ISO 10715:2022
(Main)Natural gas - Gas sampling
Natural gas - Gas sampling
This document gives means for ensuring that samples of natural gas and natural gas substitutes that are conveyed into transmission and distribution grids are representative of the mass to which they are allocated. NOTE To ensure that a particular gas is taken into account in the standard, please see Annex A. This document is applicable for sampling at sites and locations where interchangeability criteria, energy content and network entry conditions are measured and monitored and is particularly relevant at cross border and fiscal measurement stations. It serves as an important source for control applications in natural gas processing and the measurement of trace components. This document is applicable to natural dry gas (single phase - typically gas transiting through natural gas pipelines) sampling only. On occasion a natural gas flow can have entrained liquid hydrocarbons. Attempting to sample a wet natural gas flow introduces the possibility of extra unspecified uncertainties in the resulting flow composition analysis. Sampling a wet gas (two or three phases) flow is outside the scope of this document. This document does not apply to the safety issues associated with gas sampling.
Gaz naturel — Échantillonnage de gaz
Cette norme donne les moyens de s'assurer que les Ă©chantillons de gaz naturel et de substituts du gaz naturel acheminĂ©s dans les rĂ©seaux de transport et de distribution sont reprĂ©sentatifs de la masse Ă laquelle ils sont attribuĂ©s. Elle fournit des informations complètes sur la manière dont les Ă©chantillons peuvent ĂŞtre contaminĂ©s, altĂ©rĂ©s, modifiĂ©s ou dĂ©gradĂ©s et sur les mĂ©thodes, moyens et procĂ©dures permettant de garantir que l'Ă©chantillon reste reprĂ©sentatif du dĂ©but du processus d'Ă©chantillonnage jusqu'au moment oĂą l'Ă©chantillon est prĂ©sentĂ© au laboratoire d'analyse. appareil. Ce document est principalement destinĂ© Ă l'Ă©chantillonnage sur les sites et les emplacements oĂą les critères d'interchangeabilitĂ©, le contenu Ă©nergĂ©tique et les conditions d'entrĂ©e dans le rĂ©seau sont mesurĂ©s et surveillĂ©s et est particulièrement pertinent aux stations de mesure transfrontalières et fiscales. Il constitue une source importante pour les applications de contrĂ´le dans le traitement du gaz naturel et la mesure des composants traces. Ce document ne traite pas des problèmes de sĂ©curitĂ© associĂ©s Ă l'Ă©chantillonnage de gaz. Cette norme s'applique uniquement Ă l'Ă©chantillonnage de gaz naturel sec (monophasique - gĂ©nĂ©ralement du gaz transitant par des conduites de gaz naturel). Ă€ l'occasion, un flux de gaz naturel peut avoir entraĂ®nĂ© des hydrocarbures liquides. Tenter d'Ă©chantillonner un flux de gaz naturel humide introduit la possibilitĂ© d'incertitudes supplĂ©mentaires non spĂ©cifiĂ©es dans l'analyse de la composition du flux rĂ©sultante. L'Ă©chantillonnage d'un flux de gaz humide (deux ou trois phases) est hors du domaine d'application de la prĂ©sente norme.Â
General Information
Relations
Overview
ISO 10715:2022 - Natural gas - Gas sampling defines procedures and requirements to ensure that samples of natural gas and natural gas substitutes taken from transmission and distribution grids are representative of the mass they are intended to characterize. The standard is focused on sampling natural dry gas (single-phase) used for interchangeability criteria, energy content determination, network entry conditions, fiscal measurement and trace-component analysis. It explicitly excludes sampling of wet (multi-phase) gas flows and does not cover broader safety regulations for sampling operations.
Key topics and technical requirements
ISO 10715:2022 covers the practical and technical elements required for reliable natural gas sampling:
- Principles of representative sampling - defining what makes a sample representative and how to avoid bias.
- Types of sampling methods - detailed guidance on spot sampling (fill-and-empty, controlled-rate, evacuated-cylinder, helium pre-fill, floating-piston, single cavity), incremental (composite) sampling, and online/direct sampling.
- Sampling location and position - criteria for selecting undisturbed sampling points and access considerations at transmission, distribution and cross-border stations.
- Sample handling and equipment - probes, tubing, filters, valves, pressure reducers, heating and flow-control devices; cylinder types (single-cavity, floating-piston) and cylinder tracking.
- Material and contamination control - guidance on surface treatments, polymers, rubbers, bimetallic corrosion, cleaning and pre-charging to minimize sorption and contamination.
- Phase and temperature effects - discussion of condensation, Joule–Thomson cooling, and revaporization that can impact sample integrity.
- Verification and troubleshooting - procedures for system checks, monitoring filling processes, overpressure protection and residence-time considerations.
- Informative annexes - purposes of sampling, procedural details, sorption effects, cleaning, Joule–Thomson behaviour, vortex shedding, and residence-time calculations.
Applications and who should use it
ISO 10715:2022 is relevant to organizations and professionals involved in:
- Gas transmission and distribution operators ensuring network entry quality and interchangeability.
- Fiscal metering and cross-border trade where representative sampling underpins billing and contractual agreements.
- Gas processing plants and laboratories performing compositional and trace-component analysis.
- Metering station designers, sampling equipment manufacturers, and field technicians implementing standardized sampling installations and procedures.
- Regulators and auditors evaluating sampling practices for conformity and measurement uncertainty.
Using ISO 10715 helps reduce sampling bias, improve measurement confidence for energy content and fiscal transactions, and support compliant trace-component monitoring.
Related standards
ISO 10715 should be used alongside other industry standards and national regulations covering gas analysis, flow measurement, metering, and pipeline operation to ensure an integrated approach to custody transfer and quality control of natural gas.
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10715
Second edition
2022-10
Natural gas — Gas sampling
Gaz naturel — Échantillonnage de gaz
Reference number
© ISO 2022
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below
or ISO’s member body in the country of the requester.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword . vi
Introduction .vii
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Safety considerations . .4
5 Principles of sampling . .4
6 The concept of representative sample . 4
7 Types of sampling .5
7.1 Sampling method considerations . 5
7.2 Spot sampling . 6
7.2.1 General . 6
7.2.2 Fill-and-empty method . 6
7.2.3 Controlled-rate method . 7
7.2.4 Evacuated-cylinder method . 7
7.2.5 Helium pre-fill method . 7
7.2.6 Floating-piston cylinder method . 7
7.2.7 Single cavity sample cylinder . 7
7.2.8 Sampling frequency . 7
7.3 Incremental sampling (continuous or composite) . 9
7.3.1 General considerations . 9
7.3.2 Intervals . 9
7.3.3 System considerations . 9
7.3.4 Monitoring the filling process . 10
7.3.5 Cylinder tracking. 10
7.3.6 Overpressure protection. 10
7.4 Online or direct sampling . 10
7.4.1 General considerations . 10
7.4.2 Automatic drainage.12
7.4.3 Reducing the pressure.12
7.4.4 Inert-gas purging . 13
7.4.5 Safety/pressure relief valve . 13
7.4.6 Heating of sample line . 13
8 Sampling location . .13
8.1 General .13
8.2 Sampling place .13
8.2.1 General .13
8.2.2 Relevant gas . 14
8.2.3 Undisturbed gas . 14
8.2.4 Access . 14
8.3 Sampling position . 15
8.4 Sampling point . 15
9 Ideal implementation of gas sampling .16
9.1 General . 16
9.2 Gas sorption . 16
9.2.1 General . 16
9.2.2 Surface treatment . 17
9.2.3 Sorption considerations regarding sampling equipment . 17
9.2.4 Equilibrating of sampling equipment . 17
9.3 Materials used in sampling . . . 18
9.3.1 General considerations . 18
iii
9.3.2 Steel grades . 19
9.3.3 Epoxy coatings . 19
9.3.4 Other polymers . 19
9.3.5 Rubbers . 19
9.3.6 Bimetallic corrosion . 19
9.4 Sample contamination . 19
9.4.1 Cleanliness . 19
9.4.2 Cleaning sampling systems . 19
9.4.3 Pre-charging of sample cylinders . 20
9.5 Sample condensation . 20
9.5.1 Temperature . 20
9.5.2 Pressure reduction and Joule Thomson cooling . 20
9.5.3 Condensation and revaporization . 22
9.6 Disturbance of the flow through the sampling system . 24
9.7 Delay time . 24
9.7.1 Direct sampling method . 24
9.7.2 Indirect sampling method . 25
10 Sampling equipment .26
10.1 General . 26
10.2 Probes . 27
10.2.1 General . 27
10.2.2 Straight-tube probe . 27
10.2.3 Probe regulator .28
10.2.4 Pitot probe .29
10.3 Tubings .30
10.3.1 Sampling and sample lines .30
10.3.2 Bypass constructions . 31
10.4 Filters, membranes and separators . 31
10.5 Valves and safety valves . 32
10.6 Fittings . 33
10.7 Flow monitoring and control . 33
10.8 Pressure reducers . 33
10.9 Pressure sensor/manometers.33
10.10 Heating devices . 33
10.11 Seals and lubricants .34
10.12 Sample containers or cylinders .34
10.12.1 General .34
10.12.2 Standard or single cavity cylinder . 35
10.12.3 Floating-piston cylinders or Constant Pressure cylinders . 35
10.13 Concentration devices .36
10.14 Number and sequence of equipment . 37
11 Verification of the system.38
12 Troubleshooting .39
Annex A (informative) Purposes of sampling, panel of compounds and information in the
sampling report .41
Annex B (informative) Procedures for sampling.42
Annex C (informative) Gas sorption effect: adsorption/desorption .49
Annex D (informative) Cleaning of steel sampling cylinders .50
Annex E (informative) Joule-Thomson cooling and phase behaviour .51
Annex F (informative) Vortex shedding and associated problems .54
Annex G (informative) Guidelines for the calculation of the residence time .58
Annex H (informative) Protocol for gas sampling system verification .66
iv
Annex I (informative) Number of samples.68
Bibliography .70
v
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
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. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 193, Natural Gas, Subcommittee SC 1,
Natural gas analysis, in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN) Technical
Committee CEN/TC 238, Test gases, test pressures and categories of appliances, in accordance with the
Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 10715:1997), which has been technically
revised.
The main changes are as follows:
— This new edition has placed a significant relevance on regular service, maintenance and validation
of installed sample systems which previously have not been given proper attention. Sample systems,
or at least the fixed/installed portion of them, have all too often been installed and forgotten without
realization that through use they become more and more contaminated leading to distortions of the
composition of the gas being sampled.
— Introduction of new sampling devices.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
vi
Introduction
The composition, quality, and properties of natural gas vary according to amongst others its source, level
of processing, natural mixing at interconnection points, storage facilities, blending stations, fluctuating
demand for some of its derivatives such as LPG (Liquefied Petroleum Gases), and increasingly the need
to transport unconventional and renewable gases in the same network etc.
The variations that occur are closely monitored and controlled to ensure safety of the general public
as well as operational staff, plant, equipment and the gas infrastructures in general. Additionally and
commercially critical the energy content of the gas differs with these variations and is very accurately
monitored for billing and fiscal purposes because of the very large sums of money involved.
The variations that occur can be best collectively grouped under the generic term “Gas Quality” which
is subsequently referred to as GQ in this document.
For monitoring and controlling GQ, samples are taken at many and various stages along the way and
analysed. Such samples are taken under many different process parameters with a need to always
ensure that any gas that is subsequently analysed for such monitoring purposes is truly representative
of the bulk.
Methods of measuring GQ are well specified in numerous ISO standards as are the means of calibrating
such measuring instruments, however all those measurements and calibrations are all but futile if the
samples used for making such measurements are not representative.
This document provides means to ensure sampling systems and sampling processes are designed,
located, installed, operated, and maintained such that samples obtained are representative of the bulk
to which they are attributed. It also specifies comprehensive information on the way that samples can
be contaminated, altered, modified or degraded and methods, means and procedures for ensuring that
the sample remains representative from the start of the sampling process to the point where the sample
is presented to the analytical device.
vii
INTERNATIONAL STANDARD ISO 10715:2022(E)
Natural gas — Gas sampling
[1]
WARNING — General quality aspects of natural gas are detailed in ISO 13686 . However,
it is possible that the standard does not cover all the trace constituents that are increasingly
necessary to monitor for various reasons.
1 Scope
This document gives means for ensuring that samples of natural gas and natural gas substitutes that
are conveyed into transmission and distribution grids are representative of the mass to which they are
allocated.
NOTE To ensure that a particular gas is taken into account in the standard, please see Annex A.
This document is applicable for sampling at sites and locations where interchangeability criteria, energy
content and network entry conditions are measured and monitored and is particularly relevant at cross
border and fiscal measurement stations. It serves as an important source for control applications in
natural gas processing and the measurement of trace components.
This document is applicable to natural dry gas (single phase - typically gas transiting through natural
gas pipelines) sampling only. On occasion a natural gas flow can have entrained liquid hydrocarbons.
Attempting to sample a wet natural gas flow introduces the possibility of extra unspecified uncertainties
in the resulting flow composition analysis. Sampling a wet gas (two or three phases) flow is outside the
scope of this document.
This document does not apply to the safety issues associated with gas sampling.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 14532, Natural gas — Vocabulary
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions from ISO 14532 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
absorption
extraction of one or more components from a mixture of gases when brought into contact with a liquid
Note 1 to entry: The assimilation or extraction process causes (or is accompanied by) a physical or chemical
change, or both, in the sorbent material.
Note 2 to entry: The gaseous components are retained by capillary, osmotic, chemical, or solvent action.
EXAMPLE Removal of water from natural gas using glycol.
[SOURCE: ISO 14532:2014, 2.2.2.6]
3.2
adsorption
retention, by physical or chemical forces of gas molecules, dissolved substances, or liquids by the
surfaces of solids or liquids with which they are in contact
Note 1 to entry: For example, retention of methane by carbon.
[SOURCE: ISO 14532:2014, 2.2.2.7]
3.3
contaminant
constituent in very low levels, such as particulates, glycol, compressor oil, etc., that are assumed to be
intrusive and not part of the gas to be sampled
Note 1 to entry: Such contaminants are generally harmful to the analytical equipment and if they enter the
sampling process they need to be removed from the sample before it enters the analyser. However, once the
contaminants enter the sampling process they continue to influence any following sample that come into contact
with them. Over a period of time the accumulation of contamination in the sampling system can have a profound
effect on the sample such that it is no longer representative of the mass.
Note 2 to entry: Contaminants are not to be confused with trace components that are inherent to the gas to be
sampled.
3.4
desorption
removal of a sorbed substance by the reverse process of adsorption or absorption
Note 1 to entry: From solution in a liquid phase for example.
[SOURCE: ISO 14532:2014, 2.2.2.8, modified — Note 1 to entry added.]
3.5
direct sampling
sampling in situations where there is a direct connection between the natural gas to be sampled and
the analytical unit
3.6
floating-piston cylinder
container which has a moving piston separating the sample from a buffer gas, where the pressures are
in balance on both sides of the piston
3.7
gas sorption effect
physical process whereby some gases are adsorbed onto or desorbed from the surfaces of a solid
without transformation of the molecules
Note 1 to entry: The force of attraction between some gases and solids is purely physical and depends on the
nature of the participating material. Natural gas can contain several components that exhibit strong sorption
effects. Special care should be taken when determining trace concentrations such as heavy hydrocarbons, water,
sulfur compounds, mercury and hydrogen.
[SOURCE: ISO 14532:2014, 2.3.4.6]
3.8
high-pressure natural gas
natural gas with a pressure exceeding 0,2 MPa
3.9
hydrocarbon dew point
temperature, at a given pressure, at which hydrocarbon vapour condensation begins
3.10
incremental sampler
sampler which accumulates a series of spot samples into one composite sample
3.11
indirect sampling
sampling in situations where there is no direct connection between the natural gas to be sampled and
the analytical unit
3.12
liquid separator
unit, in the sample line, used to collect liquid fall-out
3.13
purging time
period of time during which a sample purges a piece of equipment
3.14
representative sample
sample having the same composition as the natural gas it is attributed to, when the latter is considered
as a homogeneous whole
[SOURCE: ISO 14532:2014, 2.3.4.2]
3.15
residence time
time it takes for a sample to flow through a piece of equipment
3.16
retrograde condensation
production of a liquid phase of heavy hydrocarbons at a particular pressure and temperature where, at
that same temperature, the gas stays in a single phase at a higher pressure as well as at a lower pressure
Note 1 to entry: Retrograde behaviour describes the non-ideal phase properties of hydrocarbon gas mixtures,
such as natural gas.
3.17
sample container
container for collecting the gas sample when indirect sampling is necessary
3.18
sample line
line provided to transfer a sample of the gas from the sampling point (3.21) to the sampling device or the
analytical unit
Note 1 to entry: Devices necessary to prepare the sample for transportation and analysis (conditioning unit) can
be part of it.
3.19
sample probe
device inserted into the gas source, used to extract a sample and to which a sample line (3.18) is
connected
3.20
sampling place
whereabouts along the gas pipeline or on the process plant where the sample probe (3.19) is located
3.21
sampling point
exact point in space defined by the sampling place (3.20), the sampling position (3.22) and by the location
of the inlet on the sample probe (3.19)
3.22
sampling position
location within the cross-sectional area of the gas pipeline or process plant at the sampling place from
where a sample is taken
3.23
spot sample
sample of specified volume taken at a specified place at a specified time from a stream of gas
3.24
trace component
component present at very low levels
Note 1 to entry: Trace components generally include hydrocarbons or groups of hydrocarbons above n-pentane
and other components listed in ISO 14532.
3.26
wetted surface
surface of the material in contact with the sampled gas
4 Safety considerations
The use of this document can involve working with high pressure flammable gases and other hazardous
materials which can be located in areas designated as hazardous (potentially explosive and or toxic
atmospheres). This document does not address the safety issues associated with such situations. It
is the user’s responsibility to establish appropriate design rules, installation, operating, testing and
maintenance procedures for pressurized equipment, equipment located in potentially hazardous areas,
the control, handling and transportation of substances potentially hazardous to health, etc.
International and national regulations on safety requirements should be followed closely and carry
more weight than this document.
5 Principles of sampling
Natural gas sampling is the process of acquiring a sample from a source of interest, conditioning the
sample (where necessary) and delivering the sample to an analytical instrument, either directly or
indirectly via a vessel or other transport medium.
The methods and equipment for each of these steps are described within this document.
The purpose of the sampling system is to ensure that the sample acquired is representative of the
source gas desired and that in the process of delivering the sample to the analytical instrument the
chemical and physical state remain unchanged, even on a molecular level.
Considering the equipment is relied on to fulfil this purpose for many years of operation, careful
consideration should be applied to the design (considering application-specific conditions and
measurement objectives), manufacturing, operation, maintenance and performance evaluation of the
system.
6 The concept of representative sample
In order to show that any information gained from a sample of natural gas is truly representative of the
whole quantity to which the information is to be attributed we use the term “representative sample”
A representative sample is established by two main criteria:
a) The sample is not altered in any way, or more realistically in any avoidable way, during the process
of collecting, handling, containing or preparing the sample for analysis or measurement. The
condition of the sample being the same in composition and phase -absolute or essential sameness
as the mass from which it was taken for the quality/analyte under consideration - is considered as
being identical.
b) The sample is taken at a sample point where we can be sure that it is actually from the bulk to
which the information is to be applied at a known time or time period. This requires a matching in
time or a synchronization of analytical results to the mass. This is considered as being pertinent.
7 Types of sampling
7.1 Sampling method considerations
The main function of sampling is to take an adequate sample that is representative of the gas.
The main distinction in sampling is between direct and indirect sampling methods. In the direct
sampling method, the sample is drawn from a stream and directly transferred to the analytical unit.
In the indirect sampling method, the sample is stored in a sample container before it is transferred
to the analytical unit. The main classifications of the indirect sampling method are spot sampling or
[17]
incremental sampling. Incremental sampling regarding regasified LNG is described in ISO 8943 .
Key
A sampling
B1 direct
B2 indirect
C1 spot
C2 incremental
D1 time
D2 flow
Figure 1 — Survey of direct and indirect sampling methods
The information needed from the analysis of natural gas falls into two basic categories: averaged and
limit values.
— Averaged values:
A typical example is the calorific value. Custody transfer requires the time- or flow-averaged calorific
value. Commercial agreements determine the period and method of averaging.
— Limit values:
Most gas custody transfer contracts contain specification limits on composition or on gas properties.
Direct sampling can be applied, but often the requirements are such that also indirect sampling has to
be applied.
7.2 Spot sampling
7.2.1 General
This clause specifies a method of indirect sampling in which a suitable container is filled with the
sample. The sample is subsequently transported to the place of analysis.
Spot sampling is a form of sampling that is representative of what is in the pipeline at the moment that
the sample is being taken. Spot sampling may be used for well or feed assessment, periodic stream
assessment, result verification, process verification, trouble shooting and auditing purposes.
Spot sampling is a form of sampling that is taken from a single location and a single point in time and
provides a sample of what was in the pipeline when the technician extracted the sample.
The interval between samples should be specified by the user, based on safety or process criticality of
the results and stability of the gas quality (see 7.2.8).
The sample is extracted by utilizing one of several approved methods for taking spot samples, such as:
the fill and empty method, the Helium pop method, the continuous purge, constant pressure method or
another proven and tested method of extraction. Most samples are gathered in a standard, single cavity
sample cylinder or a constant pressure piston style sample cylinder.
While valuable information can be gathered by this method, it shall always be noted that the sample
represents what was present at the time of sampling. It is not representative of the sample location for
the next week or month, unless it is from a single gas well that has a long history of producing the same
gas and gas content. It is worthy to note that an older field begins to get richer and richer near the end
of its life. The gas quality could stay the same for 10 years and then begin to change near the end of its
field production life.
Annex B on low pressure sampling describes a method of obtaining spot samples from a low pressure
natural gas distribution system using a glass vessel. Other specialist vessels such as inert polymeric
bags are available for niche applications.
Methods suited for high and low pressure spot sampling are:
— fill and empty;
— controlled rate;
— evacuated container;
— helium pre-fill – (helium pop);
— floating-piston cylinder;
— single cavity sample cylinder.
7.2.2 Fill-and-empty method
This method is applicable when the sample container temperature is equal to or greater than the source
temperature. The source pressure shall be above atmospheric pressure. A detailed example procedure
is given in B.2.
7.2.3 Controlled-rate method
In this method, a needle valve is used to control the sample flow rate. This method is applicable when
the sample container temperature is equal to or greater than the source temperature. The source
pressure shall be above atmospheric pressure. B.3 gives a detailed example of this method.
7.2.4 Evacuated-cylinder method
In this method, a previously evacuated cylinder is used to gather the sample. This method is applicable
when the source pressure is above or below atmospheric pressure and the source temperature is
greater or less than the sample container temperature. The valves and fittings on the sample cylinder
shall be in good condition and there shall be no leaks. B.4 gives an example of a detailed procedure.
7.2.5 Helium pre-fill method
This is similar to the evacuated-cylinder method except that a helium pre-fill is used to keep the
container “air free” prior to sampling. It is used in those cases when helium is not to be measured, and
preferably can be ignored, for example analysis by gas chromatography with helium carrier gas.
7.2.6 Floating-piston cylinder method
By this method, a sample is drawn into a floating-piston cylinder maintained at pipeline pressure and
with heat-traced sample lines.
7.2.7 Single cavity sample cylinder
A single cavity cylinder used for the collection of a sample for analysis. Typically, the cylinder is stainless
steel and formed with spun ends and tapped at each end of the cylinder. Some designs can only have
a single tapped end. The most common sizes are 300 ml, 500 ml and 1 000 ml, with other volumes
available. The cylinder has a valve and a safety relief at one end and a valve at the other end.
7.2.8 Sampling frequency
7.2.8.1 General considerations
Information on the properties of the gas stream in the past and about expected (systematic) future
changes determines the sampling frequency. Generally, pipeline gas composition can have daily, weekly,
monthly, semi-annual and seasonal variations. Compositional variations can also occur because of gas
treatment equipment and reservoir changes. All of these environmental and operational considerations
shall be taken into account when selecting a sampling interval.
These considerations may be supported by the statistical approach given below.
An appropriate number of samples may be calculated based on the required (target) uncertainty of the
averaged quantities. (Strictly speaking, the approach takes into account the precision constituents of
the combined measurement uncertainty).
Formula (1) for calculating the appropriate number of samples is as follows (details are described in
Annex I):
s
nt=× (1)
U
tg
Where
U is the target expanded uncertainty of the average quantity value;
tg
n is the number of samples to be taken in a defined period;
s is the experimental standard deviation of the individual measurements;
t is Student’s t-statistic.
This formula shall be solved by iteration: an initial value of n is chosen together with the respective
t value for (n − 1) degrees of freedom, this t value is used to calculate a revised value of n, which is
used, in turn, to give a new value of t. The level of uncertainty, the number of samples and the standard
deviation shall be taken over the same period of time.
7.2.8.2 Acceptable target uncertainty
There are two different situations with regard to the target uncertainty.
In the first case a target uncertainty related to the averaged quantity values is explicitly specified in the
custody transfer contract. A typical example is the calorific value.
In the other situation only limit values are specified for the gas composition or property, but not an
uncertainty. In these cases, the target uncertainty may be evaluated based on the decision rule used
while assessing compliance with the specified limits, which, in turn, depends upon the acceptable risk
level. For example, when the decision rule involves a guard band equal to the expanded uncertainty
and it should ensure a low probability o
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10715
Deuxième édition
2022-10
Gaz naturel — Échantillonnage de gaz
Natural gas — Gas sampling
Numéro de référence
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2022
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos . vi
Introduction .vii
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
4 Aspects liés à la sécurité. 4
5 Principes d'échantillonnage .5
6 Concept d'échantillon représentatif .5
7 Types d'échantillonnage . 5
7.1 Considérations relatives à la méthode d'échantillonnage. 5
7.2 Échantillonnage ponctuel . 6
7.2.1 Généralités . 6
7.2.2 Méthode de remplissage et vidange . 7
7.2.3 Méthode du débit régulé . 7
7.2.4 Méthode du cylindre vidangé . 7
7.2.5 Méthode de préremplissage à l'hélium . 8
7.2.6 Méthode du cylindre à piston flottant . 8
7.2.7 Cylindre échantillonneur à cavité unique . 8
7.2.8 Fréquence d'échantillonnage. 8
7.3 Échantillonnage par prélèvements graduels (continu ou composite) . 10
7.3.1 Considérations générales . 10
7.3.2 Intervalles . 10
7.3.3 Observations concernant le système . 11
7.3.4 Surveillance du processus de remplissage . 11
7.3.5 Suivi des cylindres . 11
7.3.6 Protection contre la surpression . 11
7.4 Échantillonnage en ligne ou direct .12
7.4.1 Considérations générales .12
7.4.2 Drainage automatique . 14
7.4.3 Réduction de la pression . 14
7.4.4 Purge avec gaz inerte . 15
7.4.5 Soupape de sûreté/de surpression . 15
7.4.6 Chauffage de la ligne d'échantillonnage . 15
8 Lieu d'échantillonnage .15
8.1 Généralités . 15
8.2 Lieu d'échantillonnage . 16
8.2.1 Généralités . 16
8.2.2 Gaz pertinent . 16
8.2.3 Gaz non perturbé . 16
8.2.4 Accès . 17
8.3 Position d'échantillonnage . 17
8.4 Point d'échantillonnage . 18
9 Mise en œuvre idéale d'un échantillonnage de gaz .18
9.1 Généralités . 18
9.2 Sorption du gaz . 19
9.2.1 Généralités . 19
9.2.2 Traitement de surface . 19
9.2.3 Observations concernant la sorption sur les équipements d'échantillonnage . 19
9.2.4 Équilibration de l'équipement d'échantillonnage. 20
9.3 Matériaux d'échantillonnage . .20
9.3.1 Considérations générales . 20
iii
9.3.2 Nuances d'acier . 21
9.3.3 Revêtements en résine époxy . 21
9.3.4 Autres polymères . . 21
9.3.5 Caoutchoucs .22
9.3.6 Corrosion bimétallique .22
9.4 Contamination de l'échantillon .22
9.4.1 Propreté .22
9.4.2 Nettoyage des systèmes d'échantillonnage .22
9.4.3 Préchargement des cylindres échantillonneurs .22
9.5 Condensation de l'échantillon .23
9.5.1 Température . 23
9.5.2 Réduction de pression et refroidissement Joule Thomson .23
9.5.3 Condensation et revaporisation. 24
9.6 Perturbation de l'écoulement à travers le système d'échantillonnage . 26
9.7 Temps de latence . 26
9.7.1 Méthode d'échantillonnage direct . 26
9.7.2 Méthode d'échantillonnage indirect .28
10 Équipement d'échantillonnage .28
10.1 Généralités .28
10.2 Sondes.30
10.2.1 Généralités .30
10.2.2 Sonde avec tube droit .30
10.2.3 Régulateur à sonde . 31
10.2.4 Tube de Pitot. 32
10.3 Tubes et tuyaux . 33
10.3.1 Échantillonnage et lignes d'échantillonnage . 33
10.3.2 Constructions de dérivation .34
10.4 Filtres, membranes et séparateurs .34
10.5 Vannes et soupapes de sûreté .36
10.6 Raccords .36
10.7 Surveillance et contrôle de débit . 36
10.8 Détendeurs de pression .36
10.9 Capteurs de pression/Manomètres . 37
10.10 Dispositifs thermiques . 37
10.11 Joints et lubrifiants . 37
10.12 Récipient d’échantillonnage ou cylindres échantillonneurs . 37
10.12.1 Généralités . 37
10.12.2 Cylindre standard ou à cavité unique .38
10.12.3 Cylindres à piston flottant ou cylindres à pression constante .39
10.13 Dispositifs de concentration.40
10.14 Quantité et séquence des équipements .40
11 Vérification du système .42
12 Dépannage / résolution de problèmes .42
Annexe A (informative) Objectifs de l’échantillonnage, panel des composés échantillonnés
et informations dans le rapport d'échantillonnage .45
Annexe B (informative) Modes opératoires d'échantillonnage .46
Annexe C (informative) Effets de sorption du gaz: adsorption/désorption.53
Annexe D (informative) Nettoyage des cylindres échantillonneurs en acier .55
Annexe E (informative) Effet Joule-Thomson et comportement des phases .56
Annexe F (informative) Décollement de tourbillons et problèmes associés .59
Annexe G (informative) Lignes directrices pour le calcul du temps de séjour .63
Annexe H (informative) Protocole de vérification d'un système d'échantillonnage de gaz .71
iv
Annexe I (informative) Nombre d'échantillons .73
Bibliographie .75
v
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L'attention est attirée 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. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l'intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l'Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www.iso.org/iso/fr/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 193, Gaz naturel, sous-comité SC 1,
Analyse du gaz naturel, en collaboration avec le comité technique CEN/TC 238, Gaz d’essai, pressions
d’essai, catégories d’appareils et types d’appareils à gaz, du Comité européen de normalisation (CEN),
conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 10715:1997), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— cette nouvelle édition donne une importance particulière à l'entretien, à la maintenance et à la
validation réguliers des systèmes d'échantillonnage installés auxquels l'ancienne version n'accordait
pas une attention suffisante. Tous les systèmes d'échantillonnage, ou du moins leur partie fixe/
installée, étaient trop souvent installés et oubliés sans comprendre que, au fil de leur utilisation, ils
deviennent de plus en plus contaminés, ce qui conduit à des distorsions de la composition du gaz
échantillonné;
— introduction de nouveaux dispositifs d'échantillonnage.
Il convient que l'utilisateur adresse tout retour d'information ou toute question concernant le présent
document à l'organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l'adresse www.iso.org/fr/members.html.
vi
Introduction
La composition, la qualité et les propriétés du gaz naturel varient en fonction, notamment, de sa source,
du niveau de traitement, du mélange naturel aux points d'interconnexion, des installations de stockage,
des postes de mélange, de la demande fluctuante pour certains dérivés tels que le GPL (gaz de pétrole
liquéfié) et de la nécessité croissante de transporter des gaz non traditionnels et renouvelables dans le
même réseau, etc.
Les variations qui interviennent sont étroitement surveillées et contrôlées pour garantir la sécurité du
grand public, ainsi que celle du personnel d'exploitation, du site d’exploitation, des équipements et des
infrastructures gazières en général. De plus, et cet aspect est très important sur le plan commercial, la
teneur en énergie du gaz diffère avec ces variations et fait l'objet d'une surveillance très précise à des
fins de facturation et de fiscalité en raison des très grandes sommes d'argent que cela implique.
Les variations qui se produisent peuvent être collectivement regroupées sous le terme générique
«Qualité du gaz», utilisé dans la suite du présent document sous sa forme abrégée QG.
Pour la surveillance et le contrôle de la QG, des échantillons sont prélevés à de nombreuses étapes
différentes du processus et analysés. Ces échantillons sont prélevés selon de nombreux paramètres de
procédé différents, avec la nécessité de toujours s'assurer que tout gaz qui est par la suite analysé dans
cet objectif de surveillance est véritablement représentatif du volume.
Les méthodes de mesure de la QG sont bien spécifiées dans de nombreuses normes ISO, tout comme
le sont les moyens d'étalonnage de ces instruments de mesure; cependant, toutes ces mesures et tous
ces étalonnages n'ont aucune utilité si les échantillons utilisés pour effectuer des mesures ne sont pas
représentatifs.
Le présent document fournit des moyens de s'assurer que les systèmes d'échantillonnage et les
procédés d'échantillonnage sont conçus, positionnés, installés, utilisés et entretenus de sorte que les
échantillons obtenus soient représentatifs du volume auquel ils sont attribués. Il spécifie également des
informations complètes sur la façon dont les échantillons peuvent être contaminés, altérés, modifiés
ou dégradés, ainsi que des méthodes, moyens et modes opératoires pour s'assurer que l'échantillon
demeure représentatif du début du procédé d'échantillonnage jusqu'au moment où l'échantillon est
présenté au dispositif d'analyse.
vii
NORME INTERNATIONALE ISO 10715:2022(F)
Gaz naturel — Échantillonnage de gaz
AVERTISSEMENT — Les aspects liés à la qualité générale du gaz naturel sont détaillés dans
[1]
l'ISO 13686 . Il est cependant possible que la norme ne couvre pas tous les composés traces
qu'il est de plus en plus nécessaire de surveiller pour diverses raisons.
1 Domaine d'application
Le présent document fournit des moyens de s'assurer que les échantillons de gaz naturel et de
substituts de gaz naturel qui sont acheminés dans les réseaux de transmission et de distribution sont
représentatifs de la masse à laquelle ils sont affectés.
NOTE Pour s'assurer qu'un gaz en particulier est pris en compte dans la norme, voir l'Annexe A.
Le présent document applicable à l'échantillonnage sur des sites et en des emplacements où les critères
d'interchangeabilité, la teneur en énergie et les conditions d'entrée dans le réseau sont mesurés
et surveillés, et est particulièrement pertinent pour les postes transfrontaliers et de comptage
transactionnel. Il tient lieu de source importante pour les applications de contrôle dans le traitement du
gaz naturel et le mesurage des composés traces.
Le présent document s'applique uniquement à l'échantillonnage de gaz naturel sec (monophasique -
généralement du gaz qui transite par des canalisations de gaz naturel). Il peut arriver qu'un écoulement
de gaz naturel contienne des hydrocarbures liquides entraînés. En tentant d'échantillonner un
écoulement de gaz naturel humide, il est possible que des incertitudes supplémentaires non spécifiées
soient observées dans l'analyse de la composition de l'écoulement qui en résulte. L'échantillonnage d'un
écoulement de gaz humide (biphasique ou triphasique) est hors du domaine d'application du présent
document.
Le présent document ne s'applique pas à des questions de sécurité associées à l'échantillonnage de gaz.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu'ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 14532, Gaz naturel — Vocabulaire
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 14532 ainsi que les
suivants s'appliquent.
L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l'adresse https:// www .electropedia .org/ .
3.1
absorption
fixation d'un ou plusieurs constituants d'un mélange de gaz lorsque celui-ci est mis en contact avec un
liquide
Note 1 à l'article: Le processus d'assimilation ou d'extraction entraîne, subséquemment ou concomitamment, une
modification physique, chimique ou physico-chimique du sorbant.
Note 2 à l'article: Les constituants gazeux sont retenus par capillarité, osmose, réaction chimique ou action de
solvant.
EXEMPLE Élimination de l'eau dans le gaz naturel par du glycol.
[SOURCE: ISO 14532:2014, 2.2.2.6]
3.2
adsorption
rétention, par action physique ou chimique, de molécules de gaz, de substances dissoutes ou de liquides
sur la surface de solides ou de liquides avec lesquels ils sont en contact
Note 1 à l'article: Par exemple, rétention du méthane sur le carbone.
[SOURCE: ISO 14532:2014, 2.2.2.7]
3.3
contaminant
composé présent à de très faibles niveaux de concentration, tels que matières particulaires, glycol et
huile, etc., qui sont considérés comme gênants et distincts du gaz devant être échantillonné
Note 1 à l'article: Ces contaminants sont généralement dangereux pour l'équipement d'analyse et, s'ils pénètrent
dans le procédé d'échantillonnage, il est nécessaire de les retirer de l'échantillon avant de le présenter à l'analyseur.
Cependant, une fois que les contaminants pénètrent dans le procédé d'échantillonnage, ils continuent d'influencer
tout échantillon suivant avec lequel ils entrent en contact. Au fil du temps, l'accumulation de contaminants dans
le système d'échantillonnage peut avoir sur l'échantillon un effet tel qu'il n'est plus représentatif de la masse.
Note 2 à l'article: Il est important de ne pas confondre les contaminants avec les composés traces qui sont
inhérents au gaz devant être échantillonné.
3.4
désorption
libération d’une substance sorbée par le processus inverse de l’adsorption ou de l’absorption
Note 1 à l'article: D'une solution en phase liquide, par exemple.
[SOURCE: ISO 14532:2014, 2.2.2.8, modifiée — Note 1 à l'article ajoutée.]
3.5
échantillonnage direct
échantillonnage dans des situations où il y a connexion directe entre le gaz naturel à échantillonner et
l'unité analytique
3.6
cylindre à piston flottant
récipient doté d'un piston mobile séparant l'échantillon d'un gaz tampon, où les pressions sont
équilibrées de part et d'autre du piston
3.7
effet de sorption du gaz
phénomène physiques d'adsorption ou de désorption observés entre certains gaz et la surface d'un
solide sans transformation des molécules
Note 1 à l'article: La force d'attraction entre certains gaz et des solides est purement physique et dépend de la
nature du matériau en contact. Le gaz naturel peut renfermer un certain nombre de composés présentant de
forts effets de sorption. Il convient de veiller à ces phénomènes, en particulier lors de la détermination des
concentrations d'éléments à l'état de traces, tels que les hydrocarbures lourds, l'eau, les composés soufrés, le
mercure et l'hydrogène.
[SOURCE: ISO 14532:2014, 2.3.4.6]
3.8
gaz naturel à haute pression
gaz naturel dont la pression est supérieure à 0,2 MPa
3.9
point de rosée hydrocarbures
température à laquelle les vapeurs d'hydrocarbure commencent à se condenser à une pression donnée
3.10
échantillonneur par prélèvements graduels
dispositif qui accumule un certain nombre d'échantillons graduels pour former un échantillon
composite
3.11
échantillonnage indirect
échantillonnage dans des situations où il n'y a pas connexion directe entre le gaz naturel à échantillonner
et l'unité analytique
3.12
séparateur de liquide
unité sur une ligne d'échantillonnage destinée à recueillir les retombées de liquide
3.13
temps de purge
intervalle de temps nécessaire pour qu'un échantillon purge un équipement
3.14
échantillon représentatif
échantillon ayant la même composition que le gaz naturel auquel il est attribué, quand on considère que
ce dernier est totalement homogène
[SOURCE: ISO 14532:2014, 2.3.4.2]
3.15
temps de séjour
intervalle de temps nécessaire à un échantillon de gaz pour circuler à travers un équipement
3.16
condensation rétrograde
production d'une phase liquide d'hydrocarbures lourds, à une pression et température particulières où,
à la même température, le gaz reste en phase gazeuse pour une pression basse et haute
Note 1 à l'article: Un comportement rétrograde correspond aux propriétés de phase imparfaite de mélanges de
gaz d'hydrocarbures, tels que les gaz naturels.
3.17
récipient d’échantillonnage
récipient permettant de recueillir l'échantillon de gaz lorsque l'échantillonnage indirect est requis
3.18
ligne d'échantillonnage
ligne fournie pour transférer un échantillon du gaz du point d'échantillonnage (3.21) jusqu'au dispositif
d'échantillonnage ou jusqu'à l'unité analytique
Note 1 à l'article: Les dispositifs nécessaires à la préparation de l'échantillon pour son transport et son analyse
(unité de conditionnement) peuvent en faire partie.
3.19
sonde d'échantillonnage
dispositif inséré dans la source de gaz, utilisé pour extraire un échantillon et auquel est reliée une ligne
d'échantillonnage (3.18)
3.20
lieu d'échantillonnage
lieu situé le long de la canalisation de gaz ou sur l’installation de traitement où se trouve la sonde
d'échantillonnage (3.19)
3.21
point d'échantillonnage
point exact dans l'espace défini par le lieu d'échantillonnage (3.20), par la position d'échantillonnage
(3.22) et par l'emplacement de l'entrée de la sonde d'échantillonnage (3.19)
3.22
position d'échantillonnage
emplacement dans la section transversale de la canalisation de gaz ou de l’installation de traitement
d'où est prélevé un échantillon
3.23
échantillon ponctuel (spot)
échantillon de volume spécifié, prélevé à un endroit et un moment spécifiés du flux de gaz
3.24
composés traces
composé présent à de très faibles niveaux de concentration
Note 1 à l'article: Les constituants en traces sont, en règle générale, les hydrocarbures ou groupes d'hydrocarbures
au-delà du n-pentane et les autres composés mentionnés dans l'ISO 14532.
3.26
surface mouillée
surface du matériau en contact avec le gaz échantillonné
4 Aspects liés à la sécurité
L'utilisation du présent document peut impliquer des interventions avec des gaz inflammables à haute
pression et avec d'autres matériaux dangereux qui peuvent être situés dans des zones désignées comme
dangereuses (atmosphères potentiellement explosives ou toxiques). Le présent document ne traite
pas des questions de sécurité associées à de telles situations. Il est de la responsabilité de l'utilisateur
d'établir les règles de conception et les procédures d'installation, d'exploitation et de maintenance
appropriées pour les équipements sous pression, les équipements situés dans des zones potentiellement
dangereuses, le contrôle, la manipulation et le transport de substances potentiellement dangereuses
pour la santé, etc.
Il convient de suivre rigoureusement les réglementations internationales et nationales applicables aux
exigences de sécurité et qui prévalent sur le présent document.
5 Principes d'échantillonnage
L'échantillonnage de gaz naturel est le processus qui consiste à acquérir un échantillon dans une source
d'intérêt, à conditionner l'échantillon (si nécessaire) et à transférer l'échantillon vers un instrument
d'analyse, directement ou indirectement par le biais d'un récipient ou d'un autre support.
La présente norme décrit les méthodes et équipements pour chacune de ces étapes.
L'objectif du système d'échantillonnage est de s'assurer que l'échantillon acquis est représentatif du gaz
source souhaité et que, au cours du processus de transfert de l'échantillon vers l'instrument d'analyse,
les états chimique et physique demeurent inchangés, même au niveau moléculaire.
Étant donné que l'équipement est censé remplir cette fonction pendant de nombreuses années de
fonctionnement, il convient d'accorder une attention particulière à la conception (compte tenu des
conditions propres à l'application et des objectifs de mesurage), à la fabrication, à l'exploitation, à la
maintenance et à l'évaluation des performances du système.
6 Concept d'échantillon représentatif
Le terme «échantillon représentatif» est utilisé afin de démontrer que toute information acquise à
partir d'un échantillon de gaz naturel est réellement représentative de la quantité globale à laquelle
l'information doit être attribuée.
Un échantillon représentatif est défini par deux principaux critères:
a) l'échantillon n'est altéré en aucune manière ou, de façon plus réaliste, en aucune manière évitable,
au cours du processus de prélèvement, de manipulation, de mise en conteneur ou de préparation de
l'échantillon pour analyse ou mesurage. L'échantillon est considéré comme identique s'il conserve
le même état sur le plan de la composition et de la phase, c'est-à-dire s'il présente une similitude
absolue ou essentielle par rapport à la masse d'où il a été prélevé pour la qualité/l'analyte en
question;
b) l'échantillon est prélevé en un point d'échantillonnage où l'on peut avoir la certitude qu'il provient
effectivement du volume auquel l'information doit être appliquée à un moment connu ou pendant
une période connue. Cela suppose de coordonner dans le temps ou de synchroniser les résultats
analytiques avec la masse. Cet aspect est considéré comme pertinent.
7 Types d'échantillonnage
7.1 Considérations relatives à la méthode d'échantillonnage
La fonction principale de l'échantillonnage consiste à prélever un échantillon adéquat représentatif
du gaz analysé. Il convient de distinguer les méthodes d'échantillonnage direct et indirect. Pour
l'échantillonnage direct, l'échantillon est prélevé d'un flux de gaz et directement transféré vers l'unité
analytique. Pour l'échantillonnage indirect, l'échantillon est stocké dans un récipient d’échantillonnage
avant d'être transféré vers l'unité analytique. L'échantillonnage indirect se divise en échantillonnage
ponctuel ou échantillonnage par prélèvements graduels. L'échantillonnage par prélèvements graduels
[17]
du GNL regazifié est décrit dans l'ISO 8943 ·
Légende
A echantillonnage
B1 direct
B2 indirect
C1 ponctuel
C2 par prélèvements graduels
D1 durée
D2 débit
Figure 1 — Méthodes d'échantillonnage direct et indirect
Les informations nécessaires à l'analyse des gaz naturels peuvent être classées en deux catégories:
valeurs moyennes et valeurs limites.
— Valeurs moyennes:
Un exemple type de valeur moyenne est le pouvoir calorifique. La transaction commerciale nécessite
un pouvoir calorifique moyen en termes de temps et de débit. Des accords commerciaux déterminent la
période et la méthode de calcul de la moyenne.
— Valeurs limites:
La plupart des contrats de transaction commerciale contiennent des limites sur la composition et les
propriétés des gaz. Un échantillonnage direct peut être appliqué, mais souvent les exigences sont si
élevées qu'il est nécessaire de procéder à un échantillonnage indirect.
7.2 Échantillonnage ponctuel
7.2.1 Généralités
Le présent article spécifie une méthode d'échantillonnage indirect, selon laquelle un récipient adapté
est rempli avec l'échantillon. Celui-ci est ensuite transporté vers le lieu où sera effectuée l'analyse.
L'échantillonnage ponctuel est une forme d'échantillonnage qui est représentative de ce qui se trouve
dans la canalisation au moment du prélèvement de l'échantillon. L'échantillonnage ponctuel peut être
utilisé pour une évaluation du puits ou de l'alimentation, pour une évaluation périodique du flux, pour
une vérification des résultats, pour une vérification du procédé, pour la recherche de pannes et à des
fins d'audit.
L'échantillonnage ponctuel est une forme d'échantillonnage effectué à partir d'un emplacement unique
et à un moment précis dans le temps, qui fournit un échantillon de ce qui se trouvait dans la canalisation
lors de l'extraction de l'échantillon par le technicien.
Il convient que l'utilisateur définisse l'intervalle de prélèvement des échantillons, en fonction de la
criticité des résultats pour la sécurité ou le processus et selon la stabilité de la qualité du gaz (voir 7.2.8).
L'échantillon est extrait en utilisant une ou plusieurs méthodes de prélèvement d'échantillons ponctuels,
telles que: la méthode de remplissage et de vidange, la méthode d'injection d'hélium, la purge continue,
la méthode de la pression constante ou une autre méthode d'extraction éprouvée et soumise à essai. La
plupart des échantillons sont recueillis dans un cylindre échantillonneur normalisé à cavité unique ou
dans un cylindre échantillonneur de type à piston à pression constante.
Bien que cette méthode puisse permettre d'obtenir des informations précieuses, il est impératif de
souligner que l'échantillon représente ce qui était présent au moment du prélèvement. Il n'est pas
représentatif de l'emplacement de l'échantillon la semaine suivante ou le mois suivant, sauf s'il provient
d'un puits de gaz unique réputé depuis longtemps produire le même gaz et la même teneur en gaz. Il est
à noter qu'un champ ancien s'enrichit de plus en plus lorsqu'il est près d'atteindre la fin de sa durée de
vie. La qualité de gaz pourrait rester la même pendant dix ans, puis commencer à évoluer à mesure qu'il
s'approche de la fin de la durée de vie de son gisement.
L'Annexe B, concernant l'échantillonnage basse pression décrit une méthode permettant d'obtenir des
échantillons ponctuels à partir d'un système de distribution du gaz naturel basse pression, à l'aide d'un
récipient en verre. D'autres récipients adaptés, tels que des sacs en matériaux polymères inertes, sont
disponibles pour les applications de niche.
Les méthodes adaptées à l'échantillonnage par prélèvements graduels basse et haute pression sont:
— remplissage et vidange;
— débit régulé;
— cylindre vidangé;
— préremplissage à l'hélium (injection d'hélium);
— cylindre à piston flottant;
— cylindre échantillonneur à cavité unique.
7.2.2 Méthode de remplissage et vidange
Cette méthode est applicable lorsque la température du récipient d’échantillonnage est supérieure ou
égale à la température d'origine. La pression d'origine doit être supérieure à la pression atmosphérique.
Un exemple détaillé du mode opératoire à suivre est donné en B.2.
7.2.3 Méthode du débit régulé
Pour cette méthode, une vanne aiguille (ou robinet à pointeau) est utilisée pour réguler le débit de
l'échantillon. Cette méthode est applicable lorsque la température du récipient d’échantillonnage est
supérieure ou égale à la température d'origine. La pression d'origine doit être supérieure à la pression
atmosphérique. Le B.3 donne un exemple détaillé de cette méthode.
7.2.4 Méthode du cylindre vidangé
Pour cette méthode, un cylindre préalablement vidangé est utilisé pour recueillir l'échantillon.
Cette méthode est applicable lorsque la pression d'origine est supérieure ou inférieure à la pression
atmosphérique et que la température d'origine est supérieure ou inférieure à celle du récipient
d’échantillonnage. Les robinets et les raccords du cylindre échantillonneur doivent être en bon état et
aucune fuite ne doit être observée. Le paragraphe B.4 donne un exemple de mode opératoire détaillé.
7.2.5 Méthode de préremplissage à l'hélium
Cette méthode est similaire à celle du cylindre vidangé, excepté qu'il est procédé à un pré-remplissage
à l'hélium afin d'éviter
...
Frequently Asked Questions
ISO 10715:2022 is a standard published by the International Organization for Standardization (ISO). Its full title is "Natural gas - Gas sampling". This standard covers: This document gives means for ensuring that samples of natural gas and natural gas substitutes that are conveyed into transmission and distribution grids are representative of the mass to which they are allocated. NOTE To ensure that a particular gas is taken into account in the standard, please see Annex A. This document is applicable for sampling at sites and locations where interchangeability criteria, energy content and network entry conditions are measured and monitored and is particularly relevant at cross border and fiscal measurement stations. It serves as an important source for control applications in natural gas processing and the measurement of trace components. This document is applicable to natural dry gas (single phase - typically gas transiting through natural gas pipelines) sampling only. On occasion a natural gas flow can have entrained liquid hydrocarbons. Attempting to sample a wet natural gas flow introduces the possibility of extra unspecified uncertainties in the resulting flow composition analysis. Sampling a wet gas (two or three phases) flow is outside the scope of this document. This document does not apply to the safety issues associated with gas sampling.
This document gives means for ensuring that samples of natural gas and natural gas substitutes that are conveyed into transmission and distribution grids are representative of the mass to which they are allocated. NOTE To ensure that a particular gas is taken into account in the standard, please see Annex A. This document is applicable for sampling at sites and locations where interchangeability criteria, energy content and network entry conditions are measured and monitored and is particularly relevant at cross border and fiscal measurement stations. It serves as an important source for control applications in natural gas processing and the measurement of trace components. This document is applicable to natural dry gas (single phase - typically gas transiting through natural gas pipelines) sampling only. On occasion a natural gas flow can have entrained liquid hydrocarbons. Attempting to sample a wet natural gas flow introduces the possibility of extra unspecified uncertainties in the resulting flow composition analysis. Sampling a wet gas (two or three phases) flow is outside the scope of this document. This document does not apply to the safety issues associated with gas sampling.
ISO 10715:2022 is classified under the following ICS (International Classification for Standards) categories: 75.060 - Natural gas. The ICS classification helps identify the subject area and facilitates finding related standards.
ISO 10715:2022 has the following relationships with other standards: It is inter standard links to ISO 9978:2020, ISO 10715:1997. Understanding these relationships helps ensure you are using the most current and applicable version of the standard.
You can purchase ISO 10715:2022 directly from iTeh Standards. The document is available in PDF format and is delivered instantly after payment. Add the standard to your cart and complete the secure checkout process. iTeh Standards is an authorized distributor of ISO standards.
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
Loading comments...