de
dépasser 5 ppmV permet d'éviter la condensation d'eau à l'état libre. Le taux maximal d'humidité pour éviter la
condensation d'eau à l'état libre sera différent pour d'autres températures et pressions.
3.5
humide
état dans lequel les conditions définies pour le terme «sec» (3.4) ne sont pas remplies
3.6
mélange de gaz
combinaison de différents gaz purs délibérément mélangés dans des proportions spécifiées
3.7
gaz pur
gaz qui ne contient pas délibérément un contenu ajouté d'un ou plusieurs autres gaz
4 Matériaux
4.1 Généralités
La compatibilité de la plupart des matériaux utilisés pour la fabrication de bouteilles à gaz et de robinets est
spécifiée dans la présente partie de l'ISO 11114.
D'autres matériaux, dont la compatibilité n'est pas spécifiée dans la présente partie de l'ISO 11114, peuvent
être utilisés si tous les aspects de compatibilité ont été étudiés et validés par une personne compétente.
2 © ISO 2012 – Tous droits réservés
4.2 Matériaux des bouteilles
Les matériaux les plus communément utilisés pour la fabrication des bouteilles à gaz sont, entre autres, l'acier
carbone manganèse, l'acier au chrome-molybdène, l'acier au chrome nickel molybdène, les alliages d'acier
inoxydable et d'aluminium, tels que spécifiés dans les Normes internationales suivantes:
aluminium: ISO 7866 et ISO 11118;
acier: ISO 4706, ISO 9328-5, ISO 9809-1, ISO 9809-2, ISO 9809-3, ISO 9809-4, ISO 11118 et
ISO 11120;
alliages d'aluminium et l'acier inoxydable: ISO 6361-2 et ISO 15510.
4.3 Matériaux des robinets
4.3.1 Généralités
Les matéria
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.