ISO 10156:1996

INTERNATIONAL
IS0
STANDARD
Second edition
1996-02-1 5
Gases and gas mixtures - Determination of
fire potential and oxidizing ability for the
selection of cylinder valve outlets
Gaz et mélanges de gaz - Détermination du potentiel d'inflammabilité et
d'oxydation pour le choix des raccords de sortie de robinets
Reference number
IS0 1 O1 56:1996(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national Standards bodies (ISO member bodies). The work of
preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Esch member body interested in a subject for which
a technical committee has been established has the right to be rep-
resented 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.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
International Standard ISO 10156 was prepared by Technical Committee
ISO/TC 58, Gas cylinders, Subcommittee SC 2, Cylinder fittings.
This second edition cancels and replaces the first edition
(ISO 10156:1990), of which it constitutes a minor revision.
Annex A forms an integral part of this International Standard.
0 ISO 1996
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced
or utilized in any form or by any means, electronrc or mechanical, including photocopying and
microfilm, without Permission in writing from the publisher.
Standardi zation
International Organization for
IG eneve 20 8 Switz ,erfand
Case postale 56 l CH-121
Printed in Switzerland
ii
0 ISO ISO 10156:1996(E)
Introduction
The purpose of ISO 5145 is to establish practical criteria for the determi-
nation of outlet connections of gas cylinders of water capacity 150 I or
less. These criteria are based on certain physical and Chemical properties
of the gases. In particular, the flammability in air and the oxidizing potential
(with air as the reference) are considered.
One of the difficulties in the application of ISO 5145 resides in the fact that
it is at times difficult to know if a gas or gas mixture is flammable in air or
more oxidizing than air.
In fact,
in the case of pure gases, there are abundant data in the literature,
although conflicting results are to be found, depending upon the test
methods employed;
but, above all,
incomplete
in the case of gas mixtures, data in the Iiterature are often
or eve n non -existent.
With standardized test methods, it will be possible
to eliminate the ambiguities in the case of conflicting results in the
literature;
and, above all,
to Supplement existing data (mainly in the case of gas mixtures).
In particular, the application of standardized test methods will eliminate the
ambiguities concerning mixtures in groups 1, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 12, 13 and 15,
such as they are defined in ISO 5145, since it is necessary to know, in the
case of those mixtures, whether or not they are flammable in air and/or
more or less oxidizing than air.

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INTERNATIONAL STANDARD o ISO ISO 10156:1996(E)
Gases and gas mixtures - Determination of fire potential
and oxidizing ability for the selection of cylinder valve
outlets
1 Scope 3 Definitions and Symbols
This International Standard specifies two test meth-
3.1 Definitions
ods for determining whether or not a gas is flammable
in air and whether a gas is more or less oxidizing than
For the purposes of this International Standard, the
air, respectively, with the aim of eliminating difficulties
following definitions apply.
entailed in the application of ISO 5145.
NOTE 1 For certain special applications, such as special
3.1.1 gas or gas mixture flammable in air: Gas or
gas mixtures produced to Order (in small quantities), it
gas mixture which will ignite in air at atmospheric
might prove relatively complex to apply the method speci-
pressure and a temperature of 20 “C.
fied and to perform the special tests necessary to deter-
mine the flammability or oxidizing power of the gas
mixture.
3.1.2 lower flammability limit in air: Minimum
content of a gas or gas mixture in air at which the gas
To avoid these difficulties, a simple method of calculation is
or gas mixture will ignite. This limit is determined at
recommended to determine rapidly the type of connection
atmospheric pressure and 20 “C.
to be employed depending upon the characteristics
(flammability, oxidizing power, etc.) of the gas mixture and
the characteristics of the pure substances making up the
3.1.3 gas or gas mixture less oxidizing than air:
mixture.
Gas or gas mixture which is not able, at atmospheric
pressure, to support the combustion of substances
which are flammable in air.
2 Normative references
3.2 Symbols
The following Standards contain provisions which,
through reference in this text, constitute provisions of molar fraction of a flammable gas in a
Ai
this International Standard. At the time of publication, mixture of gases
the editions indicated were valid. All Standards are
molar fraction of an inert gas in a mixture
subject to revision, and Parties to agreements based 4
of gases
on this International Standard are encouraged to
investigate the possibility of applying the most recent
coefficient of Oxygen equivalency
C
i
editions of the Standards indicated below. Members
of IEC and ISO maintain registers of currently valid
ith flammable gas in a gas mixture
Fi
International Standards.
ith inert gas in a gas mixture
ISO 4589: 1984, P/astics - Determination of flam-
mability by Oxygen index. n number of flammable gases in a gas mix-
ture
ISO 5145:1990, Cyiinder valve outlets for gases and
number of inert gases in a gas mixture
gas mixtures - Selection and dimensioning. P

----I
0 ISO
coefficient of equivalency of an inert gas 4.2 Test method
K
relative to nitrogen
Ai’ equivalent content of a flammable gas 4.2.1 Principle
lower flammability limit in air of a flam-
The gas is mixed in the desired proportions with air.
Li
mable gas
Then ignition energy is supplied in the form of an
electric arc between two electrodes.
maximum content of flammable gas which,
T,i
when mixed with nitrogen, is not flam-
mable in air 4.2.2 Apparatus and materials
concentration of a highly oxidizing gas
Xi The apparatus (see figure 1) includes:
minimum concentration of an oxidizing gas,
Yi
- a mixer;
in a mixture with nitrogen, which will sup-
port combustion of a test piece having an
- a tube in which the reaction takes place;
Oxygen index equal to 21 %
- an ignition System;
He helium
- a System of analysis to determine the test-gas
Ar argon
composition.
neon
Ne
4.2.2.1 Preparation
Kr krypton
a) Test gas
Xe Xenon
The test gas shall be prepared to represent the most
flammable composition that tan occur in the normal
nitrogen
N2
course of production. The criteria to be used in estab-
hydrogen
lishing the composition of the test gas are manufac-
Hz
turing tolerantes, i.e. the test gas shall contain the
Oxygen
highest concentration of flammable gases encoun-
tered in the normal manufacturing process and the
CO carbon dioxide
moisture content shall be less than or equal to
10 ppm by volume. The test gas shall be thoroughly
Sulfur dioxide
so
mixed and carefully analysed to determine the exact
composition.
nitrous Oxide
N20
SF Sulfur hexafluoride
b) Compressed air
CF carbon tetrafluoride The compressed air shall be analysed and shown to
be free of moisture.
octafluoropropane
c3F8
c) Test-gas/air mixture
CH methane
The compressed air and the gas to be tested are
mixed in a blender, controlling the flowrates. The air-
flammable gas mixture shall be analysed using a
4 Flammability of gases and gas mixtures
chromatograph or a simple Oxygen analyser.
in air
4.2.2.2 Reaction tube
4.1 General
This tube shall be made of thick pyrex glass (e.g.
5 mm), with an inside diameter of at least 50 mm and
Gases and gas mixtures which are flammable shall be
a length at least five times the diameter.
designated in accordance with ISO 5145:1990, an-
nex A - category I - subdivision 2. Such gases and
At one end of the tube, there shall be a cylindrical
gas mixtures have flammable limits in air. The follow-
component designed to take
ing subclauses outline a test method and a calculation
method for determining whether a gas or gas mixture
- an ignition spark plug, located about 50 mm from
is flammable. In cases where the test result is differ-
the bottom sf the tube;
ent from that obtained by calculation, the test result
shall take precedence. - an inlet for the gas mixture to be tested;
0 ISO ISO 10156:1996(E)
b) Partial combustion: a flame begins to burn around
a relief valve at the bottom of the pyrex tube [see
the spark plug, and then goes out. This indicates
figure 1 a)];
that the flammability limit is close. In this case,
two thermocouples, one located close to the repeat the test at least five times. If, in one of
ignition System, the other located close to the top
these repeat tests, the flame rises up the tube, it
of the tube, the purpose of these thermocouples
shall be considered that the flammability limit has
being to allow easy detection of flame propagation
been reached, i.e. the test gas is flammable.
[see figure 1 a)] (alternatively, gas ignition may be
observed by an experienced Operator in a dark c) The flame rises slowly up the tube at 10 cm/s to
room); 50 cm/s. In this case, it shall be considered that
the limit has been reached, i.e. the test gas is
a safety device (preferably located close to the
flammable.
ignition System) to minimize the risk of destruc-
tion of the tube in the event of an explosion.
d) The flame rises up the tube very rapidly. In this
case, the test gas is flammable.
The tube and its accessories shall always be very
clean in Order to avoid any impurities, and particularly
NOTES
moisture resulting from a preceding test or from
2 Instead of flowmeters, other appropriate devices, such
exposure to the atmosphere, from affecting the
as metering Pumps, etc., tan be used.
determination.
3 With mixtures containing hydrogen, the flame is almost
The gas mixture is vented at the top of the reaction
colourless. In Order to tonfirm the presence of such flames,
shut-off valve.
tube by a tube fitted with a
the use of temperature-measuring probes is recommended
(see 4.222).
The apparatus is located inside a ventilated metal
4 Although it is beyond the scope of this International
chamber, one side of which has a window made of
Standard, if a precise value is required for the lower flam-
high-strength transparent material.
mability Iimit of the test gas, then repeated tests must be
carried out, varying the flammable-gas content until the
Prior to ignition, the composition of the mixture shall
threshold Point is reached between ignition and no ignition
be tested by analysing the gas leaving the reaction
of the flammable gas.
tube [see figure 1 a), analysis at Point 21 to ensure
that the tube has been properly purged.
4.4 Key Points concerning safety
4.2.2.3 Ignition System
Tests shall be carried out by trained and competent
A spark generator (e.g. 15 kV) shall be used which tan
personnel working in accordance with authorized
supply Sparks (across a 5 mm electrode gap, for
procedures (see also 4.3). The reaction tube and
instance) with an energy of 10 J per spark.
flowmeter shall be adequately screened to protect the
personnel in the event of an explosion. Personne1
shall wear safety glasses. During the ignition se-
4.3 Procedure quence, the reaction tube shall be open to the atmos-
phere and isolated from the gas supply. Care shall
Care shall be taken when carrying out flammability
also be taken during the analysis of the test gas or
tests to ensure that the explosive range is avoided.
mixture.
This tan be done by commencing the experimental
work at “Safe” concentrations of flammable gas in air
( ” saf e ” = below the expected lower flammability
Iimit). Subsequently, the initial gas concentration tan 4.5 Results for pure gases
be slowly increased until ignition occurs.
A list of flammable gases is given in annex A together
Blend the desired mixture using the flowmeter (the
with some lower flammability Iimits. These values
efficiency of this step shall be checked by analysis).
have been obtained using test equipment similar to
Close the gas inlets simultaneously. Just Prior to
that described in 4.2.2.
ignition, ensure that the outlet valve (if there is one) is
opened, to bring the mixture to atmospheric pressure.
4.6 Calculation method
There are several possible results.
a) No combustion: the test-gas mixture is not flam-
This method is limited to gas mixtures produced in
mable in air at this concentration. In this case, re-
small quantities in cylinders to indicate if flammable in
peat the test at a slightly higher concentration.
air.
0 ISO
4.6.1 Mixtures containing n flammable gases and p
AlF1 +.+ AiFi +-eV+ A,F,, +
inert gases
+ (KjB1 +.+ KiBi +-.-+ KpBp)N2
The composition of a mixture of this kind tan be
expressed as follows: Taking the sum of all the component gas fractions to
be equal to 1, the expression for the composition
becomes:
AlF1 +.+ AiFi +.+ A,Fn + BIIJ +.+ BiIi +
+. . . + Bpl--
f
(CA& + C hBiN2)
where
Ki Bi
CAi +C
i
Ai and Bi are the molar fractions of the ith
where
flammable gas and the ith inert gas,
respectivel
...

NORME
IS0
INTERNATIONALE
Deuxibme bdition
1996-02-1 5
Gaz et mélanges de gaz - Détermination
du potentiel d'inflammabilité et d'oxydation
pour le choix des raccords de sortie de
robinets
Gases and gas mixtures - Determination of fire potential and oxidizing
ability for the selection of cylinder valve outlets
Num6ro de reference
IS0 1 O1 56:1996(F)
L
IS0 10156:1996( F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une federation
mondiale d'organismes nationaux de normalisation (cornites membres de
I'ISO). L'klaboration des Normes internationales est en general confiee aux
comites techniques de I'ISO. Chaque comite membre interesse par une
etude a le droit de faire partie du comite technique cr& B cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I'ISO participent egalement aux travaux. L'ISO colla-
bore etroitement avec la Commission electrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation electrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptes par les comitks techniques
sont soumis aux comites membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des
cornites membres votants.
La Norme internationale IS0 10156 a et6 elaboree par le comit6 technique
Bouteilles t) gaz, sous-cornite SC 2, Accessoires de bouteilles.
ISO/TC 58,
Cette deuxieme edition annule et remplace la premiere edition
(IS0 1 O1 56:1990), dont elle constitue une revision mineure.
L'annexe A fait partie integrante de la presente Norme internationale.
O IS0 1996
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription differente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut etre reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun
proc6d6, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans
l'accord écrit de 1'6diteur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 CH-121 1 Genbve 20 Suisse
Imprime en Suisse
II
Q IS0 IS0 10156:1996(F)
Introduction
L'ISO 5145 definit les criteres pratiques de choix des raccords de sortie de
robinets de bouteilles 8 gaz de capacite en eau inferieure ou egale 8 150 L.
Ces criteres reposent sur certaines proprietes physico-chimiques des gaz
et en particulier leur inflammabilite 8 l'air ou leur potentiel d'oxydation (par
reference 8 l'air).
L'un des probkmes poses par I'ISO 5145 vient du fait qu'il est parfois
difficile de determiner si un gaz ou un melange de gaz est inflammable 8
l'air ou plus oxydant que l'air.
En fait,
pour les gaz purs, la bibliographie abonde en résultats mais ils sont
parfois contradictoires selon les methodes d'essai employees;
et surtout,
pour les melanges de gaz, les donnees bibliographiques sont souvent
soit incompletes, soit inexistantes.
Avec des methodes d'essai normalisees, il devrait &re possible
d'eliminer les ambiguïtes soulevees par les contradictions des donnees
bibliographiques;
et surtout,
de compléter les donnees inexistantes (principalement pour les mélan-
ges de gaz).
L'utilisation de methodes d'essai normalisees devrait en particulier diminer
les ambiguites relatives aux melanges des groupes 1, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 12,
13 et 15 definis dans I'ISO 5145 puisqu'il est necessaire dans le cas de ces
B l'air et plus ou
melanges de determiner s'ils sont ou non inflammables
moins oxydants que l'air.
iii
~-
NORME INTERNATIONALE Q IS0 IS0 10156:1996(F)
Gaz et mélanges de gaz - Détermination du potentiel
d'inflammabilité et d'oxydation pour le choix des raccords
de sortie de robinets
1 Domaine d'application 3 Définitions et symboles
La presente Norme internationale prescrit deux
3.1 Définitions
methodes d'essai servant à determiner si un gaz est
ou non inflammable 8 l'air et si un gaz est plus ou
Pour les besoins de la presente Norme internationale,
moins oxydant que l'air, dans le but d'eliminer les
les definitions suivantes s'appliquent.
difficultes soulevees par l'application de I'ISO 51 45.
NOTE 1 Dans certains cas, comme par exemple les
3.1.1 gaz ou melange de gaz inflammable à l'air:
melanges de gaz speciaux fabriques sur commande (en
Gaz ou melange de gaz qui peut s'enflammer dans de
petites quantites), il peut s'averer assez complexe de
l'air à la pression atmosphbrique et B une temperature
mettre en œuvre la methode prescrite et de realiser les
de 20 OC.
essais speciaux de determination de I'inflammabilit6 ou du
potentiel d'oxydation du melange.
3.1.2 limite inférieure d'inflammabilité à l'air:
Limite minimale B laquelle un gaz ou melange de gaz
Pour contourner la difficulte, il est recommande d'avoir
recours B une methode de calcul simple, permettant de peut s'enflammer dans l'air. Cette limite est determi-
determiner rapidement le type de raccord a employer en
nee B la pression atmospherique et B 20 "C.
fonction des caracteristiques du gaz (inflammable, oxydant,
etc.) et des caracteristiques des substances pures dont le
3.1.3 gaz ou melange de gaz moins oxydant que
gaz est compose.
l'air: Gaz ou melange de gaz qui ne peut pas, B la
pression atmosphbrique, supporter la combustion de
substances inflammables B l'air.
2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions 3.2 Symboles
qui, par suite de la reference qui en est faite, consti-
tuent des dispositions valables pour la presente fraction molaire d'un gaz inflammable dans
Ai
Norme internationale. Au moment de la publication, un melange de gaz
les editions indiquees etaient en vigueur. Toute norme
fraction molaire d'un gaz inerte dans un
est sujette 8 revision et les parties prenantes des
Bi
melange de gaz
accords fondes sur la presente Norme internationale
sont invitees B rechercher la possibilite d'appliquer les
Ci coefficient d'equivalence en oxyghne
6ditions les plus recentes des normes indiquees ci-
apres. Les membres de la CE1 et de I'ISO possedent
$me gaz inflammable dans un melange de
Fi
le registre des Normes internationales en vigueur à un
gaz
moment donne.
@me gaz inerte dans un melange de gaz
Zi
IS0 4589:1984, Plastiques - Essais de r6action au
n nombre de gaz inflammables dans un
feu - Dtjtermination de l'indice d'oxyghne.
melange de gaz
IS0 5145:1990, Raccords de sortie de robinets de
nombre de gaz inertes dans un melange de
P
9 gaz et mdanges de gaz - Choix et di-
bouteilles
gaz
mensionnement.
IS0 10156:1996(F)
O IS0
coefficient d'equivalence entre gaz inertes
4.2 Méthode d'essai
et azote
4.2.1 Principe
teneur equivalente d'un gaz inflammable
limite inferieure d'inflammabilite dans l'air Melange d'un gaz B de l'air dans les proportions
d'un gaz inflammable desirees, et production, 8 l'aide d'un arc electrique,
6tabli entre deux electrodes, de I'hergie necessaire B
teneur maximale en gaz inflammable qui,
l'inflammation.
en melange avec de l'azote, donne une
composition qui n'est pas inflammable B
4.2.2 Appareillage et produits
l'air
L'appareillage (voir figure 1) comprend
concentration d'un gaz ((hautement oxy-
dant))
- un melangeur;
concentration minimale d'un gaz oxydant
- un tube où se produit la reaction;
de combustion dans un melange d'azote,
qui favorisera la combustion des Bprouvet-
- un systeme d'allumage;
tes, ayant un indice d'oxygene 6gal B 21 YO
- un systeme d'analyse de la composition des gaz.
helium
4.2.2.1 Preparation
argon
neon
a) Gaz d'essai
krypton
Le gaz d'essai prepare doit representer la composition
la plus inflammable rencontree en fabrication normale.
xenon
Les criteres servant B definir la composition du gaz
d'essai sont les tolerances de fabrication: le gaz
azote
d'essai doit ainsi renfermer la concentration la plus
hydrogene &levee de gaz inflammables rencontree dans le cours
normal de la fabrication et une teneur en humidit6
oxygene
inferieure ou egale B 10 ppm en volume. Le gaz
d'essai doit &re homogeneise et soigneusement
dioxyde de carbone
analyse pour avoir une composition precise.
dioxyde de soufre
b) Air comprime
protoxyde d'azote
Apres analyse, il doit etre demontre que l'air compri-
hexafluorure de soufre
me est absolument exempt d'humidite.
tetrafluorure de carbone
c) Melange gaz d'essai/air
octafluoropropane
L'air comprime et le gaz B essayer sont melanges
dans un melangeur dynamique en contr6lant les
methane
debits. L'analyse du melange se fait B l'aide d'un
chromatographe et d'un analyseur d'oxygbne simple.
4 Inflammabilité à l'air des gaz et
4.2.2.2 Tube pour les essais
mélanges de gaz
Ce tube doit être en pyrex (par exemple 5 mm), d'un
diametre interieur au moins 6gal B 50 mm et d'une
4.1 Généralités
longueur au moins &gale B cinq fois le diamktre.
Les gaz et melanges de gaz inflammables doivent être
Au fond du tube, un element cylindrique doit renfer-
identifies conformement B I'ISO 5145:1990, annexe A
mer
- categoric I - subdivision 2. Ces gaz et melanges
de gaz ont des limites d'inflammabilite B l'air. Les
- la bougie d'allumage situee B environ 50 mm de la
paragraphes qui suivent exposent les methodes
base du tube;
permettant de determiner si un gaz ou un melange de
gaz est inflammable. Dans les cas où le resultat - I'entree du melange de gaz B essayer;
d'essai est different de celui obtenu par calcul, le
- un robinet de purge [voir figure 1 all;
resultat d'essai aura la preseance.
O
O IS0
IS0 1 O1 56:1996(F)
- deux thermocouples, l'un pres du systeme d'allu-
b) Combustion partielle: une flamme commence B
mage, l'autre pres du sommet du tube. Ces ther- brûler autour de la bougie d'allumage puis s'eteint.
mocouples servent B detecter la propagation de la C'est le signe que la limite d'inflammabilit6 est
flamme [voir figure 1 a)]. Il est aussi possible de proche. L'essai doit être repet6 cinq fois. Si, dans
charger un personnel experiment6 d'observer l'un des cas, la flamme monte dans le tube, c'est
l'allumage dans une piece sombre; le signe que la limite d'inflammabilit6 est atteinte
et donc que le gaz d'essai est inflammable.
- un systeme de securite reduisant le risque de
destruction du tube en cas d'explosion (situe de
c) La flamme monte lentement dans le tube B une
preference pres du systeme d'allumage).
10 cm/s B 50 cm/s. II est con-
vitesse de quelque
sider6 que la limite d'inflammabilite est atteinte et
donc que le gaz d'essai est inflammable.
Le tube et ses accessoires doivent être tres propres
pour bviter les effets d'impuretes ou de restes d'hu-
d) La flamme monte dans le tube trds rapidement.
midite d'une precedente combustion ou exposition 6
Dans ce cas, le gaz d'essai est inflammable.
I'atmosphere.
NOTES
Le melange de gaz B essayer est evacue par le haut
du tube equip4 d'un robinet d'isolement.
2 On peut remplacer les debitmetres par d'autres disposi-
tifs appropries, tels que pompes doseuses, debitmetres
massiques, etc.
Le montage est place d Ilinterieur d'une enceinte
metaIlique ventike dont l'un des cdtes est constitue
3 Pour les melanges contenant de I'hydrogene, les flam-
d'une vitre en materiau transparent extrêmement
mes sont presque incolores. Pour verifier dans ce cas la
resistant.
presence de flamme, il est recommande d'utiliser des
sondes thermometriques (voir 4.2.2.2).
Avant d'allumer le melange on determine sa compo-
4 Il sort du domaine de la presente Norme internationale
sition par analyse du gaz s'&happant du tube d'essai
de specifier une valeur precise de limite inferieure d'in-
[voir figure 1 a), analyse au point 21 afin de verifier que
flammabilitb, mais si cela s'averait necessaire, il faudrait
le tube a kt6 convenablement purge. effectuer plusieurs essais (en faisant varier la teneur en gaz
inflammable) jusqu'h ce qu'on ait atteint le seuil entre
inflammation et non-inflammation du gaz.
4.2.2.3 Système d'allumage
Le generateur d'btincelles utilise (par exemple 15 kV)
4.4 Points clés concernant la sécurité
peut faire passer (dans un entrefer de 5 mm des
6lectrodes, par exemple) des etincelles d'une dnergie
Les essais doivent être realises par du personnel
individuelle de 1 O J.
entraîne et competent respectant les procedures
autorisees (voir aussi 4.3). Le tube B essai et le debit-
metre doivent etre convenablement blindes pour
proteger le personnel en cas d'explosion. Le person-
4.3 Mode opératoire
nel doit porter des lunettes protectrices. Pendant
I'operation d'allumage, le tube d essai doit etre ouvert
Veiller pendant les essais d'inflammabilite 8 eviter la
d l'air libre et isole de l'alimentation en gaz. L'analyse
plage explosive. Pour cela, commencer I'experimen-
du gaz ou melange de gaz doit se faire avec soin.
B des concentrations ((sûres)) de gaz inflam-
tation
mable dans l'air (((sûre = inferieure B la limite
infbrieure d'inflammation probable). Puis augmenter
lentement la concentration initiale jusqu'd ce que
4.5 Résultats sur les gaz purs
l'allumage se produise.
Les gaz inflammables sont 6num6r6s dans l'annexe A
Effectuer le melange desire d l'aide des debitmetres
avec pour certains leur limite inferieure d'inflammabi-
(apres verification par analyse). Fermer sirnultanement
lite. Ces valeurs ont et6 obtenues avec un appa-
les entrees de gaz. Juste avant l'allumage, verifier que
4.2.2.
reillage du type decrit en
le robinet de sortie (s'il existe) est bien ouvert pour
amener le melange B la pression atmosphbrique.
Il existe plusieurs resultats possibles:
4.6 Méthode de calcul
a) Aucune combustion: le melange de gaz essaye
L'usage de cette methode se limite aux melanges de
n'est pas inflammable B la concentration conside-
gaz produits en bouteilles en petites quantites pour
ree. L'essai doit être repet6 d une concentration
verifier s'ils sont inflammables B l'air.
legerement plus elevee.
j IS0 10156:1996(F)
O IS0
4.6.1 ' Mélanges contenant n gaz inflammables ce qui, apres ajustement de la composition en une
et p gaz inertes somme de teneur &gale A 1, peut s'ecrire
Le melange s'exprime sous la forme suivante:
A1F1 +.+ AjFj +.+ AnFn + Bill +.+ BjZi +
+ . , , + BpZp
où
où
sont les fractions molaires d'un ibme
Ai et Bi
gaz inflammable et ibme gaz inerte,
respectivement;
designe un @me gaz inflammable;
Fi
designe un @me gaz inerte;
Zi est la teneur equivalente en gaz inflammables.
n est le nombre de gaz inflammables;
Tci etant la valeur notee dans le tableau 2 de la teneur
maximale en gaz inflammable qui, en melange avec
est le nombre de gaz inertes.
R
de l'azote, donne une composition qui n'est pas
inflammable A l'air, et donc, si
On ajuste la composition du melange B une composi-
tion equivalente en transformant tous les gaz inertes
en leurs equivalents en azote, grbce aux coefficient
Z% x 100 s 1
d'equivalence Ki donnes dans le tableau 1 :
A1F1 +.+ AiFi +.+ AnFn + K1B1 +
le melange n'est pas inflammable B l'air.
+. . . + KjBj +. . . + KpBp)N2
khappement des gaz vers L'extérieur
Tubeenpyrexde
1 rn de longue
...

Iso
NORME
INTERNATIONALE
Deuxième édition
1996-02-I 5
Gaz et mélanges de gaz - Détermination
du potentiel d’inflammabilité et d’oxydation
pour le choix des raccords de sortie de
robinets
Determination of fire potential and oxidizing
Gases and gas mixtures -
ability for the selection of cylinder valve outlets
Numéro de référence
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé a cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale ISO 10156 a été élaborée par le comité technique
ISOfK 58, Bouteilles à gaz, sous-comité SC 2, Accessoires de bouteilles.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition
(ISO 10156:1990), dont elle constitue une révision mineure.
L’annexe A fait partie intégrante de la présente Norme internationale.
0 ISO 1996
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun
procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans
l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 l CH-l 211 Genève 20 a Suisse
Imprimé en Suisse
ii
0 ISO ISO 10156:1996(F)
Introduction
L’ISO 5145 définit les critéres pratiques de choix des raccords de sortie de
robinets de bouteilles à gaz de capacité en eau inférieure ou égale a 150 L.
Ces critères reposent sur certaines propriétés physico-chimiques des gaz
et en particulier leur inflammabilité a l’air ou leur potentiel d’oxydation (par
référence à l’air).
L’un des problèmes posés par I’ISO 5145 vient du fait qu’il est parfois
difficile de déterminer si un gaz ou un mélange de gaz est inflammable à
l’air ou plus oxydant que l’air.
En fait,
pour les gaz purs, la bibliographie abonde en résultats mais ils sont
parfois contradictoires selon les méthodes d’essai employées;
et surtout,
pour les mélange s de gaz, les do s bibliog raphique s sont souvent
soit inca mplètes, soit inexistantes
Avec des méthodes d’essai normalisées, il devrait être possible
d’éliminer les ambiguïtés soulevées par les contradictions des données
bibliographiques;
et surtout,
de compléter les données inexistantes (principalement pour les mélan-
ges de gaz).
L’utilisation de méthodes d’essai normalisées devrait en particulier éliminer
les ambiguïtés relatives aux mélanges des groupes 1, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 12,
13 et 15 définis dans I’ISO 5145 puisqu’il est nécessaire dans le cas de ces
mélanges de déterminer s’ils sont ou non inflammables a l’air et plus ou
moins oxydants que l’air.
Page blanche
NORME INTERNATIONALE o ISO ISO 10156:1996(F)
Détermination du potentiel
Gaz et mélanges de gaz -
d’inflammabilité et d’oxydation pour le choix des raccords
de sortie de robinets
1 Domaine d’application 3 Définitions et symboles
La présente Norme internationale prescrit deux
3.1 Définitions
méthodes d’essai servant a déterminer si un gaz est
ou non inflammable a l’air et si un gaz est plus ou
Pour les besoins de la présente Norme internationale,
moins oxydant que l’air, dans le but d’eliminer les
les définitions suivantes s’appliquent.
difficultés soulevées par l’application de I’ISO 5145.
NOTE 1 Dans certains cas, comme par exemple les
3.1.1 gaz ou mélange de gaz inflammable à l’air:
mélanges de gaz spéciaux fabriqués sur commande (en
Gaz ou mélange de gaz qui peut s’enflammer dans de
petites quantités), il peut s’avérer assez complexe de
l’air à la pression atmosphérique et à une température
mettre en œuvre la méthode prescrite et de réaliser les
de 20 OC.
essais spéciaux de détermination de I’inflammabilité ou du
potentiel d’oxydation du mélange.
3.1.2 limite inférieure d’inflammabilité à l’air:
Limite minimale à laquelle un gaz ou mélange de gaz
Pour contourner la difficulté, il est recommandé d’avoir
recours à une méthode de calcul simple, permettant de peut s’enflammer dans l’air. Cette limite est détermi-
déterminer rapidement le type de raccord a employer en
née à la pression atmosphérique et à 20 “C.
fonction des caractéristiques du gaz (inflammable, oxydant,
etc.) et des caractéristiques des substances pures dont le
3.1.3 gaz ou mélange de gaz moins oxydant que
gaz est compose.
l’air: Gaz ou mélange de gaz qui ne peurt pas, à la
pression atmosphérique, supporter la combustion de
substances inflammables à l’air.
2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions 3.2 Symboles
qui, par suite de la référence qui en est faite, consti-
tuent des dispositions valables pour la présente
A fraction molaire d’un gaz inflammable dans
i
Norme internationale. Au moment de la publication,
un mélange de gaz
les éditions indiquées étaient en vigueur. Toute norme
B fraction molaire d’un gaz inerte, dans un
est sujette a révision et les parties prenantes des
i
mélange de gaz
accords fondés sur la présente Norme internationale
sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les
C coefficient d’équivalence en oxygène
i
éditions les plus récentes des normes indiquées ci-
après. Les membres de la CEI et de I’ISO possèdent
F @me gaz inflammable dans un mélange de
i
le registre des Normes internationales en vigueur a un
gaz
moment donné.
jeme gaz inerte dans un mélange de gaz
Ii
ISO 4589:1984, Plastiques - Essais de réaction au
feu - Dé termina tion de I ‘indice d ‘oxygène.
n nombre de gaz inflammables dans un
mélange de gaz
ISO 5145: 1990, Raccords de sortie de robinets de
nombre de gaz inertes dans un mélange de
bouteilles à gaz et mélanges de gaz - Choix et di-
P
mensionnement.
gaz
coefficient d’équivalence entre gaz inertes 4.2 Méthode d’essai
Ki
et azote
4.2.1 Principe
A; teneur équivalente d’un gaz inflammable
Mélange d’un gaz à de l’air dans les proportions
L limite inférieure d’inflammabilité dans l’air
i
désirées, et production, à l’aide d’un arc électrique,
d’un gaz inflammable
établi entre deux électrodes, de l’énergie nécessaire à
teneur maximale en gaz inflammable qui,
T,i l’inflammation.
en mélange avec de l’azote, donne une
composition qui n’est pas inflammable à
1' 4.2.2 Appareillage et produits
I arr
L’appareillage (voir figure 1) comprend
concentration d’un gaz ((hautement oxy-
Xi
dant 1)
- un mélangeur;
concentration minimale d’un gaz oxydant
Yi
- un tube où se produit la réaction;
de combustion dans un mélange d’azote,
qui favorisera la combustion des éprouvet-
- un système d’allumage;
tes, ayant un indice d’oxygène égal à 21 %
- un système d’analyse de la composition des gaz.
He hélium
4.2.2.1 Préparation
Ar argon
Ne néon
a) Gaz d’essai
Kr krypton
Le gaz d’essai préparé doit représenter la composition
la plus inflammable rencontrée en fabrication normale.
Xe xénon
Les critères servant à définir la composition du gaz
d’essai sont les tolérances de fabrication: le gaz
azote
N2
d’essai doit ainsi renfermer la concentration la plus
hydrogène
élevée de gaz inflammables rencontrée dans le cours
H2
normal de la fabrication et une teneur en humidité
oxygène
inférieure ou égale à 10 ppm en volume. Le gaz
d’essai doit être homogénéisé et soigneusement
dioxyde de carbone
CO
analysé pour avoir une composition précise.
dioxyde de soufre
SO
b) Air comprimé
protoxyde d’azote
N20
Apres analyse, il doit être démontré que l’air compri-
SF hexafluorure de soufre
6 mé est absolument exempt d’humidité.
CF tétrafluorure de carbone
c) Mélange gaz d’essai/air
octafluoropropane
c3F8
L’air comprimé et le gaz à essayer sont mélangés
dans un mélangeur dynamique en contrôlant les
méthane
CH
débits. L’analyse du mélange se fait à l’aide d’un
chromatographe et d’un analyseur d’oxygène simple.
4 Inflammabilité à l’air des gaz et
mélanges de gaz 4.2.2.2 Tube pour les essais
Ce tube doit être en pyrex (par exemple 5 mm), d’un
diamètre intérieur au moins égal à 50 mm et d’une
4.1 Généralités
longueur au moins égale à cinq fois le diamètre.
Les gaz et mélanges de gaz inflammables doivent être
Au fond du tube, un élément cylindrique doit renfer-
identifiés conformément à I’ISO 5145:1990, annexe A
mer
- catégorie I - subdivision 2. Ces gaz et mélanges
de gaz ont des limites d’inflammabilité à l’air. Les
- la bougie d’allumage située à environ 50 mm de la
paragraphes qui suivent exposent les méthodes
base du tube;
permettant de déterminer si un gaz ou un mélange de
gaz est inflammable. Dans les cas où le resultat
- I’entree du mélange de gaz à essayer;
d’essai est différent de celui obtenu par calcul, le
résultat d’essai aura la préséance.
- un robinet de purge [voir figure 1 a)];
0 ISO ISO 10156:1996(F)
- deux thermocouples, l’un près du système d’allu- b) Combustion partielle: une flamme commence à
mage, l’autre près du sommet du tube. Ces ther- brûler autour de la bougie d’allumage puis s’éteint.
mocouples servent à détecter la propagation de la C’est le signe que la limite d’inflammabilité est
proche. L’essai doit être répété cinq fois. Si, dans
flamme [voir figure 1 a)]. II est aussi possible de
l’un des cas, la flamme monte dans le tube, c’est
charger un personnel expérimenté d’observer
le signe que la limite d’inflammabilité est atteinte
l’allumage dans une pièce sombre;
et donc que le gaz d’essai est inflammable.
- un système de sécurité réduisant le risque de
destruction du tube en cas d’explosion (situé de
c) La flamme monte lentement dans le tube à une
préférence près du système d’allumage).
vitesse de quelque 10 cm/s à 50 cm/s. II est con-
sidéré que la limite d’inflammabilité est atteinte et
donc que le gaz d’essai est inflammable.
Le tube et ses accessoires doivent être très propres
pour éviter les effets d’impuretés ou de restes d’hu-
tube très rapidement.
dl La flamme monte dans le
midité d’une précédente combustion ou exposition à
Dans ce cas, le gaz d’essai est inflammable.
l’atmosphère.
NOTES
Le mélange de gaz à essayer est évacué par le haut
du tube équipé d’un robinet d’isolement.
2 On peut remplacer les débitmètres par d’autres disposi-
tifs appropries, tels que pompes doseuses, débitmètres
massiques, etc.
Le montage est placé à l’intérieur d’une enceinte
métallique ventilée dont l’un des côtés est constitué
3 Pour les mélanges contenant de l’hydrogène, les flam-
d’une vitre en matériau transparent extrêmement
mes sont presque incolores. Pour vérifier dans ce cas la
résistant.
il est recommande d’utiliser des
présence de flamme,
sondes thermométriques (voir 4.2.2.2).
Avant d’allumer le mélange on détermine sa compo-
4 II sort du domaine de la présente Norme internationale
sition par analyse du gaz s’échappant du tube d’essai
de spécifier une valeur précise de limite inférieure d’in-
[voir figure 1 a), analyse au point 21 afin de vérifier que
flammabilité, mais si cela s’avérait nécessaire, il faudrait
le tube a été convenablement purgé. effectuer plusieurs essais (en faisant varier la teneur en gaz
inflammable) jusqu’à ce qu’on ait atteint le seuil entre
inflammation et non-inflammation du gaz.
4.2.2.3 Système d’allumage
Le générateur d’étincelles utilisé (par exemple 15 kV)
4.4 Points clés concernant la sécurité
peut faire passer (dans un entrefer de 5 mm des
électrodes, par exemple) des étincelles d’une énergie
Les essais doivent être réalisés par du personnel
individuelle de 10 J.
entraîné et compétent respectant les procédures
autorisées (voir aussi 4.3). Le tube à essai et le débit-
mètre doivent être convenablement blindés pour
protéger le personnel en cas d’explosion. Le person-
4.3 Mode opératoire
nel doit porter des lunettes protectrices. Pendant
l’opération d’allumage, le tube à essai doit être ouvert
Veiller pendant les essais d’inflammabilité à éviter la
à l’air libre et isolé de l’alimentation en gaz. L’analyse
plage explosive. Pour cela, commencer I’expérimen-
du gaz ou mélange de gaz doit se faire avec soin.
tation à des concentrations ((sûres)) de gaz inflam-
mable dans l’air (((sûre = inférieure à la limite
inférieure d’inflammation probable). Puis augmenter
lentement la concentration initiale jusqu’à ce que
4.5 Résultats sur les gaz purs
l’allumage se produise.
Les gaz inflammables sont énumérés dans l’annexe A
Effectuer le mélange désiré à l’aide des débitmètres
avec pour certains leur limite inférieure d’inflammabi-
(après vérification par analyse). Fermer simultanément
lité. Ces valeurs ont été obtenues avec un appa-
les entrées de gaz. Juste avant l’allumage, vérifier que
reillage du type décrit en 4.2.2.
le robinet de sortie (s’il existe) est bien ouvert pour
amener le mélange à la pression atmosphérique.
II existe plusieurs résultats possibles:
4.6 Méthode de calcul
a) Aucune combustion: le mélange de gaz essayé
L’usage de cette méthode se limite aux mélanges de
n’est pas inflammable à la concentration considé-
gaz produits en bouteilles en petites quantités pour
rée. L’essai doit être répété à une concentration
vérifier s’ils sont inflammables à l’air.
légèrement plus élevée.
0 ISO
ce qui, après ajustement de la composition en une
4.6.1 * Mélanges contenant n gaz inflammables
somme de teneur égale à 1, peut s’écrire
et p gaz inertes
Le mélange s’exprime sous la forme suivante:
AlFj +.+ AiFi +.+ A,Fn + BIII +.+ BiZi +
+. . . + BP+
où
où
Ai et Bi sont les fractions molaires d’un @me
gaz inflammable et ième gaz inerte, Ai
= A(
respectivement;
CAi +xKiBi
‘&TE gaz inflammable;
F désigne un I
i
désigne un @me gaz inerte;
est la teneur équivalente en gaz inflammables.
Ii
n est le nombre de gaz inflammables;
Tci étant la valeur notée dans le tableau 2 de la teneur
maximale en gaz inflammable qui, en mélange avec
est le nombre de gaz inertes.
P
de l’azote, donne une composition qui n’est pas
inflammable à l’air, et donc, si
On ajuste la composition du mélange à une composi-
tion équivalente en transformant tous les gaz inertes
en leurs équivalents en azote, grâce aux coefficient
A;
x 1006 1
d’équivalence Ki donnés dans le tableau 1:
c
Tci
AlF1 +.+ AiFi +.+ AnFn + (K~BJ +
le mélange n’est pas inflammable à l’air.
+.+ KiBi +.+ KpBp)N2
Échappement des gaz vers l’ex
...