ISO/TS 11365:2011
(Main)Petroleum and related products - Guidance for the maintenance and use of triaryl phosphate ester turbine-control fluids
Petroleum and related products - Guidance for the maintenance and use of triaryl phosphate ester turbine-control fluids
ISO/TS 11365:2011 applies to the use of triaryl phosphate esters as fire-resistant fluids for turbine control and other hydraulic systems in power generation. ISO/TS 11365:2011 is intended to help power equipment operators appreciate the important properties of triaryl phosphate esters; provide information on their safe handling, storage and use. ISO/TS 11365:2011 addresses the causes of fluid deterioration and sets out procedures for examining consignments of new fluid, for monitoring the fluid in use and for maintaining an adequate fluid condition.
Pétrole et produits connexes — Lignes directrices pour la maintenance et l'utilisation des fluides de régulation de turbines à base d'esters de triaryl phosphate
L'ISO/TS 11365:2011 s'applique à l'utilisation de fluides difficilement inflammables à base d'esters de triaryl phosphate utilisés comme fluides hydrauliques de régulation pour turbines ou autres systèmes de régulation des centrales électriques. L'ISO/TS 11365:2011 est destinée à aider l'opérateur de centrale électrique à apprécier les propriétés importantes des esters de triaryle phosphate, et fournir des informations sur les règles de manutention, de stockage et d'utilisation de ces fluides. L'ISO/TS 11365:2011 traite des causes de dégradation des fluides et recommande des procédures pour contrôler les livraisons de fluide neuf et pour surveiller l'état du fluide en cours d'utilisation et le maintenir en bonne condition.
General Information
Relations
Frequently Asked Questions
ISO/TS 11365:2011 is a technical specification published by the International Organization for Standardization (ISO). Its full title is "Petroleum and related products - Guidance for the maintenance and use of triaryl phosphate ester turbine-control fluids". This standard covers: ISO/TS 11365:2011 applies to the use of triaryl phosphate esters as fire-resistant fluids for turbine control and other hydraulic systems in power generation. ISO/TS 11365:2011 is intended to help power equipment operators appreciate the important properties of triaryl phosphate esters; provide information on their safe handling, storage and use. ISO/TS 11365:2011 addresses the causes of fluid deterioration and sets out procedures for examining consignments of new fluid, for monitoring the fluid in use and for maintaining an adequate fluid condition.
ISO/TS 11365:2011 applies to the use of triaryl phosphate esters as fire-resistant fluids for turbine control and other hydraulic systems in power generation. ISO/TS 11365:2011 is intended to help power equipment operators appreciate the important properties of triaryl phosphate esters; provide information on their safe handling, storage and use. ISO/TS 11365:2011 addresses the causes of fluid deterioration and sets out procedures for examining consignments of new fluid, for monitoring the fluid in use and for maintaining an adequate fluid condition.
ISO/TS 11365:2011 is classified under the following ICS (International Classification for Standards) categories: 75.120 - Hydraulic fluids. The ICS classification helps identify the subject area and facilitates finding related standards.
ISO/TS 11365:2011 has the following relationships with other standards: It is inter standard links to ISO 11365:2017. Understanding these relationships helps ensure you are using the most current and applicable version of the standard.
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Standards Content (Sample)
TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 11365
First edition
2011-03-15
Petroleum and related products —
Guidance for the maintenance and use of
triaryl phosphate ester turbine-control
fluids
Pétrole et produits connexes — Lignes directrices pour la maintenance
et l'utilisation des fluides de régulation de turbines à base d'esters de
triaryl phosphate
Reference number
©
ISO 2011
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ii © ISO 2011 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .v
Introduction.vi
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 Description of triaryl phosphate ester fluids.1
4 Health and safety precautions .2
4.1 Fluid Handling.2
4.2 Waste disposal .2
5 Fire hazards .3
5.1 General points .3
5.2 Methods of extinguishing fires .3
6 Compatibility of materials .3
6.1 Seals, paints and gaskets.3
6.2 Electrical wire insulation .4
7 Factors affecting service life.4
7.1 General .4
7.2 System design .4
7.3 System operating conditions .5
7.4 System maintenance.5
7.5 Fluid contamination .5
7.6 Fluid condition monitoring.6
7.7 Fluid purification .6
7.8 Fluid top up .6
8 Delivery and storage .7
9 Flushing the system.7
10 Fluid sampling .7
10.1 General .7
10.2 Containers.8
10.3 Sampling in service.8
10.4 Sampling of fresh fluid.9
10.5 Labelling.9
11 Recommended procedures for fluid monitoring.10
11.1 Appearance and colour.10
11.2 Water content.10
11.3 Total acid number (TAN).11
11.4 Fluid cleanliness.11
11.5 Direct current resistivity (Volume resistivity).12
11.6 Chlorine content.12
11.7 Mineral oil content.13
11.8 Viscosity.13
11.9 Air release .13
12 Examination of new fluid .14
12.1 General .14
12.2 Acceptance tests for new fluid .14
12.3 Acceptance requirements after installation of a new fluid charge .15
13 Examination of used fluid . 15
13.1 General. 15
13.2 Trend analysis. 17
Bibliography. 18
iv © ISO 2011 – All rights reserved
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.
In other circumstances, particularly when there is an urgent market requirement for such documents, a
technical committee may decide to publish other types of normative document:
⎯ an ISO Publicly Available Specification (ISO/PAS) represents an agreement between technical experts in
an ISO working group and is accepted for publication if it is approved by more than 50 % of the members
of the parent committee casting a vote;
⎯ an ISO Technical Specification (ISO/TS) represents an agreement between the members of a technical
committee and is accepted for publication if it is approved by 2/3 of the members of the committee casting
a vote.
An ISO/PAS or ISO/TS is reviewed after three years in order to decide whether it will be confirmed for a
further three years, revised to become an International Standard, or withdrawn. If the ISO/PAS or ISO/TS is
confirmed, it is reviewed again after a further three years, at which time it must either be transformed into an
International Standard or be withdrawn.
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/TS 11365 was prepared by Technical Committee ISO/TC 28, Petroleum products and lubricants,
Subcommittee SC 4, Classifications and specifications.
This first edition of ISO/TS 11365 is a revision of IEC 60978:1989, which was previously maintained by
IEC/TC 10, Fluids for electrotechnical applications.
Introduction
Many turbine manufacturers and electrical power utilities specify limits on the properties of triaryl phosphate
ester hydraulic control fluids in service. Some companies also provide recommendations on the action
necessary if these limits are approached or exceeded, but few provide detailed guidance on fluid maintenance
and use.
This Technical Specification identifies typical performance limits for used fluids and also contains detailed
recommendations on their use and maintenance. While the requirements of the equipment builder and/or
operator take precedence, particularly during any warranty period, the content of this Technical Specification
can be read in conjunction with manufacturer/operator requirements, or provide guidance in their absence.
vi © ISO 2011 – All rights reserved
TECHNICAL SPECIFICATION ISO/TS 11365:2011(E)
Petroleum and related products — Guidance for the
maintenance and use of triaryl phosphate ester turbine-control
fluids
WARNING — The use of this Technical Specification may involve hazardous materials, operations and
equipment. This Technical Specification does not purport to address all of the safety problems
associated with its use. It is the responsibility of the user of this Technical Specification to establish
appropriate safety and health practices and to determine the applicability of regulatory limitations
prior to use.
1 Scope
This Technical Specification applies to the use of triaryl phosphate esters as fire-resistant fluids for turbine
control and other hydraulic systems in power generation.
This Technical Specification is intended to
⎯ help power equipment operators appreciate the important properties of triaryl phosphate esters;
⎯ provide information on their safe handling, storage and use.
This Technical Specification addresses the causes of fluid deterioration and sets out procedures for examining
consignments of new fluid, for monitoring the fluid in use and for maintaining an adequate fluid condition.
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 3170:2004, Petroleum liquids — Manual sampling
ISO 3722:1976, Hydraulic fluid power — Fluid sample containers — Qualifying and controlling cleaning
methods
ISO 4021:1992, Hydraulic fluid power — Particulate contamination analysis — Extraction of fluid samples from
lines of an operating system
3 Description of triaryl phosphate ester fluids
Triaryl phosphates are complex mixtures of products produced from the reaction of phosphorus oxychloride
with either xylenols or substituted phenols and they have been used as fire-resistant fluids in power
generation applications for over 50 years. While the early fluids were neurotoxic as a result of the presence of
tricresyl phosphate, the products in commercial use for about the last 30 years do not contain this component
and have very low levels of neurotoxicity. Modern phosphate esters are manufactured to meet the stringent
th [24]
health and safety requirements of the 7 Luxembourg Report and its more recent replacement,
CEN/TR 14489. However, as with all chemicals, they should be handled responsibly. The health and safety
recommendations given in this Technical Specification are therefore intended to minimize exposure and to
provide a margin of safety for workers handling these fluids.
Triaryl phosphate ester fluids normally have good resistance to oxidation, moderate to good air release and
low foaming properties. However, they can be sensitive to hydrolysis. These properties will slowly deteriorate
during the life of the fluid. While some degradation can be tolerated without adverse effects on the functioning
of the system, good monitoring procedures are necessary to determine when the properties have changed
sufficiently to warrant action.
ISO 10050 is the technical specification for new triaryl phosphate ester hydraulic fluids when used in power
generation applications.
For further information on the composition and technical performance of these fluids, the relevant technical
literature should be consulted.
4 Health and safety precautions
4.1 Fluid handling
Triaryl phosphate ester fluids have extremely low vapour pressures and excellent stability, and at normal
operating temperatures give off no harmful vapours. There have been no reports of toxic effects through
continued exposure, where sensible handling precautions have been taken.
However, when handling phosphate esters all personnel should be aware of the nature of the material they
are handling and know the recommendations set out below.
⎯ Accidental swallowing of the fluid or inhalation of vapours, which are the main potential sources of entry
into the body, can be harmful and should be avoided. In event of ingestion, medical attention should be
sought immediately.
⎯ Goggles should be worn at all times when the fluid is being handled or when working on hydraulic control
or other systems containing the fluid. Eye splashes may cause severe irritation. If any fluid gets into the
eyes, they should be irrigated with water as soon as possible and medical attention should be sought.
⎯ While the fluid is being handled, eating, drinking and smoking should be prohibited to prevent
contamination of the lips and mouth. After handling the fluid, and before eating, drinking or smoking, the
hands shall be washed thoroughly.
⎯ Exposure to the skin normally constitutes a minimal hazard, and standard sanitary practices will prevent
any adverse health effects. No ill effects have been reported from short term skin exposure. However,
continuous exposure to highly degraded fluid, which is acidic, should be avoided. This can be achieved
by using suitable impermeable protective gloves. Particular attention should be paid to the thorough
cleaning of the skin and removal of any soiled clothing if extensive and prolonged contact with the fluid
occurs.
⎯ If the fluid leaks onto hot pipe work, white fumes may be emitted. If these are inhaled, they can cause
irritation of the throat and lungs. When working in a fume-filled environment, breathing apparatus should
therefore be worn.
4.2 Waste disposal
As far as is practicable, spillages shall be prevented from entering surface drainage channels. Fluid which has
leaked out should be adsorbed onto sand, sawdust or other suitable adsorbent and disposed of in accordance
with local regulations.
The disposal of waste fluid should be carefully controlled to avoid contamination of the environment. All waste
fluid shall be considered potentially harmful and shall be disposed of in accordance with local regulations.
5 Fire hazards
5.1 General points
The triaryl phosphate ester fluids do not readily ignite and do not support combustion, but cannot be
considered non-inflammable.
If the fluid leaks from the hydraulic system into lagging, it may decompose in the lagging with the emission of
smoke and possibly result in a smouldering fire. Good ventilation of areas where fire hazards exist should be
provided.
The best method of avoiding a fire hazard is to prevent fluid leaks by following the operating and maintenance
instructions, and by keeping the related equipment in a good state of repair at all times. In areas where the
customer's operating experience has shown that leaks may develop, the following procedures will give
additional protection:
⎯ seal all the lagging material exposed to leaking fluid with finishing cement to provide a non-porous
surface;
⎯ cover exposed lagging with aluminium sleeves to prevent entry of fluid;
⎯ provide drip trays to direct spilled fluid away from the lagging to collection points;
⎯ replace any lagging material soaked up by the fluid, because at high temperatures an exothermic reaction
can occur leading to a temperature rise and possibly a smouldering fire.
5.2 Methods of extinguishing fires
If a triaryl phosphate ester fluid is ignited as described above, the fire can be extinguished with foam, dry
powder, carbon dioxide or water. However, if water is used, care should be taken to minimize direct contact
with hot steel components, since it can cause rapid cooling with severe distortion or cracking. If used near
electrical components, it may cause short-circuits and corrosion.
In the event of a lagging fire, any damaged lagging should be removed - preferably when the pipe is cool and
the fire extinguished - and the lagging should then be replaced. If the lagging is cut away, it should be dropped
into a container and covered to stop further smouldering, decomposition and the emission of smoke. Gloves,
protective clothing and breathing apparatus should be worn when handling smouldering lagging.
6 Compatibility of materials
6.1 Seals, paints and gaskets
Most seal materials, paints, and gaskets commonly found in hydraulic systems using petroleum-based fluids
are not compatible with the triaryl phosphate ester fluids. The use of unsuitable seals and gaskets can result
in swollen or eroded materials which may lead to fluid leaks or the binding of moving parts. Paints should be
resistant to triaryl phosphate ester or the surfaces left unpainted. Some metals such as copper and zinc may
promote fluid degradation and their use should be minimized.
If there is any doubt concerning the compatibility of replacement seals or hoses for the hydraulic system, the
supplier of the fluid or the manufacturer of the system shall be consulted. Some materials currently used for
seals are polytetrafluoroethylene (PTFE), fluorocarbon rubber (FKM) and ethylene propylene diene rubber
(EPDM) while butyl rubber (IIR) hoses are recommended. Suitable paints include stoved epoxy resins and
vinyl ester-based products.
Attention is drawn to the fact that some materials, even those considered physically compatible, can adversely
affect fluid performance. For example, silicone-based seals and gaskets should be avoided as they have an
adverse effect on fluid foaming and air release properties.
6.2 Electrical wire insulation
Triaryl phosphate ester fluid will soften and eventually decompose some insulating materials. For example,
polyvinyl chloride (PVC) may contain a triaryl phosphate ester as a plasticizer; soaking PVC in this fluid will
therefore soften it. Insulation containing PVC should therefore not be used in the vicinity of the control system.
The fluid manufacturers recommend polytetrafluoroethylene, polyamide, polyethylene or polypropylene, but
cable manufacturers should be contacted in specific cases as many insulating materials and coatings are in
use.
The most effective way of preventing problems is by avoiding spills of fluid onto electrical wiring insulation. In
areas where spills onto wiring may occur (e.g. during maintenance), the wiring should be shielded.
If wiring insulation of unknown composition has been accidentally wetted with the fluid, it should be wiped
clean with rags, preferably wetted in a solvent that will remove the fluid (e.g. isopropanol) and not harm the
insulation. Chlorinated solvents should not be used. Cables should then be inspected periodically to determine
if they are suffering any deterioration.
7 Factors affecting service life
7.1 General
Factors that affect the service life of triaryl phosphate ester fluids include the following:
⎯ system design;
⎯ system operating conditions;
⎯ system maintenance;
⎯ fluid contamination;
⎯ fluid condition monitoring;
⎯ fluid treatment or purification;
⎯ fluid top up rate.
7.2 System design
There are a number of different control system designs in use. Several design factors impact on the severity
of operation of the control system and hence on fluid degradation. These include pump type, tank design and
operating pressures, as described below.
⎯ Pump type Constant volume pumps are the source of two problems, as outlined below.
1) If the fluid contains air bubbles these may be compressed in the pump with the generation of very
high temperatures on the bubble walls.
2) Large volumes of fluid are continuously circulated at high flow rates over pressure relief valves. The
fluid is heated in the valve and turbulence is often created as the fluid returns to the tank. This
aerates the fluid and encourages rapid degradation.
⎯ Tank design The discharges from warming and fluid return lines should be located below the lowest
level of fluid in the tank and the return line should be located as far away from the pump inlet as possible.
The design should ensure that any entrained air has adequate time to be released. This can be assisted
by the appropriate use of sieves and baffles that direct fluid flow around the tank and avoid a rapid move
from return line to the pump inlet.
⎯ Operating pressures High pressures promote the rapid collapse of air bubbles in the pump and
development of very high temperatures at the bubble wall (dieseling). They will also result in higher
temperatures as the fluid passes through the relief valve.
7.3 System operating conditions
Continuous operation subjects the fluids to less stress than if the unit is subjected to frequent stops and starts.
7.4 System maintenance
The quality of the fluid is adversely affected by, for example, any water leaks, the use of exhausted filters,
incorrectly set relief valves, etc.
7.5 Fluid contamination
7.5.1 General
As with most hydraulic fluids, triaryl phosphates are susceptible to contamination. The most common forms of
contamination are outlined in 7.5.2 to 7.5.6.
7.5.2 Water
Triaryl phosphate esters are susceptible to hydrolysis, and the acidic degradation products formed further
catalyse this reaction. In addition, the acidity developed may cause system corrosion, initiate servo-valve
erosion and react with adsorbent solid filters to produce gelatinous deposits in the system. Control of the
water content is, therefore, particularly important. Desiccant breathers and, in some cases, vacuum
dehydrators are installed to minimize water contamination.
7.5.3 Particulates
Hydraulic control systems are sensitive to particulate contamination since very fine tolerances are found in
some of the components. Where the fluid moves at high velocity, particulates can be abrasive and deposition
in critical areas can impede system operation. They can be present in the system following assembly, in the
original fluid or produced in service by wear, fluid degradation and/or system corrosion.
In order to reduce particulate levels, the system should be thoroughly flushed before use and new fluid added
to the system should be pre-filtered through a 5 µm, (β = 1 000) filter. In service, fine filtration is essential to
maintain an acceptable level of the fluid cleanliness.
7.5.4 Mineral oil
Every effort should be made to avoid mineral oil contamination, as this may adversely affect the fire resistance.
Deposits may also form as a result of reaction between the triaryl phosphate ester and some mineral-oil
additives and these can lead to seizure of sensitive control elements. Mineral oil in small amounts can also
adversely affect the fluid foaming and air release characteristics. Unlike other fluid contaminants that can
normally be removed or reduced by in situ purification, mineral oil dissolved in the phosphate ester is
impossible to eliminate by such methods.
7.5.5 Metal soaps
The use of some adsorbent filters to remove acid can introduce metal soaps into the solution, as a result of a
chemical reaction between the acidic degradation products and components in the adsorbent medium. For
example, calcium and magnesium carbonates in fuller's earth, and sodium and aluminium (present as sodium
aluminates) in activated alumina can be released into the fluid as metal phosphates. While low molecular
weight soaps are usually soluble, their complexity and molecular weight can increase and at some stage they
will precipitate. This tendency is greatest in cooler parts of the system and where there is little or no flow.
Metal soaps often collect as gelatinous materials and blind filters/strainers, etc. Their presence will also
increase the foaming tendency and air release value of the fluid. As a result, these media are used less
frequently and ion exchange resins are preferred instead.
7.5.6 Chlorinated materials
“Chlorine” contamination is normally due either to the use of a chlorinated cleaning solvent or to the presence
of chloride in the atmosphere if the turbine is located close to the sea.
The presence in the fluid of chlorine-containing products can cause servo-valve erosion even at relatively low
levels. The use of chlorinated solvents for system cleaning and of sea-water for cooling the control fluid should
therefore be avoided. It should be noted that “chlorine” is not a problem until it is converted to chloride ion.
The total chlorine content in the fluid therefore represents the potential for developing erosion, while the level
of chloride ion actually present will directly impact the erosion process.
7.6 Fluid condition monitoring
As a consequence of the possible contamination of the fluid and its degradation in use, regular monitoring of
its properties is essential. Recommendations are usually available from the turbine builders; if such
recommendations are absent, however, reference can be made to guidance given later in this Technical
Specification.
7.7 Fluid purification
Unless action is taken to control the generation of acidity arising from hydrolytic or oxidative degradation, the
system performance can be adversely affected and the fluid life significantly reduced. It is therefore essential
to keep the fluid clean, with a low water content and acidity. This is normally achieved by conventional
filtration in-line and by adsorption filtration on a by-pass loop to the main reservoir, in which the fluid is
continuously passed through an adsorbent medium (e.g. fuller's earth or activated alumina). A 2,5 µm
(β = 1 000) fine particle filter is required downstream of the adsorption filter to ensure that no adsorbent solid
particles are circulated.
The adsorbent solids can also remove other ionic material, for example chloride, and the filter unit as a whole
assists in maintaining fluid cleanliness. With fuller's earth and activated alumina (the most common
adsorbents), it may not be possible to control the acidity if the acidity is allowed to exceed ∼0,3 mg KOH/g. In
such circumstances, replacement of the complete fluid charge may be necessary.
In order to avoid the release of metal soaps, ion exchange resins are now widely used to control acidity.
However, they do release water into the fluid, the level of which needs to be controlled by vacuum dehydration,
etc.
7.8 Fluid top up
Some fluid is lost from the system through leakage and when changing filters, etc. This should be replaced
and the fluid in the reservoir maintained at or about the maximum operating level. If the leakage rate is high,
the amount of fresh fluid being added to the system will help to maintain fluid quality. However, this action is
not a substitute for the regular monitoring of fluid condition.
8 Delivery and storage
Fluid should preferably be supplied in sealed drums. Delivery in bulk or semi-bulk containers is not advised,
because it is difficult to control the cleanliness of the containers and the transfer/unloading system.
The fluids shall be stored inside in a dry location relatively free of dust and dirt. Empty drums should be
resealed and stored for future use, in case the fluid in service is drained off during a full or partial replacement.
Any drum opened for sampling fluid should be resealed immediately and used as soon as possible.
To avoid confusion, triaryl phosphate ester fluids should be clearly labelled and kept separately from mineral
oils.
When transferring fluid from containers into the system, the fluid should be filtered (a suggested filter rating is
5 µm, β = 1 000) to ensure that contamination is avoided. If a transfer pump is used, this should preferably be
a dedicated unit. Alternatively, care should be taken to avoid contamination from the previous product and to
ensure that all seals and hoses are compatible with the phosphate-ester.
9 Flushing the system
Before commissioning a new system, after system repairs or if a highly degraded charge has been removed
from the system, it may be necessary to flush the circuit. This is to remove residual contamination which, if left
in place, could slowly dissolve in, or be circulated by, the operating charge and adversely affect its
performance.
For this operation, it is normally advisable to use a fluid of the same chemical type as the operating charge,
but not necessarily manufactured to the same high specification. Fluid suppliers should be able to advise on
the most suitable product for flushing the system.
The use of a flushing charge assumes that all but a small amount can be removed from the system after
circulation, so a small remaining quantity (∼3 %) will have little, if any, effect on the properties of the in-service
fluid. If a large amount of fluid is likely to remain in the system after draining, another option would be to
circulate the operating charge while monitoring the level of contamination. Only when this has dropped to an
acceptable level and the other fluid properties are in specification can normal use commence.
A system flush can consist of adding the charge to the system and circulating with all the components in place,
much as would be done with the operating charge. This will remove some residues, but is unlikely to clean the
system thoroughly. If significant deposits from the previous charge are anticipated, the tank should be roughly
cleaned before adding the flushing charge. It may be necessary to remove or bypass sensitive system
components, and to use flushing valves on the actuators and much coarser filters. Where possible, the fluid
flow in the pipe work should be turbulent in order to remove as much of the deposit as possible, and this may
require flushing of the system section by section. Normally, the turbine builder will have written flushing
procedures and these should be followed.
10 Fluid sampling
10.1 General
When taking fluid samples from a reservoir or a system in service, it is important that proper sampling
techniques be followed, particularly when measuring the particulate content. The procedure should provide
samples for laboratory analysis that are representative of the fluid in the system. Experience has also shown
the need for standardized sampling procedures used for the quality control of supplies of unused fluid.
The use of personnel trained in the implementation of the relevant International Standards (see ISO 3722 and
ISO 4021) is highly recommended, as carelessness can introduce contaminants that will cause erroneous
results.
Suggested guidelines for proper sampling and sample handling techniques are given in 10.2 to 10.5.
10.2 Containers
Samples should be taken in a suitable container, i.e. the container should be:
⎯ compatible with triaryl phosphate ester (some plastics, e.g. PVC, are not compatible);
⎯ appropriate for whatever handling is required (containers with leaking tops and unprotected glass
containers are not suitable for shipment);
⎯ of sufficient size (an extensive chemical analysis cannot be carried out if insufficient sample is
submitted: normally 1 l is sufficient unless a larger quantity is requested; a separate 200 ml sample
should be taken for a particle count analysis).
For particle count analysis, it is essential to take samples from the circuit in specially cleaned bottles, using
standardized procedures and preferably from special sampling valves located at appropriate points in the
circuit. This will ensure that no foreign material is introduced that would interfere and distort the result. See
ISO 3722 for the cleaning of the sample containers and ISO 4021 for the sampling procedure. Use of different
sampling points may help to identify where particles are being generated and whether the filters are working
efficiently.
10.3 Sampling in service
10.3.1 General
The hydraulic power unit should be in operation with the system under steady-state conditions (normal
operating temperature and rated pressure) to ensure thorough mixing of the fluid for a representative sample.
The minimum circulation time needed to accomplish this is about 1 h.
10.3.2 Sampling points
Suitable sampling points should be provided on the system to enable determination of the behaviour of
system components. Typically, these would be located:
⎯ before and after each main filter bank;
⎯ in the LP return to the fluid reservoir;
⎯ downstream of the adsorbent solid filter.
10.3.3 Precautions to be taken when sampling from a line
When sampling from a line, the precautions listed below should be taken.
⎯ Keep all sampling points and connectors clean; fit blanking covers when not in use; check the security of
connections before using.
⎯ Before opening, wash the sampling valve outlet with filtered solvent from a wash bottle.
⎯ Allow between 500 ml and 1 000 ml of fluid to purge the valve and lines before taking the sample; catch
the fluid in a container and discard.
⎯ Remove the cap and polyethylene film from the sample container and immediately fill the container from
the flowing stream. The sampling flow rate should be set to yield the sample volume in 20 s to 30 s. Do
not allow the sample container and valve to touch. Under no circumstances should the sampling valve be
operated or any fluid lines be touched while the container is being filled.
⎯ Remove the container from under the flowing fluid before closing sampling valve; immediately replace the
polyethylene film over the container mouth and tighten the cap.
10.3.4 Sampling from a tank or reservoir
If, after cooling and settling, free water is found in a sample taken by the method outlined above, there may
also be free water present in the system, depending on the fluid temperature. The following procedure is used
to investigate free water in the reservoir:
⎯ thoroughly clean the area around the reservoir cover plate and remove the bolts;
⎯ lift the cover and dip or skim a sample from the surface of the fluid, using a clean bottle attached to a rod,
or a commercial “grab sampler”;
⎯ check the cover gasket for damage and replace if necessary; re-bolt the cover in place.
Any free water will be evident in the sample as a layer floating on the surface of the hydraulic fluid. However,
soluble water may also precipitate as the sample cools.
If surface water is found in the reservoir, immediate action shall be taken to find the point of entry and
measures taken to avoid further contamination.
If a representative sample of the bulk fluid is required for general analysis, the sampler should be immersed, if
possible, to approximately half the liquid depth, taking care to avoid baffles, sieves and getting too close to the
pump inlet. The rest of the procedure should then be followed as above.
10.4 Sampling of fresh fluid
Both drum and semi-bulk/bulk consignments should be sampled in accordance with ISO 3170, which
recommends the number of samples to be taken dependent on the number of containers delivered. In cases
where the product is suspected of being non-uniform, a larger number of drums should be sampled.
A representative sample would normally be taken from the middle of the container, but if contamination is
suspected, the fluid sample would be obtained from the point(s) most indicative of contamination by
particulates or water, i.e. at the top and the bottom of the drum or tanker compartment, providing the container
has not recently been moved. All samples should be examined immediately for appearance.
Where post-delivery testing is undertaken, an additional sample shall be taken and reserved, if necessary, for
future analysis by the fluid supplier or an alternative laboratory to that of the receiving station.
10.5 Labelling
Samples should be properly labelled. Marking should include at least the following information:
a) customer name, if appropriate;
b) site and unit/turbine number;
c) circuit description/serial number;
d) fluid name;
e) fluid service hours;
f) fluid volume in service;
g) fluid make-up quantity since the last analysis;
h) sampling point;
i) date of sample;
j) type of purification system;
k) health and safety labels, where appropriate.
11 Recommended procedures for fluid monitoring
11.1 Appearance and colour
These tests involve a visual assessment of the clarity, freedom from air bubbles and significant particulate
content in the fluid. Where colour is measured, the preferred test method is ISO 2049.
The tests are quick and simple to carry out, but they can inform the operator as to whether any significant
change has occurred since the last sampling. For example, if the fluid shows signs of turbidity, then this could
be due to a high water content or the precipitation of degradation products. The checks can also be indicative
of longer term problems. If the colour is seen to be changing quite rapidly, then oxidation (possibly even
dieseling) may be occurring.
Table 1 indicates recommended corrective action dependent on the appearance of the used fluid immediately
after sampling and after standing for 1 h.
Table 1 — Visual inspection of the samples
Appearance of the oil
Probable cause Action to be taken
Immediately after sampling After standing 1 h
Clear Clear — —
Foam collapsed Air entry in the circuit Seek origin of air and control
Foam at the surface
Persistent foam High foaming tendency Control foaming
Clear Aeration Seek origin of air and control
Sample cloudy and becoming
clear from the bottom
Persistent cloudiness High air entrainment Seek origin of air and control
Clear, or slightly opaque, Seek origin of water and
Unstable water emulsion
supernatant water layer control
Sample cloudy
Seek origin of water
Milky Stable emulsion with water
and control
Presence of decanted solid Contamination, filtration
Dirty Seek origin of dirt and control
particles problem
Contamination or excessive Seek origin and control
Rapid and unusual darkening —
degradation (dieseling) oxidation
11.2 Water content
The recommended test method is ISO 760. However, some additives present in oils may interfere with the
Karl Fischer reagent, giving rise to erroneous results. In case of doubt or dispute, ISO 20764 should be used.
As well as the normal ingress of atmospheric moisture, water can get into hydraulic systems due to seal
failure, as a result of faulty topping-up procedures, ineffective reservoir breathers, through the use of “wet”
adsorbent media or a cooler leak. If high levels of moisture are observed, and there is no evidence of
abnormal ingress of water, then any dehydration equipment used may be inadequate or is malfunctioning.
-----------
...
SPÉCIFICATION ISO/TS
TECHNIQUE 11365
Première édition
2011-03-15
Pétrole et produits connexes — Lignes
directrices pour la maintenance et
l'utilisation des fluides de régulation de
turbines à base d'esters de triaryl
phosphate
Petroleum and related products — Guidance for the maintenance and
use of triaryl phosphate ester turbine-control fluids
Numéro de référence
©
ISO 2011
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l'exploitation de ce fichier par les comités membres de l'ISO. Dans le cas peu probable où surviendrait un problème d'utilisation,
veuillez en informer le Secrétariat central à l'adresse donnée ci-dessous.
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Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2011 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction.vi
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives.1
3 Description des fluides à base d'esters de triaryl phosphate .1
4 Précautions santé et sécurité .2
4.1 Manipulation des fluides.2
4.2 Élimination .3
5 Risque d'incendies.3
5.1 Généralités .3
5.2 Méthodes d'extinction des feux.3
6 Compatibilité des matériaux .4
6.1 Joints, peintures, garnitures .4
6.2 Isolation des fils électriques .4
7 Facteurs affectant la durée de vie en service.4
7.1 Généralités .4
7.2 Conception de l'installation.5
7.3 Conditions de fonctionnement de l'installation .5
7.4 Maintenance de l'installation.5
7.5 Contamination du fluide .5
7.6 Suivi du fluide en service .7
7.7 Purification du fluide.7
7.8 Appoints .7
8 Livraison et stockage.7
9 Nettoyage du système .8
10 Échantillonnage du fluide.8
10.1 Généralités .8
10.2 Récipients .8
10.3 Échantillonnage en service .9
10.4 Échantillonnage des fluides neufs .10
10.5 Étiquetage .10
11 Procédures recommandées pour le suivi du fluide en service .11
11.1 Aspect et couleur .11
11.2 Teneur en eau .12
11.3 Indice d'acide total (TAN) .12
11.4 Propreté du fluide.13
11.5 Résistivité en courant continu .13
11.6 Teneur en chlore.14
11.7 Teneur en huile minérale .14
11.8 Viscosité.15
11.9 Désaération .15
12 Examen d'un fluide neuf .15
12.1 Généralités .15
12.2 Programme d'essais pour un fluide neuf.16
12.3 Exigences d'acceptation après mise en service d'une nouvelle charge de fluide.16
13 Examen des fluides en service. 17
13.1 Généralités . 17
13.2 Analyse de tendance . 19
Bibliographie . 20
iv © ISO 2011 – Tous droits réservés
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.
Dans d'autres circonstances, en particulier lorsqu'il existe une demande urgente du marché, un comité
technique peut décider de publier d'autres types de documents normatifs:
⎯ une Spécification publiquement disponible ISO (ISO/PAS) représente un accord entre les experts dans
un groupe de travail ISO et est acceptée pour publication si elle est approuvée par plus de 50 % des
membres votants du comité dont relève le groupe de travail;
⎯ une Spécification technique ISO (ISO/TS) représente un accord entre les membres d'un comité technique
et est acceptée pour publication si elle est approuvée par 2/3 des membres votants du comité.
Une ISO/PAS ou ISO/TS fait l'objet d'un examen après trois ans afin de décider si elle est confirmée pour trois
nouvelles années, révisée pour devenir une Norme internationale, ou annulée. Lorsqu'une ISO/PAS ou
ISO/TS a été confirmée, elle fait l'objet d'un nouvel examen après trois ans qui décidera soit de sa
transformation en Norme internationale soit de son annulation.
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/TS 11365 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 28, Produits pétroliers et lubrifiants,
sous-comité SC 4, Classifications et spécifications.
Cette première édition de l'ISO 11365 est une révision de la CEI 60978:1989, qui était préalablement suivie
par le comité CEI/TC 10, Fluides pour applications électrotechniques.
Introduction
Nombre de fabricants de turbines et de centrales électriques spécifient des limites aux propriétés des fluides
hydrauliques de régulation à base d'esters de triaryl phosphate. Certaines compagnies fournissent également
des recommandations sur l'action nécessaire si ces limites sont approchées ou dépassées, mais un petit
nombre seulement fournit des lignes directrices relatives à l'utilisation et à la maintenance des fluides.
La présente Spécification technique identifie les limites de performances typiques pour les fluides utilisés et
contient également des recommandations détaillées sur leur utilisation et maintenance. Alors que les
exigences du constructeur d'équipement et/ou de l'opérateur prévalent, en particulier durant la période de
garantie, le contenu de la présente Spécification technique peut être lu conjointement aux exigences du
constructeur/opérateur ou fournir des lignes directrices en leur absence.
vi © ISO 2011 – Tous droits réservés
SPÉCIFICATION TECHNIQUE ISO/TS 11365:2011(F)
Pétrole et produits connexes — Lignes directrices pour la
maintenance et l'utilisation des fluides de régulation de
turbines à base d'esters de triaryl phosphate
AVERTISSEMENT — L'utilisation de la présente Spécification technique peut impliquer l'intervention
de produits, d'opérations et d'équipements à caractère dangereux. La présente Spécification
technique n'est pas censée aborder tous les problèmes de sécurité concernés par son usage. Il est de
la responsabilité de l'utilisateur de la présente Spécification technique de consulter et d'établir des
règles de sécurité et d'hygiène appropriées et de déterminer l'applicabilité des restrictions
réglementaires avant utilisation.
1 Domaine d'application
La présente Spécification technique s'applique à l’utilisation de fluides difficilement inflammables à base
d'esters de triaryl phosphate utilisés comme fluides hydrauliques de régulation pour turbines ou autres
systèmes de régulation des centrales électriques.
La présente Spécification technique est destinée à
⎯ aider l'opérateur de centrale électrique à apprécier les propriétés importantes des esters de triaryl
phosphate, et
⎯ fournir des informations sur les règles de manutention, de stockage et d'utilisation de ces fluides.
La présente Spécification technique traite des causes de dégradation des fluides et recommande des
procédures pour contrôler les livraisons de fluide neuf et pour surveiller l'état du fluide en cours d'utilisation et
le maintenir en bonne condition.
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 3170:2004, Produits pétroliers liquides — Échantillonnage manuel
ISO 3722:1976, Transmissions hydrauliques — Flacons de prélèvement — Homologation et contrôle des
méthodes de nettoyage
ISO 4021:1992, Transmissions hydrauliques — Analyse de la pollution par particules — Prélèvement des
échantillons de fluide dans les circuits en fonctionnement
3 Description des fluides à base d'esters de triaryl phosphate
Les triaryl phosphates sont des mélanges complexes de produits issus de la réaction de l'oxychlorure de
phosphore soit avec des xylénols, soit avec de phénols substitués et ont été utilisés comme fluides résistants
à l'inflammation dans les applications de production d'énergie depuis plus de 50 ans. Tandis que les premiers
fluides étaient neurotoxiques à cause de la présence de phosphate de tricrésyle, les produits disponibles dans
le commerce au cours des 30 dernières années sont exempts de ce composé et ont un très faible niveau de
neurotoxicité. En fait, les esters phosphates modernes sont fabriqués pour satisfaire les très sévères
e [24]
exigences de santé et de sécurité du Rapport du Luxembourg, 7 édition et de son remplaçant récent, le
CEN/TR 14489. Toutefois, comme tous les produits chimiques, ils doivent être manipulés de manière
responsable. Les recommandations relatives à la santé et à la sécurité données dans la présente
Spécification technique sont donc destinées à minimiser l'exposition et à fournir des marges de sécurité pour
la sécurité du personnel manipulant ce type de fluides.
Les fluides à base d'esters de triaryl phosphate présentent en principe une bonne résistance à l'oxydation,
des propriétés de séparation d'air moyennes à bonnes et une faible tendance au moussage. Toutefois, ils
peuvent être sensibles à l'hydrolyse. Ces propriétés vont, bien entendu, se détériorer lentement au cours de
la vie du fluide. Tandis qu’une certaine détérioration peut être tolérée parce que sans effet sur le
fonctionnement du système, de bonnes procédures de suivi sont nécessaires pour déterminer quand les
propriétés ont suffisamment changé pour justifier une action.
L'ISO 10050 est la spécification technique pour les fluides hydrauliques à base d'esters de triaryl phosphate
neufs, lorsque ces derniers sont utilisés dans les applications de génération d'électricité.
Pour des informations complémentaires sur la composition et la performance technique de ces produits, il est
conseillé de consulter la littérature technique adaptée.
4 Précautions santé et sécurité
4.1 Manipulation des fluides
Les fluides à base d'esters de triaryl phosphate ont une très faible pression de vapeur et une excellente
stabilité et, aux températures normales de fonctionnement, n'émettent pas de vapeurs nocives. Il n'a pas été
signalé de cas d'intoxication par exposition continue lorsque des précautions raisonnables de manipulation
sont prises.
Toutefois, lors de la manipulation d'esters phosphates, tout le personnel doit être informé de la nature du
produit et connaître les recommandations données ci-après.
⎯ L'ingestion accidentelle du fluide ou l'inhalation de vapeurs, qui sont les voies principales d'introduction
dans l'organisme, peuvent être nocives et il convient de les éviter. En cas d'ingestion, il est bon
d'apporter immédiatement des soins médicaux appropriés.
⎯ Il convient de porter en permanence des lunettes de protection lorsque l'on manipule du fluide ou lorsque
l'on travaille sur les organes de commande hydraulique ou autres systèmes contenant du fluide. Les
projections dans les yeux peuvent causer une forte irritation. S'il survient des projections de fluide dans
les yeux, il convient de les rincer abondamment à l'eau le plus tôt possible et de consulter un médecin ou
un ophtalmologue.
⎯ Il convient de ne pas manger, boire et fumer en manipulant du fluide pour éviter la contamination des
lèvres et de la bouche. Après avoir manipulé du fluide et avant de manger, de boire ou de fumer, il faut se
laver minutieusement les mains.
⎯ Le contact du fluide avec la peau représente un danger minime et des mesures normales d'hygiène
préviendront tout effet nocif. Aucun cas de maladie n'a été signalé à la suite d'expositions de la peau de
courte durée. Toutefois, une exposition continue à un fluide hautement dégradé, qui est acide, doit être
évitée. La protection peut être assurée en portant des gants de protection imperméables. En cas de
contact important et prolongé avec le fluide, il convient de veiller tout particulièrement au nettoyage
minutieux de la peau et au changement des vêtements souillés.
⎯ S'il se produit une fuite de fluide sur des canalisations chaudes, il se peut que des fumées blanches
soient émises. Si celles-ci sont inhalées, elles peuvent causer une irritation de la gorge et des poumons.
Lors d'un travail dans un environnement rempli de fumées, il convient donc de porter un appareil
respiratoire.
2 © ISO 2011 – Tous droits réservés
4.2 Élimination
Il faut empêcher, autant que faire se peut, que les fuites d'esters phosphates n'aillent dans les canalisations
d'écoulement de surface. Il convient que les fluides qui ont fui soient adsorbés sur du sable, de la sciure de
bois ou tout autre adsorbant approprié et éliminés en conformité avec les réglementations en vigueur.
Il convient que l'élimination des fluides usés soit soigneusement contrôlée pour éviter la contamination de
l'environnement. Tout produit usé doit être considéré comme potentiellement dangereux et doit être éliminé
conformément aux réglementations en vigueur.
5 Risque d'incendies
5.1 Généralités
Les fluides à base d'esters de triaryl phosphate sont difficilement inflammables et n'entretiennent pas
aisément la combustion, mais ils ne peuvent pas être considérés comme non inflammables.
S'il apparaît une fuite de fluide du système hydraulique vers un calorifugeage, il peut se décomposer dans le
calorifugeage avec une émission de fumée et éventuellement donner naissance à un feu couvant. Il convient
de prévoir une bonne ventilation des endroits présentant un risque d'incendie.
La meilleure méthode pour éviter les risques d'incendie est de prévenir les fuites de fluide, en respectant les
instructions opératoires et de maintenance, et en maintenant toujours le matériel en bon état. Dans les zones
où l'expérience a montré que des fuites peuvent se produire en cours de fonctionnement, les mesures
suivantes donneront une protection complémentaire:
⎯ étanchéifier tout le calorifugeage exposé aux fuites de fluide avec un enduit de finition pour fournir une
surface non poreuse;
⎯ couvrir le calorifugeage exposé avec des coquilles d'aluminium pour éviter l'entrée de fluide;
⎯ prévoir des cuvettes d'égouttage pour diriger le fluide épanché hors du calorifugeage vers des points de
captage;
⎯ remplacer tout calorifugeage imbibé de fluide, parce qu'à haute température, il peut se produire une
réaction exothermique donnant lieu à un échauffement et éventuellement à un feu couvant.
5.2 Méthodes d'extinction des feux
Si un fluide à base d'esters de triaryl phosphate est allumé comme décrit ci-dessus, le feu peut être éteint
avec de la mousse, de la poudre sèche, du dioxyde de carbone ou de l'eau. Toutefois, en cas d'utilisation
d'eau, il convient de prendre soin de minimiser le contact direct avec des parties chaudes en acier, puisque
cela peut causer un refroidissement rapide avec d'importantes déformations ou craquelures. Si l'eau est
utilisée à proximité de composants électriques, cela peut provoquer des courts-circuits et de la corrosion.
En cas de feu de calorifugeage, il convient que tout calorifugeage endommagé soit éliminé, de préférence
quand les tuyaux sont refroidis et le feu éteint, et il convient que le calorifugeage soit ensuite remplacé. Si le
calorifugeage est découpé, il convient de le jeter dans un récipient et de le couvrir pour arrêter la combustion,
la décomposition et l'émission de fumée. Il est recommandé de porter des gants et des vêtements de
protection, ainsi qu'un masque lorsque l'on manipule le calorifugeage en feu couvant.
6 Compatibilité des matériaux
6.1 Joints, peintures, garnitures
La plupart des joints, des peintures et des garnitures que l'on trouve communément dans les systèmes
hydrauliques utilisant des fluides à base pétrolière ne sont pas compatibles avec les fluides à base d'esters de
triaryl phosphate. L'utilisation de joints et de garnitures non appropriés peut provoquer le gonflement et
l'érosion des matériaux et conduire à des fuites de fluide ou au grippage de parties en mouvement. Il convient
que les peintures soient résistantes aux esters de triaryl phosphate, ou alors les surfaces doivent rester nues.
Certains métaux tels que le cuivre et le zinc peuvent provoquer une dégradation du fluide, et il est bon de
réduire leur utilisation au minimum.
S'il y a quelques doutes concernant le remplacement de joints ou d'autres parties du système hydraulique, le
fournisseur du fluide ou le constructeur du système doit être consulté. Les matériaux couramment utilisés
pour les joints sont le polytétrafluoréthylène (PTFE), le caoutchouc fluorocarboné (FKM) et le caoutchouc
d'éthylène-propylène diène (EPDM), tandis que les flexibles en caoutchouc butyl (IIR) sont recommandés.
Les peintures pouvant être utilisées comprennent les produits à base de résines époxy cuites et d'esters de
vinyle.
Il faut attirer l'attention sur le fait que certains matériaux, même ceux considérés comme physiquement
compatibles, peuvent altérer les performances du fluide. Par exemple il convient que les joints et garnitures à
base de silicones soient évités car ils ont un effet néfaste sur les propriétés de moussage et de désaération
du fluide.
6.2 Isolation des fils électriques
Le fluide à base d'esters de triaryl phosphate ramollit et finalement décompose certains matériaux isolants.
Par exemple, le polychlorure de vinyle (PVC) peut contenir de l'ester de triaryl phosphate comme plastifiant; le
trempage du PVC dans ce fluide va par conséquent le ramollir. Il convient donc de ne pas utiliser une isolation
contenant du PVC à proximité du système de régulation. Les fabricants de fluide recommandent le
polytétrafluoréthylène, le polyamide, le polyéthylène ou le polypropylène, mais il convient de prendre contact,
dans les cas spécifiques, avec les fabricants de câble, car une grande variété de matériaux d'isolation et de
revêtements sont utilisés.
La meilleure prévention est évidemment d'éviter les épanchements de fluide sur l'isolation des fils électriques.
Dans les zones où des épanchements peuvent se produire (par exemple pendant la maintenance), il convient
de protéger l'installation électrique.
Si une isolation de composition inconnue est accidentellement mouillée avec le fluide, il convient de la
nettoyer avec des chiffons trempés de préférence dans un solvant qui enlève le fluide (par exemple
l'isopropanol) et n'endommage pas l'isolation. Il convient que les solvants chlorés ne soient pas utilisés. Il
convient alors d'inspecter périodiquement les câbles pour vérifier s'ils ne souffrent d'aucune détérioration.
7 Facteurs affectant la durée de vie en service
7.1 Généralités
La durée de vie en service des fluides à base d'esters de triaryl phosphate est affectée par les facteurs
suivants:
⎯ conception de l'installation;
⎯ conditions de fonctionnement de l'installation;
⎯ maintenance de l'installation;
⎯ contamination du fluide;
4 © ISO 2011 – Tous droits réservés
⎯ contrôle de l'état du fluide;
⎯ traitement ou purification du fluide;
⎯ taux d'appoints en fluide.
7.2 Conception de l'installation
Il existe un grand nombre de types différents de systèmes de régulation. De nombreux facteurs dans la
conception ont une influence sur la sévérité de fonctionnement du système de régulation et donc sur la
dégradation du fluide. Ces facteurs incluent le type de pompe, la conception du réservoir et les pressions
opératoires, tels que décrits ci-après.
⎯ Type de pompe Les pompes volumétriques sont la source de deux problèmes:
1) si le fluide contient des bulles d'air, elles peuvent être comprimées dans la pompe avec génération
de fortes températures sur les parois des bulles;
2) des volumes importants de fluides sont en circulation continue à des débits élevés sur des vannes
de limitation de pression. La température du fluide s'élève dans le limiteur de pression et de la
turbulence se crée souvent lors du retour du fluide vers le réservoir. Cela aère le fluide et favorise
une dégradation rapide.
⎯ Conception du réservoir Il convient que les orifices de canalisations de réchauffage et de retour du
fluide soient situés en dessous du niveau le plus bas dans le réservoir et aussi loin que possible de
l'orifice d'aspiration de la pompe. Il convient que la conception assure que tout l'air entraîné ait un temps
suffisant pour se séparer du fluide. L'utilisation appropriée de tamis et de baffles qui dirigent le fluide
autour du réservoir et évitent un retour rapide du fluide depuis l'orifice des lignes de retour vers
l'aspiration de la pompe constitue une aide à la séparation d'air.
⎯ Pressions opératoires Des pressions élevées provoquent une rapide compression des bulles
d'air dans la pompe et le développement de très hautes températures sur les parois des bulles (effet
Diesel). Cela provoque aussi des températures élevées lors du passage du fluide dans le limiteur de
pression.
7.3 Conditions de fonctionnement de l'installation
Un fonctionnement en continu soumet le fluide à des contraintes moins élevées que si l'installation est
soumise à des arrêts et des redémarrages fréquents.
7.4 Maintenance de l'installation
La qualité du fluide est affectée par les fuites d'eau, par exemple; elle l'est aussi par des filtres en fin de vie,
par des limiteurs de pression mal réglés, etc.
7.5 Contamination du fluide
7.5.1 Généralités
Comme la plupart des fluides hydrauliques, les triaryl phosphates sont susceptibles de contamination. Les
formes les plus fréquentes de contamination sont indiquées de 7.5.2 à 7.5.6.
7.5.2 Eau
Les esters de triaryl phosphate sont sensibles à l'hydrolyse et les produits acides de dégradation formés
catalysent cette réaction. En outre, l'acidité produite peut provoquer une corrosion du système, amorcer une
érosion des servo-vannes et réagir avec les filtres à adsorbant solide pour produire des dépôts gélatineux
dans le système. Le contrôle de la teneur en eau est, par conséquent, de première importance. Des évents
avec dessiccateur et, dans certains cas, des déshydrateurs sous vide sont installés pour réduire le plus
possible la contamination par l'eau.
7.5.3 Particules
Les systèmes hydrauliques de régulation sont sensibles à la contamination particulaire du fait des jeux très
faibles qui existent dans certains des composants. Là où le fluide se déplace à grande vitesse, les particules
peuvent être abrasives et leur dépôt dans des zones critiques peut empêcher le fonctionnement du système.
Elles peuvent se trouver là après le montage de l'installation ou être présentes dans le fluide d'origine, ou être
produites en service par usure, dégradation du fluide et/ou corrosion du système.
Afin de réduire les niveaux particulaires, il convient que l'installation soit rincée minutieusement avant
utilisation et que le fluide neuf ajouté au système soit filtré préalablement à travers un filtre absolu de 5 µm
(β = 1 000). En service, une filtration fine est essentielle pour maintenir un niveau acceptable de propreté du
fluide.
7.5.4 Huile minérale
Il convient de mettre tout en œuvre pour éviter une contamination par de l'huile minérale, parce que cela peut
entraîner une détérioration de la résistance au feu. Des dépôts peuvent aussi se former par suite d'une
réaction entre l'ester de triaryl phosphate et certains additifs de l'huile minérale, et entraîner un grippage
d'éléments délicats de régulation. Une faible quantité d'huile minérale peut également altérer les
caractéristiques de moussage et de désaération du fluide de régulation. A la différence des autres
contaminants du fluide, qui peuvent normalement être retirés ou réduits par purification in situ, l'huile minérale
dissoute dans l'ester de triaryl phosphate ne peut pas être éliminée par ces méthodes.
7.5.5 Savons métalliques
L'utilisation de certains filtres adsorbants pour éliminer les produits acides formés peut mettre en solution des
savons métalliques formés par une réaction chimique entre les produits de dégradation acides et le milieu
adsorbant. Par exemple, les carbonates de calcium et de magnésium de la terre à foulon, le sodium et
l'aluminium (présents à l'état d'aluminate de sodium) dans l'alumine activée peuvent être libérés dans le fluide
à l'état de phosphates. Si les savons de masses molaires faibles sont d'habitude solubles, leur complexité et
leur masse molaire peuvent s'accroître et, à terme, ils peuvent précipiter. Cette tendance est élevée dans les
parties les plus froides du système et là où il y a peu ou pas de débit. Ces savons métalliques s'agglomèrent
souvent sous forme de masses gélatineuses obstruant les filtres, les crépines, etc. La présence de ces
savons métalliques augmente la tendance au moussage et le temps de désaération du fluide. L'utilisation de
ces moyens filtrants est donc en déclin et l'utilisation de résines échangeuses d'ions leur est maintenant
préférée.
7.5.6 Produits chlorés
La contamination par le chlore est normalement due soit à l'utilisation d'un solvant chloré de nettoyage, soit à
la présence de chlorures dans l'atmosphère si la turbine est située dans une zone maritime.
La présence dans le fluide de produits chlorés, même à des niveaux très faibles, peut provoquer l'érosion des
servo-vannes. Il convient que l'utilisation de solvants chlorés pour le nettoyage des systèmes et d'eau de mer
pour le refroidissement du fluide de régulation soit donc évitée. Il convient de noter que le chlore n'est pas un
problème jusqu'à ce qu'il soit converti en ion chlorure. La teneur en chlore total du fluide représente donc le
potentiel de développement de l'érosion, tandis que la teneur en ion chlorure présent a une influence directe
sur le processus d'érosion.
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7.6 Suivi du fluide en service
Le suivi du fluide en service est essentiel, compte tenu de la contamination possible et de sa dégradation en
service. Des recommandations sont généralement disponibles de la part des constructeurs de turbines, mais
en l'absence de toute recommandation, des lignes directrices sont données plus loin dans la présente
Spécification technique.
7.7 Purification du fluide
À moins que des mesures soient prises pour limiter l'acidité formée par la dégradation liée à l'hydrolyse ou à
l'oxydation, les performances du système peuvent se dégrader et la durée de vie du fluide être réduite de
façon significative. Il est donc essentiel de maintenir le fluide propre, avec une teneur en eau et une acidité
faibles. Cela est normalement effectué par une filtration en ligne et par une filtration sur adsorbant dans un
circuit en dérivation sur le réservoir, circuit dans lequel le fluide passe au travers d'un adsorbant (par exemple
terre à foulon ou alumine activée). Un filtre fin de 2,5 µm (β = 1 000) doit être placé en aval du filtre adsorbant,
pour éviter que toute particule d'adsorbant passe dans le circuit.
Les solides adsorbants peuvent aussi enlever d'autres composés ioniques, par exemple les chlorures, et
l'unité de filtration dans son ensemble aide à maintenir la propreté du fluide. Avec la terre à foulon et l'alumine
activée (adsorbants les plus courants), il peut s'avérer impossible de contrôler l'acidité si l'acidité peut
dépasser ∼0,3 mg KOH/g. Dans ce cas, le remplacement de la charge complète de fluide peut être
nécessaire.
Pour éviter la formation de savons métalliques, les résines échangeuses d'ions sont de plus en plus utilisées
pour contrôler l'acidité. Toutefois, ces résines libèrent de l'eau dont le niveau de concentration doit être
contrôlé par des méthodes appropriées telles que déshydratation sous vide, etc.
7.8 Appoints
Une certaine quantité de fluide est perdue à cause des fuites, lors de changements de filtres, etc. Il convient
que le fluide perdu soit remplacé et le niveau du fluide dans le réservoir soit maintenu près du maximum
opératoire. Si le niveau de fuites est élevé, la quantité de fluide neuf ajouté à la charge aide à maintenir la
qualité du fluide. Toutefois, cette action ne doit pas se substituer au suivi régulier de l'état du fluide.
8 Livraison et stockage
Il convient que le fluide soit livré de préférence en fûts scellés. La livraison en vrac ou en conteneurs n'est pas
recommandée, parce qu'il est difficile de contrôler la propreté des récipients et des installations de
transfert/déchargement.
Les fluides doivent être stockés à l'intérieur, dans un endroit sec relativement exempt de poussières et de
saletés. Il convient que les fûts vides soient rebouchés et stockés pour utilisation ultérieure, au cas où le fluide
en service viendrait à être vidangé partiellement ou totalement. Il convient que tout fût ouvert pour
échantillonnage soit immédiatement refermé et utilisé aussi rapidement que possible.
Pour éviter toute confusion, Il convient que les esters de triaryl phosphate soient clairement marqués et
conservés séparément des huiles minérales.
Lors de leur transfert depuis les récipients vers le circuit, il convient que les fluides soient filtrés (le niveau de
filtration suggéré est 5 µm, β = 1 000) pour éviter toute contamination. Si une pompe de transfert est utilisée, il
convient qu'elle soit de préférence dédiée. Par ailleurs, il convient de prendre soin d'éviter toute contamination
par le produit utilisé précédemment et de s'assurer que les joints et les flexibles sont compatibles avec les
esters phosphates.
9 Nettoyage du système
Avant réception d'un nouveau système, après des réparations du système, ou si une charge de fluide très
dégradé a été vidangée du système, il peut s'avérer nécessaire de nettoyer le circuit. Cela pour éliminer toute
contamination résiduelle qui, si elle est laissée, peut se dissoudre progressivement ou se trouver mise en
circulation et nuire à la performance de la nouvelle charge.
Pour cette opération, il est normalement recommandé d'utiliser un fluide de la même nature chimique que la
charge qui sera mise en opération, mais pas nécessairement fabriquée pour répondre à des spécifications
sévères. Les fournisseurs de fluides doivent être en mesure de recommander les produits les plus appropriés
pour le nettoyage du système.
L'utilisation d'une charge de nettoyage suppose que tout le volume de la charge pourra être vidangé, à
l'exception d'une petite quantité résiduelle (∼3 %) qui n'aura peu, sinon pas, d'effet sur les propriétés du fluide
en service. Si une quantité importante de fluide est susceptible de rester dans le système après vidange, une
autre option serait de faire circuler le produit en opération tout en contrôlant le niveau de contamination.
L'utilisation du produit pourra commencer seulement lorsque le niveau de contamination sera tombé à un
niveau acceptable et que les autres caractéristiques du produit sont dans les spécifications.
Le nettoyage d'un système peut aussi consister à remplir le système avec une charge de produit et à faire
circuler la charge avec tous les composants en place, comme cela se ferait avec la charge en service. Cela
permettra d'éliminer certains résidus mais vraisemblablement pas un nettoyage soigneux du système. Si l'on
s'attend à la présence d'une teneur significative de dépôts provenant de la charge précédente, il convient que
le réservoir soit nettoyé sommairement avant l'introduction de la charge de rinçage. Il peut être nécessaire de
démonter ou de mettre en dérivation les composants sensibles du système et d'utiliser des vannes de rinçage
sur les actionneurs et des filtres plus grossiers. Si possible, il convient que l'écoulement du fluide soit
turbulent dans les canalisations pour éliminer le plus possible de dépôts et cela peut requérir un rinçage du
système section par section. Normalement, le constructeur de la turbine a des procédures de rinçage écrites
et il convient qu'elles soient suivies.
10 Échantillonnage du fluide
10.1 Généralités
Lors du prélèvement d'échantillons de fluide dans un réservoir ou dans une installation en service, il est
important de suivre des techniques d'échantillonnage appropriées, particulièrement si l'on veut effectuer des
mesurages de contamination particulaire. Il convient que la procédure fournisse des échantillons pour
analyses de laboratoire représentatifs du fluide dans le système. L'expérience a aussi montré la nécessité de
méthodes normalisées d'échantillonnage pour le contrôle qualité des fluides neufs.
L'utilisation de personnel entraîné dans l'application des Normes internationales pertinentes (voir l'ISO 3722
et l'ISO 4021) est fortement recommandée, parce qu'un manque de précautions peut introduire des
contaminants qui donneront des résultats erronés.
Quelques lignes directrices pour des techniques appropriées d'échantillonnage et de manipulation des
échantillons sont données de 10.2 à 10.5.
10.2 Récipients
Il convient que les échantillons soient prélevés dans un récipient convenable, c'est-à-dire qu'il convient que le
récipient soit
⎯ compatible avec l'ester de triaryl phosphate (certains plastiques, par exemple le PVC, ne sont pas
compatibles);
⎯ approprié à toutes les sortes de manipulations requises (les récipients avec des bouchons qui fuient et
les récipients de verre sans protection ne conviennent pas pour une expédition);
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⎯ de taille suffisante (une analyse chimique complète ne peut pas être effectuée si l'on présente un
échantillon insuffisant; normalement, il suffit d'un litre, à moins qu'une plus grande quantité ne soit exigée;
un échantillon séparé de 200 ml est conseillé pour une analyse de comptage de particules).
Pour l'analyse de comptage de particules, il est essentiel de prélever les échantillons du circuit dans des
bouteilles spécialement décontaminées selon des procédures normalisées, et de préférence par des vannes
d'échantillonnage situées en des points appropriés du circuit. Cela garantira qu'aucun matériau étranger
pouvant interférer et fausser les résultats n'est introduit (voir l'ISO 3722 pour le nettoyage des récipients
d’échantillons et l'ISO 4021 pour les procédures d'échantillonnage). L'utilisation de points d'échantillonnage
variés peut aider à l'identification des endroits où les particules se forment et à la vérification de l'efficacité des
filtres.
10.3 Échantillonnage en service
10.3.1 Généralités
Pour un échantillon représentatif, il convient que le groupe hydraulique soit en fonctionnement, en régime
stable (à la température normale de fonctionnement et à la pression de consigne), afin de garantir un mélange
parfait du fluide. Un temps minimal de circulation d'environ 1 h est nécessaire.
10.3.2 Points d'échantillonnage
Il convient que des points convenables d'échantillonnage soient normalement prévus sur le système pour
permettre une détermination du comportement des différents composants. Typiquement, ils sont situés
⎯ avant et après chaque batterie principale de filtres,
⎯ dans le retour basse pression vers le réservoir de fluide,
⎯ en aval du filtre adsorbant.
10.3.3 Précautions à prendre pour l'échantillonnage en ligne
Lors d'un échantillonnage en ligne, il convient de tenir compte des précautions suivantes:
⎯ maintenir propres tous les points d'échantillonnage et les connecteurs; les garnir de capots de protection
lorsqu'ils ne sont pas utilisés; avant utilisation, vérifier la sûreté des connexions;
⎯ avant l'ouverture, laver l'orifice de la vanne de prélèvement à l'aide d'une pissette contenant du solvant
filtré;
⎯ laisser couler entre 500 ml et 1 000 ml de fluide pour purger la vanne et les canalisations avant de
prélever l'échantillon; recueillir le fluide dans un récipient et l'éliminer;
⎯ enlever le bouchon et le film de polyéthylène du récipient à échantillon et remplir immédiatement le
récipient à f
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
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