ISO 14531-1:2002
(Main)Plastics pipes and fittings — Crosslinked polyethylene (PE-X) pipe systems for the conveyance of gaseous fuels — Metric series — Specifications — Part 1: Pipes
Plastics pipes and fittings — Crosslinked polyethylene (PE-X) pipe systems for the conveyance of gaseous fuels — Metric series — Specifications — Part 1: Pipes
ISO 14531-1:2002 specifies the physical properties and mechanical-performance requirements for crosslinked polyethylene (PE-X) pipes intended for use in the supply of gaseous fuels. In addition, it lays down dimensional requirements and specifies some general material properties (including chemical resistance) together with a classification scheme for PE-X produced in the form of pipe. ISO 14531-1:2002, when used in conjunction with the other parts of ISO 14531, is applicable as the basis for the design, manufacture and installation of PE-X piping systems (PE-X pipes, PE-X fusion fittings and mechanical fittings) for the supply of category D and category E hydrocarbon-based fuels.
Tubes et raccords en matières plastiques — Systèmes de tubes en polyéthylène réticulé (PE-X) pour le transport de combustibles gazeux — Série métrique — Spécifications — Partie 1: Tubes
L'ISO 14531-1:2002 spécifie les propriétés physiques et les exigences relatives aux caractéristiques mécaniques des tubes en polyéthylène réticulé (PE-X) destinés au transport de combustibles gazeux. elle spécifie également les exigences dimensionnelles et certaines propriétés générales de la matière (y compris la résistance chimique), ainsi qu'un système de classification du PE-X sous forme de tube. L'ISO 14531-1:2002 lorsqu'elle est utilisée conjointement avec les autres parties de l'ISO 14531, est applicable comme base pour la conception, la fabrication et l'installation des systèmes de canalisations en PE-X (tubes, raccords soudables en PE-X et raccords mécaniques) pour le transport des combustibles des catégories D et E à base d'hydrocarbures.
General Information
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14531-1
First edition
2002-12-15
Corrected version
2003-11-01
Plastics pipes and fittings — Crosslinked
polyethylene (PE-X) pipe systems for the
conveyance of gaseous fuels — Metric
series — Specifications —
Part 1:
Pipes
Tubes et raccords en matières plastiques — Systèmes de tubes en
polyéthylène réticulé (PE-X) pour le transport de combustibles gazeux —
Série métrique — Spécifications —
Partie 1: Tubes
Reference number
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ii ISO 2002 – All rights reserved
Contents Page
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 3
4 Materials . 5
5 Pipes . 8
6 Marking . 14
Annexes
A Dimensions of ancillary PE-X pipes. 15
B Resistance to gas constituents . 17
C Resistance to weathering. 18
D Squeeze-off test method. 20
E Pipe design schedule incorporating information regarding operating temperature limits and a pipe wall thickness
selection method. 23
Bibliography. 25
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ISO 2002 – All rights reserved iii
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 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this part of ISO 14531 may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 14531-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 138, Plastics pipes, fittings and
valves for the transport of fluids, Subcommittee SC 4, Plastics pipes and fittings for the supply of gaseous fuels.
ISO14531 consists of the following parts, under the general title Plastics pipes and fittings — Crosslinked
polyethylene (PE-X) pipe systems for the conveyance of gaseous fuels — Metric series — Specifications:
— Part 1: Pipes
— Part 2: Fittings for heat-fusion jointing
— Part 3: Fittings for mechanical jointing (including PE-X/metal transitions)
— Part 4: System design and installation guidelines
Annexes B, C and D form a normative part of this part of ISO 14531. Annexes A and E are for information only.
The inclusion of annex E is an interim measure. The content of annex E is also incorporated in ISO 14531-4, the
system design and installation guide. Annex E will be deleted from this part of ISO 14531 as soon as ISO 14531-4 is
available as a draft International Standard (DIS).
In this corrected version of ISO 14531-1:2002, Table 7 (page 12) has been amended in two places:
— the requirement for elongation at break has been corrected from “”� 350 to “”� 350 ;
— the test method for squeeze-off properties has been corrected from “Annex C” to “Annex D”.
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iv ISO 2002 – All rights reserved
Introduction
Further to the publication of International Standards for crosslinked polyethylene (PE-X) hot-water pipes, it has
become evident that the properties of PE-X, in particular its high fracture resistance and its socket and saddle
fusion-jointing capability, render it suitable for use in high-performance gas-distribution systems. The philosophy of
ISO 14531 is to provide the platform for the introduction of PE-X gas pipe systems by embracing a performance
envelope beyond that covered by existing PE standards, whilst taking its application into regimes of higher operating
pressure and extremes of operating temperature.
ISO 14531-1 is therefore one part of a four-part system standard covering pipes, fittings for heat-fusion jointing,
fittings for mechanical jointing and design and installation guidelines. The content is suitable for use by procurement
authorities and distribution engineers responsible for the design, installation and operation of pipeline systems.
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ISO 2002 – All rights reserved v
INTERNATIONAL STANDARD ISO 14531-1:2002(E)
Plastics pipes and fittings — Crosslinked polyethylene (PE-X) pipe
systems for the conveyance of gaseous fuels — Metric series —
Specifications —
Part 1:
Pipes
1 Scope
This part of ISO 14531 specifies the physical properties and mechanical-performance requirements for crosslinked
polyethylene (PE-X) pipes intended for use in the supply of gaseous fuels. In addition, it lays down dimensional
requirements and specifies some general material properties (including chemical resistance) together with a
classification scheme for PE-X produced in the form of pipe.
This part of ISO 14531, when used in conjunction with the other parts of ISO 14531, is applicable as the basis for the
design, manufacture and installation of PE-X piping systems (PE-X pipes, PE-X fusion fittings and mechanical
fittings) for the supply of category D and category E hydrocarbon-based fuels (see ISO 13623) at
1)
a) maximum operating pressures (MOPs) up to and including 16 bar ;
◦
b) a maximum operating temperature of + 60 C;
c) a minimum operating temperature of
◦
i) − 50 C
◦
ii)
− 35 C
◦
iii) − 20 C.
This part of ISO 14531 may also be used in conjunction with the restricted specification for PE heat-fusion fittings
detailed in ISO 14531-2 to support the introduction of a hybrid PE-X pipe/PE fitting system for operation within a
◦ ◦
narrower temperature range (− 20 C to + 40 C) with a maximum pressure as determined by ISO 8085-3.
For installation, this standard provides for the jointing of PE-X fusion fittings and mechanical fittings to PE-X pipes
◦ ◦
within the temperature range − 5 C to + 40 C.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this part of ISO 14531. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications
do not apply. However, parties to agreements based on this part of ISO 14531 are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated references,
the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain registers of
currently valid International Standards.
ISO 3, Preferred numbers — Series of preferred numbers
ISO 161-1, Thermoplastics pipes for the conveyance of fluids — Nominal outside diameters and nominal
pressures — Part 1: Metric series
5 2
1) 1 bar= 10 N/m = 100 kPa
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ISO 2002 – All rights reserved 1
ISO 497, Guide to the choice of series of preferred numbers and of series containing more rounded values of
preferred numbers
ISO 1167, Thermoplastics pipes for the conveyance of fluids — Resistance to internal pressure — Test method
ISO 2505-1, Thermoplastics pipes — Longitudinal reversion — Part 1: Determination methods
ISO 3126, Plastics piping systems — Plastics components — Determination of dimensions
ISO 4065, Thermoplastics pipes — Universal wall thickness table
ISO 4437, Buried polyethylene (PE) pipes for the supply of gaseous fuels — Metric series — Specifications
ISO 6259-1, Thermoplastics pipes — Determination of tensile properties — Part 1: General test method
ISO 6259-3, Thermoplastics pipes — Determination of tensile properties — Part 3: Polyolefin pipes
ISO 6964, Polyolefin pipes and fittings — Determination of carbon black content by calcination and pyrolysis — Test
method and basic specification
ISO 8085-3, Polyethylene fittings for use with polyethylene pipes for the supply of gaseous fuels — Metric series —
Specifications — Part 3: Electrofusion fittings
1)
ISO 9080:— , Plastics piping and ducting systems — Determination of the long-term hydrostatic strength of
thermoplastics materials in pipe form by extrapolation
ISO 10147, Pipes and fittings made of crosslinked polyethylene (PE-X) — Estimation of the degree of crosslinking by
determination of the gel content
ISO/TR 10837, Determination of the thermal stability of polyethylene (PE) for use in gas pipes and fittings
ISO 11922-1:1997, Thermoplastics pipes for the conveyance of fluids — Dimensions and tolerances — Part 1:
Metric series
ISO 12162, Thermoplastics materials for pipes and fittings for pressure applications — Classification and
designation — Overall service (design) coefficient
ISO 13477, Thermoplastics pipes for the conveyance of fluids — Determination of resistance to rapid crack
propagation (RCP) — Small-scale steady-state test (S4 test)
ISO 13479, Polyolefin pipes for the conveyance of fluids — Determination of resistance to crack propagation — Test
method for slow crack growth on notched pipes (notch test)
ISO 13623, Petroleum and natural gas industries — Pipeline transportation systems
ISO 13760, Plastics pipes for the conveyance of fluids under pressure — Miner's rule — Calculation method for
cumulative damage
2)
ISO 14531-2:— , Plastics pipes and fittings — Crosslinked polyethylene (PE-X) pipe systems for the conveyance of
gaseous fuels — Metric series — Specifications — Part 2: Fittings for heat-fusion jointing
3)
ISO 16871:— , Plastics piping and ducting systems — Plastics pipes and fittings — Method for exposure to direct
(natural) weathering
1) To be published. (Revision of ISO/TR 9080:1992)
2) To be published.
3) To be published.
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2 ISO 2002 – All rights reserved
ISO 18553, Method for the assessment of the degree of pigment or carbon black dispersion in polyolefin pipes,
fittings and compounds
3 Terms and definitions
For the purposes of this part of ISO 14531, the following terms and definitions apply.
3.1 Geometrical terms
3.1.1
nominal outside diameter
d
n
numerical designation of size which is common to all components in a thermoplastics piping system other than
flanges and components designated by thread size
NOTE 1 It is a convenient round number for reference purposes.
d
NOTE 2 The nominal outside diameter expressed in millimetres is the minimum mean outside diameter defined in 3.1.3.
em,min
3.1.2
mean outside diameter
d
em
1)
value of the outer circumference of the pipe at any cross-section divided by π and rounded up to the nearest
0,1 mm
3.1.3
minimum mean outside diameter
d
em,min
minimum value of the mean outside diameter of the pipe specified for a given nominal outside diameter
3.1.4
maximum mean outside diameter
d
e,max
maximum value of the mean outside diameter of the pipe specified for a given nominal outside diameter
3.1.5
outside diameter at any point
d
ey
value of the outside diameter through the pipe cross-section at any point along the pipe
3.1.6
absolute out-of-roundness
ovality
difference between the measured maximum mean outside diameter d , and the measured minimum mean
em,max
outside diameter d at any point in the same cross-section of the pipe
em,min
3.1.7
nominal wall thickness
e
n
wall thickness, in millimetres, tabulated in ISO 4065, corresponding to the minimum wall thickness at any point e
y,min
3.1.8
wall thickness at any point
e
y
value of the wall thickness at any point around the circumference of the pipe
1) The value of π is taken to be 3,141 6.
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ISO 2002 – All rights reserved 3
3.1.9
minimum wall thickness at any point
e
y,min
minimum permissible value of the wall thickness e at any point around the circumference of the pipe
y
3.1.10
standard dimension ratio
SDR
ratio of the nominal outside diameter of a pipe to its nominal wall thickness
d
n
SDR=
e
n
3.2 Terms relating to materials
3.2.1
crosslinked polyethylene
PE-X
polyethylene structure within which the polymer chains are interconnected by chemical bonds to create a three-
dimensional polymer network
NOTE The properties of the three-dimensional structure ensure that it is not possible to melt or dissolve the polymer. The extent
of crosslinking is related to the mass of insoluble material remaining following solvent extraction and can be determined by
measurement of the gel content.
3.2.2
base material
physical blend of non-crosslinked polyethylene(s) and additives formulated to facilitate conversion to PE-X during the
production of pipe to meet the requirements of this part of ISO 14531
3.2.3
lower confidence limit of the predicted hydrostatic strength
σ
LPL
quantity, with the dimensions of stress, which represents the 97,5 % lower confidence limit of the predicted
hydrostatic strength at a temperature θt and time in water
NOTE It is denoted as σ =σ .
LPL
(θ,t, 0,975)
3.2.4
long-term hydrostatic strength
σ
LTHS
quantity, with the dimensions of stress, which represents the predicted mean strength at a temperature θt and time
in water
3.2.5
minimum required strength
MRS
◦
value of σ at a temperature of 20 C and a time of 50 years (σ ) rounded down to the nearest lower
LPL
(20, 50 years, 0,975)
value in the R10 or R20 series as specified in ISO 3 and ISO 497, depending on the value of σ
LPL
3.2.6
overall service (design) coefficient
C
overall coefficient, with a value greater than 1, that takes into consideration service conditions as well as properties
of the components of a piping system other than those represented in σ
LPL
NOTE See annex E and ISO 12162 for information regarding the minimum permissible service (design) coefficient for PE-X
pipes.
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4 ISO 2002 – All rights reserved
3.3 Terms related to service conditions
3.3.1
gaseous fuel
◦
any fuel which is in the gaseous state at a temperature of + 15 C and a pressure of 1 bar
3.3.2
category D gaseous fuel
natural gas
NOTE Categories of gaseous and liquid fuel are defined in detail in ISO 13623.
3.3.3
category E gaseous fuel
LPG vapour or natural gas conveyed in association with liquid condensate
NOTE Categories of gaseous and liquid fuel are defined in detail in ISO 13623.
3.3.4
maximum operating pressure
MOP
highest effective pressure, in bars, of the gas in the piping system which is allowed in continuous use
3.3.5
operating temperature(s)
assumed temperature(s) of a pipe/fitting component at its intended service location
NOTE Such temperatures are used in designing a pipeline for operation at its MOP.
3.3.6
ancillary pipe
pipe used within buildings to facilitate the supply of gas from the distribution service pipe to the gas appliance(s)
3.3.7
pipeline operator
private or public organization authorized to design, construct and/or operate and maintain the gas supply
4 Materials
4.1 General
Base material used in the manufacture of pipes meeting the performance requirements described in clause 5 shall
be crosslinked by the peroxide (PE-Xa), silane (PE-Xb) or electron beam (PE-Xc) crosslinking process or, subject to
consultation with the pipeline operator, by another process.
Base material shall contain only those additives necessary for the manufacture and end use of pipes conforming to
this specification including fusion jointing using socket and saddle fittings that meet the requirements of ISO 14531-2
and ISO 8085-3.
Other materials (plastics and metals) utilized in the manufacture of pipes to this part of ISO 14531 shall be supplied
in accordance with a relevant ISO standard (e.g. ISO 4437 for PE 80 and PE 100 material).
The manufacturer of the pipes shall maintain the availability of a technical file (generally confidential) with all relevant
material data to prove the conformity of pipes to this part of ISO 14531. It shall include all the results of type testing.
Any change in the materials used that is likely to affect product quality and performance shall require a re-
assessment of material performance against the requirements of this part of ISO 14531.
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ISO 2002 – All rights reserved 5
4.2 PE-X
4.2.1 Performance
PE-X shall conform to the performance requirements given in Tables 1 and 2 when tested in the form of pipe.
Conformity shall be demonstrated by the pipe manufacturer and shall relate to one source of base material and
associated pipe manufacturing method.
Table 1 — Chemical and fracture characteristics of PE-X (tested in the form of extruded pipe)
Characteristic Units Requirements Test parameters Test method
◦
Resistance to gas constituents h No failure when Temperature: 80 C Annex B
tested to 1 000 h
Stress: 2 MPa Pipe test piece
d = 32 mm,SDR 11
n
◦
a
Slow crack growth h No failure when Temperature: 80 C ISO 13479
tested to 5 000 h
Pressure: Pipe test piece
d = 110 mmor ,125 mm
n
PE-X 80: 8,0 bar
SDR 11
PE-X 100: 9,2 bar
PE-X 125: 10,8 bar
b, c ◦ d
RCP arrest temperature C �−50 Stress: ISO 13477
PE-X 80: 6,4 MPa
Pipe test piece
d � 90 mm
PE-X 100: 8,0 MPa n
PE-X 125: 10,0 MPa
◦
Long-term stability h No failure when Temperature: 110 C ISO 1167
tested to 8 760 h
Stress: 2,5 MPa Type A end caps
Water-in-air
Pipe test piece
d = 32 mm,SDR 11
n
Degree of crosslinking % � 60 but � 90 at ISO 10147
any point through
the wall thickness Pipe test pieces
d = 32 mm,SDR 11
n
and
d = 110 mm or 125 mm,
n
SDR 11
a
For materials intended for pipes with e > 5mm.
y,min
b
All materials to be evaluated with extruded pipe test pieces having diameter and wall thickness conforming to Table 5 (see also footnote b to
Table 7).
c
RCP evaluation of materials intended for pipes of d < 90 mm is unnecessary.
n
d ◦ ◦
−20 C −35 C
Alternative temperature limits of or may be used to qualify material for minimum operating temperatures higher than
◦
−50 C (see clause 1).
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6 ISO 2002 – All rights reserved
Table 2 — Classification of PE-X
◦
Designation σ (20 C, 50 years, 97,5 %) MRS
LPL
MPa MPa
PE-X 80 8,00�σ � 9,99 8,0
LPL
PE-X 100 10,00�σ � 12,49 10,0
LPL
PE-X 125 12,50�σ � 13,99 12,5
LPL
4.2.2 Classification
PE-X intended for use in the manufacture of pipes conforming to this part of ISO 14531, when tested in the form of
pipe, shall be classified in accordance with ISO12162. The MRS classification and material designation
requirements given in Table 2 shall apply.
Classification testing and evaluation shall be undertaken in accordance with ISO 1167, ISO 12162 and ISO 9080.
◦
In addition, the test data generated (pipe stress applied and failure time) covering the temperature range 10 C to
◦
100 C σ
shall be used to derive the following predictive relationship between the long-term hydrostatic strength ,
LTHS
failure time and temperature:
B× logσ C
LTHS
logt=A+ + +D× logσ
LTHS
θ θ
where
θ is the temperature, expressed in kelvins;
t is the time, expressed in hours;
σ is the long-term hydrostatic strength, expressed in megapascals;
LTHS
AB, , C and D are coefficients determined from experimental data.
4.2.3 Chemical resistance and fracture characteristics
The chemical resistance and fracture characteristics of PE-X shall conform to the requirements given in Table 1.
4.3 Reprocessable material
PE-X shall not be reprocessed and used in the manufacture of pipes intended to conform to this part of ISO 14531.
Non-crosslinked base material pipes, produced in the course of manufacturing PE-Xc pipes to meet the
requirements of this part of ISO 14531, may be reprocessed if derived from the same non-crosslinked material grade
used in the production of PE-Xc pipes by the same manufacturing process. Products containing reprocessed
material shall conform to the requirements of this part of ISO 14531.
4.4 Surface coatings and stripes
Materials used for external surface coatings/stripes, e.g. for colour-coded end use identification systems, shall not
have a detrimental effect on the ability of the product to conform to the performance requirements of this part of
ISO 14531 or to withstand normal handling and installation.
©
ISO 2002 – All rights reserved 7
5Pipes
5.1 Pipe SDR and wall thickness
It is recommended that the pipe SDR series and wall thickness for the defined design conditions be determined by
the pipeline operator in accordance with annex E.
5.2 Appearance
5.2.1 Condition
When viewed without magnification, the internal and external surfaces shall be smooth, clean and free from scoring,
cavities or other defects likely to prevent the pipe from conforming to this part of ISO 14531. The pipe ends shall be
cut cleanly and square to the axis of the pipe.
5.2.2 Identification
Pipe identification features (e.g. marking and surface colouring) shall be incorporated in a permanent form to enable
PE-X pipes to be visually distinctive among adjacent buried pipework. Marking shall be in accordance with clause 6.
5.3 Dimensions and tolerances
5.3.1 General
The dimensions of the pipes shall be measured not less than 24 h after manufacture in accordance with ISO 3126,
after conditioning for at least 4h.
The outside diameters and wall thicknesses specified in Tables 3 to 6 apply to the basic pipe and do not take into
account the presence of any external coatings.
NOTE The dimensions of ancillary PE-X pipes in the size range 8�d � 20 are indicated in annex A. This information is
n
offered as guidance to assist in the development of pipe systems in accordance with national requirements.
5.3.2 Mean outside diameter, out-of-roundness (ovality) and associated tolerances
The mean outside diameter d and the out-of-roundness (ovality) shall conform to Table 3.
em
NOTE The minimum and maximum values of the mean outside diameter and the maximum out-of-roundness specified in Table 3
conform to the tolerance limits specified in ISO 11922-1.
5.3.3 Minimum wall thickness e and associated tolerance
y,min
Minimum wall thicknesses e are specified in Tables 4 and 5. They have been derived from ISO 4065 assuming
y,min
e =e .
y,min n
For pipes of d � 25, the specification of a constant value of e in Table 4 follows the requirements given in
n y,min
ISO 4437.
In Table 5, e values are given for each of a range of preferred SDR values (9, 11, 13,6 and 17,6) for convenience
y,min
in the selection of pipe wall thickness in accordance with the pipe design guidelines to be given in ISO 14531-4.
Other SDR values may be utilized provided they are in accordance with ISO 4065 and ISO 161-1.
©
8 ISO 2002 – All rights reserved
5.3.4 Tolerance on minimum wall thickness e
y,min
The tolerances on the minimum wall thickness e shall conform to Table 6, which is derived from grade V as
y,min
specifi
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 14531-1
Première édition
2002-12-15
Tubes et raccords en matières plastiques —
Systèmes de tubes en polyéthylène réticulé
(PE-X) pour le transport de combustibles
gazeux — Série métrique —
Spécifications —
Partie 1:
Tubes
Plastics pipes and fittings — Crosslinked polyethylene (PE-X) pipe systems
for the conveyance of gaseous fuels — Metric series — Specifications —
Part 1: Pipes
Numéro de référence
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©
ii ISO 2002 – Tous droits réservés
Sommaire Page
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions . 3
4 Matières . 6
5 Tubes . 8
6 Marquage . 15
Annexes
A Dimensions des tubes auxiliaires en PE-X . 16
B Résistance aux constituants du gaz . 18
C Résistance aux intempéries. 19
D Résistance à l'obturation par écrasement. 21
E Schéma de conception des tubes comprenant l’information concernant les limites de température de service et
une méthode de sélection de l'épaisseur des tubes . 24
Bibliographie. 27
©
ISO 2002 – Tous droits réservés iii
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 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente partie de l'ISO 14531 peuvent faire l'objet
de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas
avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
La Norme internationale ISO 14531-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 138, Tubes, raccords et
robinetterie en matières plastiques pour le transport des fluides, sous-comité SC 4, Tubes et raccords en matières
plastiques pour réseaux de distribution de combustibles gazeux.
L'ISO 14531 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Tubes et raccords en matières
plastiques — Systèmes de tubes en polyéthylène réticulé (PE-X) pour le transport de combustibles gazeux — Série
métrique — Spécifications:
— Partie 1: Tubes
— Partie 2: Raccords pour assemblage par fusion
— Partie 3: Raccords pour assemblage mécanique (y compris transitions PE-X/métal)
— Partie 4: Conception du système et lignes directrices pour l’installation
Les annexes B, C et D constituent des éléments normatifs de la présente partie de l'ISO 14531. Les annexes A et E
sont données uniquement à titre d'information.
L’insertion de l’annexe E est une mesure provisoire. Le contenu de l’annexe E se trouve aussi dans l’ISO 14531-4.
L’annexe E sera supprimée de la présente partie de l’ISO 14531 dès que l’ISO 14531-4 sera disponible comme
projet de Norme internationale (DIS).
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iv ISO 2002 – Tous droits réservés
Introduction
À la suite de la publication de Normes internationales relatives aux tubes en polyéthylène réticulé (PE-X) pour le
transport d'eau chaude, il est clairement apparu que, du fait de ses propriétés, en particulier sa résistance élevée à
la rupture et sa capacité d'assemblage par soudage de raccords à emboîtures et selles à souder, le PE-X est apte à
une utilisation dans des systèmes de distribution de gaz haute performance. L'ISO 14531 a pour philosophie de
fournir la plate-forme pour l'introduction de systèmes de tubes en PE-X pour le transport du gaz en englobant une
enveloppe de performances plus complète que celle des normes existantes relatives au PE et en soumettant son
application à des régimes de pressions de service supérieures et à des températures extrêmes de service.
Par conséquent, l'ISO 14531-1 constitue une partie d'une norme de système en quatre parties couvrant les tubes,
les raccords pour assemblage par soudage, les raccords pour assemblage mécanique et les lignes directrices pour
la conception et l'installation. Son contenu convient à l'utilisation par les autorités responsables de
l'approvisionnement et les ingénieurs chargés de distribution responsables de la conception, de l'installation et de
l'exploitation de systèmes de canalisations.
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ISO 2002 – Tous droits réservés v
NORME INTERNATIONALE ISO 14531-1:2002(F)
Tubes et raccords en matières plastiques — Systèmes de tubes en
polyéthylène réticulé (PE-X) pour le transport de combustibles
gazeux — Série métrique — Spécifications —
Partie 1:
Tubes
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 14531 spécifie les propriétés physiques et les exigences relatives aux caractéristiques
mécaniques des tubes en polyéthylène réticulé (PE-X) destinés au transport de combustibles gazeux. Elle spécifie
également les exigences dimensionnelles et certaines propriétés générales de la matière (y compris la résistance
chimique), ainsi qu'un système de classification du PE-X sous forme de tube.
La présente partie de l'ISO 14531, lorsqu'elle est utilisée conjointement avec les autres parties de l'ISO 14531, est
applicable comme base pour la conception, la fabrication et l'installation des systèmes de canalisations en PE-X
(tubes, raccords soudables en PE-X et raccords mécaniques) pour le transport des combustibles des catégories D
et E à base d'hydrocarbures (voir l’ISO 13623) à
1)
a) des pressions maximales de service (MOP) jusqu'à 16 bar inclus;
◦
b) une température maximale de service de ;
+ 60 C
c) une température minimale de service de
◦
− 50 C
i)
◦
ii) − 35 C
◦
iii) .
− 20 C
La présente partie de l'ISO 14531 peut également être utilisée conjointement avec une spécification restreinte
relative aux raccords pour assemblage par soudage en PE donnée dans l'ISO 14531-2 pour permettre l'introduction
d'un système hybride tube PE-X/raccord PE pour fonctionnement dans une plage de températures plus étroite, de
◦ ◦
− 20 C à + 40 C, avec une pression maximale déterminée dans l'ISO 8085-3.
Pour l'installation, la présente partie de l'ISO 14531 prévoit l'assemblage de raccords soudables en PE-X et des
◦ ◦
raccords mécaniques aux tubes en PE-X dans la plage de températures de à .
− 5 C + 40 C
5 2
1) 1 bar= 10 N/m = 100 kPa
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ISO 2002 – Tous droits réservés 1
2Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente partie de l'ISO 14531. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s'appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente partie de l'ISO 14531 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s'applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 3, Nombres normaux — Séries de nombres normaux
ISO 161-1, Tubes en matières thermoplastiques pour le transport des fluides — Diamètres extérieurs nominaux et
pressions nominales — Partie 1: Série métrique
ISO 497, Guide pour le choix des séries de nombres normaux et des séries comportant des valeurs plus arrondies
de nombres normaux
ISO 1167, Tubes en matières thermoplastiques pour le transport des fluides — Résistance à la pression interne —
Méthode d'essai
ISO 2505-1, Tubes en matières thermoplastiques — Retrait longitudinal à chaud — Partie1: Méthodes de
détermination
ISO 3126, Systèmes de canalisations plastiques — Composants plastiques — Détermination des dimensions
ISO 4065, Tubes en matières thermoplastiques — Tableau universel des épaisseurs de paroi
ISO 4437, Canalisations enterrées en polyéthylène (PE) pour réseaux de distribution de combustibles gazeux —
Série métrique — Spécifications
ISO 6259-1, Tubes en matières thermoplastiques — Détermination des caractéristiques en traction — Partie 1:
Méthode générale d'essai
ISO 6259-3, Tubes en matières thermoplastiques — Détermination des caractéristiques en traction — Partie 3:
Tubes en polyoléfines
ISO 6964, Tubes et raccords en polyoléfines — Détermination de la teneur en noir de carbone par calcination et
pyrolyse — Méthode d'essai et spécification de base
ISO 8085-3, Raccord en polyéthylène pour utilisation avec des tubes en polyéthylène pour la distribution de
combustibles gazeux — Série métrique — Spécifications — Partie 3: Raccords électrosoudables
1)
ISO 9080:— , Systèmes de canalisations et de gaines en matières plastiques — Détermination de la résistance
hydrostatique à long terme des matières thermoplastiques sous forme de tubes par extrapolation
ISO 10147, Tubes et raccords en polyéthylène réticulé (PE-X) — Estimation du degré de réticulation par le mesurage
du taux de gel
ISO/TR 10837, Détermination de la stabilité thermique du polyéthylène (PE) destiné à être utilisé dans les tubes et
raccords pour la distribution du gaz
ISO 11922-1:1997, Tubes en matières thermoplastiques pour le transport des fluides — Dimensions et tolérances —
Partie 1: Série métrique
1) À publier. (Révision de l’ISO/TR 9080:1992)
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2 ISO 2002 – Tous droits réservés
ISO 12162, Matières thermoplastiques pour tubes et raccords pour applications avec pression — Classification et
désignation — Coefficient global de service (de calcul)
ISO 13477, Tubes en matières thermoplastiques pour le transport des fluides — Détermination de la résistance à la
propagation rapide de la fissure (RCP) — Essai à petite échelle (S4)
ISO 13479, Tubes en polyoléfines pour le transport des fluides — Résistance à la propagation de la fissure —
Méthode d'essai de la propagation lente de la fissure d'un tube entaillé (essai d'entaille)
ISO 13623, Industries du pétrole et du gaz naturel — Systèmes de transport par conduites
ISO 13760, Tubes en matières plastiques pour le transport des fluides sous pression — Règle de Miner — Méthode
de calcul du cumul des dommages
1)
ISO 14531-2:— , Tubes et raccords en matières plastiques — Systèmes de tubes en polyéthylène réticulé (PE-X)
pour le transport de combustibles gazeux — Série métrique — Spécifications — Partie2: Raccords pour
assemblage par fusion
2)
ISO 16871:— , Systèmes de canalisations et de gaines en matières plastiques — Tubes et raccords en matières
plastiques — Méthode pour l'exposition directe aux intempéries
ISO 18553, Méthode d'estimation de la dispersion du pigment et du noir de carbone dans les tubes, raccords et
compositions à base de polyoléfines
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente partie de l'ISO 14531, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1 Termes géométriques
3.1.1
diamètre extérieur nominal
d
n
désignation numérique de la dimension commune à tous les composants d'un système de canalisations en matières
thermoplastiques, autres que les brides et les composants désignés par leur dimension de filetage
NOTE 1 C'est un nombre rond utilisé à des fins de référence.
NOTE 2 Le diamètre extérieur nominal, exprimé en millimètres, correspond au diamètre extérieur moyen minimal d défini
em,min
en 3.1.3.
3.1.2
diamètre extérieur moyen
d
em
3)
longueur mesurée de la circonférence externe du tube dans toute section droite divisée par π , arrondie au 0,1 mm
immédiatement supérieur
3.1.3
diamètre extérieur moyen minimal
d
em,min
valeur minimale du diamètre extérieur moyen tel que spécifié pour un diamètre extérieur nominal donné
1) À publier.
2) À publier.
3) La valeur de π à prendre est 3,141 6.
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ISO 2002 – Tous droits réservés 3
3.1.4
diamètre extérieur moyen maximal
d
em,max
valeur maximale du diamètre extérieur moyen tel que spécifié pour un diamètre extérieur nominal donné
3.1.5
diamètre extérieur en un point quelconque
d
ey
diamètre extérieur mesuré dans la section droite en un point quelconque du tube
3.1.6
ovalisation
faux-rond absolu
différence entre le diamètre extérieur moyen maximal mesuré, d , et le diamètre extérieur moyen minimal
em,max
mesuré, d , en un point quelconque de la même section droite du tube
em,min
3.1.7
épaisseur nominale de paroi
e
n
épaisseur de paroi correspondant à l’épaisseur minimale de paroi admise en un point quelconque, e , exprimée
y,min
en millimètres, et telle que spécifiée dans l'ISO 4065
3.1.8
épaisseur de paroi en un point quelconque
e
y
épaisseur de paroi mesurée en un point quelconque sur la circonférence du tube
3.1.9
épaisseur minimale de paroi en un point quelconque
e
y,min
valeur minimale admissible de l'épaisseur de paroi e en un point quelconque sur la circonférence du tube
y
3.1.10
rapport des dimensions normalisées
SDR
rapport du diamètre extérieur nominal à son épaisseur nominale de paroi
d
n
SDR=
e
n
3.2 Termes relatifs à la matière
3.2.1
polyéthylène réticulé
PE-X
structure de polyéthylène dont les chaînes de polymères sont reliées par des liaisons chimiques pour créer un
réseau polymérique tridimensionnel
NOTE Les propriétés de la structure tridimensionnelle garantissent l'impossibilité de fondre ou de dissoudre le polymère. Le
degré de réticulation est lié à la masse de matière insoluble qui subsiste après l'extraction à l'aide de solvants et peut être
déterminé par le mesurage de la teneur en gel.
3.2.2
matière de base
mélange physique de polyéthylène(s) non réticulé(s) et d'additifs, formulé pour faciliter la conversion en PE-X lors de
la production du tube en vue de satisfaire aux exigences de la présente partie de l'ISO 14531
©
4 ISO 2002 – Tous droits réservés
3.2.3
limite inférieure de confiance de la résistance hydrostatique prévue
σ
LPL
quantité ayant les dimensions d'une contrainte, qui représente la limite inférieure de confiance à 97,5 % de la
résistance hydrostatique prévue pour une valeur individuelle à une température θt et pendant une durée
NOTE Elle est désignée par σ =σ
LPL (θ,t, 0,975)
3.2.4
résistance hydrostatique à long terme
σ
LTHS
quantité ayant les dimensions d'une contrainte, qui représente la résistance moyenne prévue dans l'eau à une
température θt et pendant une durée
3.2.5
résistance minimale requise
MRS
◦
valeur de σ à une température de 20 C et une durée de 50 ans (σ ) arrondie à la valeur inférieure
LPL
(20, 50 ans, 0,975)
la plus proche de la série R10 ou de la série R20 conformément à l’ISO 3 et à l’ISO 497, en fonction de la valeur de
σ
LPL
3.2.6
coefficient global de service (de calcul)
C
coefficient global d’une valeur supérieure à 1 qui prend en considération les conditions de service et aussi les
propriétés des éléments d'un système de canalisations autres que celles prises en compte par la limite inférieure de
confiance σ
LPL
NOTE Voir l’annexe E et l'ISO 12162 pour des informations concernant le coefficient minimal de service (de calcul) avec tubes
en PE-X.
3.3 Termes relatifs aux conditions de service
3.3.1
combustible gazeux
◦
tout combustible qui est gazeux à la température de + 15 C, sous une pression de 1 bar
3.3.2
combustible gazeux de catégorie D
gaz naturel
NOTE Les catégories des combustibles gazeux sont définies dans le détail dans l'ISO 13623.
3.3.3
combustible gazeux de catégorie E
GPL vapeur ou gaz naturel véhiculés avec un condensat liquide
NOTE Les catégories des combustibles gazeux sont définies dans le détail dans l'ISO 13623.
3.3.4
pression maximale de service
MOP
pression effective maximale du gaz dans le système de canalisations, exprimée en bars, qui peut être admise en
utilisation continue
3.3.5
température(s) de service
température(s) présumée(s) pour un composant tube/raccord à un emplacement de service prévu
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ISO 2002 – Tous droits réservés 5
NOTE De telles températures sont utilisées lors de la conception d'une canalisation pour un fonctionnement à la pression
maximale de service (MOP).
3.3.6
tube auxiliaire
tube utilisé à l'intérieur du bâtiment de la canalisation de distribution aux appareils à gaz, afin de faciliter la fourniture
de gaz
3.3.7
exploitant de la canalisation
organisme privé ou public autorisé à concevoir, construire et/ou exploiter et entretenir le réseau de distribution du
gaz
4Matières
4.1 Généralités
La matière de base utilisées lors de la fabrication d'un tube satisfaisant aux exigences spécifiées dans l'article 5 doit
être réticulée par un procédé de réticulation au peroxyde (PE-Xa), au silane (PE-Xb), au faisceau d'électrons
(PE-Xc) ou faire l'objet de consultation des opérateurs de canalisations pour un autre procédé.
La matière de base ne doit contenir que les additifs nécessaires à la fabrication et à l'utilisation finale des tubes
conformes à la présente spécification y compris l'assemblage par soudage utilisant des emboîtures et à des selles
qui remplissent les exigences de l'ISO 14531-2 et de l'ISO 8085-3.
Les autres matières (plastiques et métaux) utilisées pour la fabrication d'un tube conforme à la présente partie de
l'ISO 14531 doivent être fournies conformément à la norme ISO appropriée (par exemple ISO 4437 pour le PE 80 ou
le PE 100).
Le fabricant de tubes doit tenir à disposition une fiche technique (en général confidentielle) contenant toutes les
données appropriées à la matière pour prouver la conformité des tubes à la présente partie de l'ISO 14531. Cette
fiche doit contenir tous les résultats des essais de type. Toute modification des matières utilisées susceptible d'influer
sur la qualité et les caractéristiques du produit doit exiger nécessairement une réévaluation des caractéristiques de
la matière par rapport aux exigences de la présente partie de l'ISO 14531.
4.2 PE-X
4.2.1 Caractéristiques
Le PE-X doit être conforme aux exigences données dans les Tableaux 1 et 2 lorsqu'il est essayé sous forme de tube.
La conformité doit être démontrée par le fabricant de tubes et doit concerner une seule source de matière de base et
la méthode associée de fabrication de tubes.
4.2.2 Résistance chimique et caractéristiques de résistance à la rupture
La résistance chimique et les caractéristiques de résistance à la rupture du PE-X doivent être conformes aux
exigences données dans le Tableau 1.
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6 ISO 2002 – Tous droits réservés
Tableau 1 — Résistance chimique et caractéristiques de résistance à la rupture du PE-X
(essayé sous forme de tube extrudé)
Caractéristique Unité Exigence Paramètre d’essai Méthode d’essai
◦
Résistance aux constituants du h Aucune défaillance Température: 80 C Annexe B
gaz pendant une durée
de 1 000 h Contrainte: 2 MPa Éprouvette sous forme de tube
d = 32 mm,SDR11
n
◦
a
Propagation lente de fissures h Aucune défaillance Température: 80 C ISO 13479
pendant une durée
de 5 000 h Pression: Éprouvette sous forme de tube
d = 110 mm
ou 125 mm,
n
PE-X 80: 8,0 bar
SDR 11
PE-X 100: 9,2 bar
PE-X 125: 10,8 bar
◦
d
Température d’arrêt de la C �−50 Contrainte: ISO 13477
propagation rapide de fissures
PE-X 80: 6,4 MPa
b, c
(RCP) Éprouvette sous forme de tube
d � 90 mm
PE-X 100: 8,0 MPa n
PE-X 125: 10,0 MPa
◦
Stabilité à long terme h Aucune défaillance Température: 110 C ISO 1167
pendant une durée
de 8 760 h Contrainte: 2,5 MPa Embouts de type A
Eau dans l’air
Éprouvette sous forme de tube
d = 32 mm, SDR 11
n
Degré de réticulation % � 60 mais � 90 en ISO 10147
tout point sur
l’épaisseur de paroi Éprouvette sous forme de tube
d = 32 mm, SDR 11
n
et
d = 110 mm ou 125 mm,
n
SDR 11
a
e > 5mm
Pour les matières utilisées pour les tubes avec .
y,min
b
Toutes les matières sont à évaluer à l’aide d’éprouvettes prélevées dans des tubes extrudés dont le diamètre et l’épaisseur de paroi sont
conformes au Tableau 5 (voir également la note b du Tableau 7).
c
L’évaluation RCP n’est pas indispensable pour un produit de d < 90 mm.
n
d ◦ ◦
Les températures alternatives d’essai de −20 C ou −35 C peuvent aussi être utilisées pour la qualification de matières dont la
◦
température de service est supérieure à −50 C (voir article 1).
4.2.3 Classification
Lorsqu'il est essayé sous forme de tubes, le PE-X prévu pour l'utilisation dans la fabrication de tubes conformes à la
présente partie de l'ISO 14531 doit être classé conformément à l'ISO 12162. La classification MRS et les exigences
relatives à la désignation de la matière données dans le Tableau 2 doivent s'appliquer.
Les essais pour l'évaluation et la classification doivent être réalisés conformément à l'ISO 1167, à l'ISO 12162 et à
l'ISO 9080.
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ISO 2002 – Tous droits réservés 7
De plus, les données obtenues (contraintes appliquées aux tubes et durée jusqu'à la rupture) dans une gamme de
◦ ◦
températures de 10 C à 100 Cdoivent être utilisées pour calculer la résistance hydrostatique à long terme, σ ,
LTHS
la durée jusqu'à la rupture et la température.
B× logσ C
LTHS
logt=A+ + +D× logσ
LTHS
θ θ
où
θ est la température, en kelvins;
t est le temps, en heures;
σ est la résistance hydrostatique à long terme, en mégapascals;
LTHS
AB, , C et D sont des coefficients établis à partir des données expérimentales.
Tableau 2 — Classification des PE-X
◦
Désignation σ (,20 C 50 ans, 97,5 %) MRS
LCL
MPa MPa
PE-X 80 8,00�σ � 9,99 8,0
LPL
PE-X 100 10,00�σ � 12,49 10,0
LPL
PE-X 125 12,50�σ � 13,99 12,5
LPL
4.3 Matière retraitable
Le PE-X ne doit pas être recyclé ni utilisé pour la fabrication de tubes conformes à la présente partie de l'ISO 14531.
Les tubes en matière de base non réticulée, produits lors de la fabrication de tubes en PE-Xc pour satisfaire aux
exigences de la présente partie de l'ISO 14531, peuvent être recyclés, s'ils proviennent de la même classe de
matière non réticulée déjà employée pour la fabrication concernée. Les produits contenant de la matière recyclée
doivent être conformes aux exigences de la présente partie de l'ISO 14531.
4.4 Revêtements de surface et bandes
Les matières utilisées pour les revêtements de surface et les bandes externes, par exemple pour l'identification par
code de couleurs pour l'utilisation finale, ne doivent pas compromettre la conformité du produit aux exigences de la
présente partie de l'ISO 14531 et son aptitude à supporter une manipulation et une installation normales.
5 Tubes
5.1 SDR et épaisseur de paroi du tube
Il est recommandé que l'exploitant de la canalisation détermine la série SDR et l'épaisseur de paroi du tube
appropriées pour les conditions définies de conception, et conformément à l'annexe E.
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8 ISO 2002 – Tous droits réservés
5.2 Aspect
5.2.1 Exigences
Observées sans grossissement, les surfaces interne et externe doivent être lisses, propres et exemptes de rayures,
cavités et autres défauts susceptibles de nuire à la conformité du tube aux exigences de la présente partie de
l'ISO 14531. Les extrémités du tube doivent être coupées proprement et perpendiculairement à l'axe du tube.
5.2.2 Identification
Les caractéristiques d'identification du tube (par exemple marquage et couleur) doivent être indélébiles afin de
permettre une identification visuelle claire des tubes en PE-X parmi d'autres canalisations enterrées adjacentes. Le
marquage doit être conforme à l'article 6.
5.3 Dimensions et tolérances
5.3.1 Généralités
Les dimensions des tubes doivent être mesurées au moins 24 h après leur fabrication, conformément à l'ISO 3126
et après conditionnement pendant au moins 4h.
Le diamètre extérieur et l'épaisseur de paroi spécifiés dans les Tableaux 3 à 6 s'appliquent au tube de base et ne
tiennent pas compte de la présence d'éventuelles couches extérieures de revêtement.
NOTE Les dimensions des tubes auxiliaires en PE-X dans la plage dimensionnelle 8�d � 20 sont indiquées dans
n
l'annexe A. Cette information est donnée à titre indicatif pour aider au développement des systèmes de canalisations conformes
aux exigences nationales.
5.3.2 Diamètre extérieur moyen, ovalisation et tolérances
Le diamètre extérieur moyen, d , et l'ovalisation doivent être conformes au Tableau 3.
em
NOTE Les valeurs minimales et maximales du diamètre extérieur moyen et l'ovalisation maximale spécifiées dans le Tableau 3
sont conformes aux limites de tolérances de l'ISO 11922-1.
5.3.3 Épaisseur minimale de paroi e et tolérances
y,min
Les épaisseurs minimales de paroi, e , sont spécifiées dans les Tableaux 4 et 5 et sont tirées de l'ISO 4065, en
y,min
supposant que e =e .
y,min n
Pour les tubes de d � 25, la spécification de la constante de e dans le Tableau 4 est conforme aux exigences
n y,min
minimales fixées dans l'ISO 4437.
Dans le Tableau 5, les valeurs e sont données pour chacun des SDR préférés (9, 11, 13,6 et 17,6), ce qui facilite
y,min
le choix de l'épaisseur de paroi du tube conformément aux lignes directrices pour la conception des tubes qui fera
l’objet de l'ISO 14531-4. Il est possible d'utiliser d'autres valeurs de SDR pour autant qu'elles soient conformes à
l'ISO 4065 et à l'ISO 161-1.
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ISO 2002 – Tous droits réservés 9
5.3.4 Tolérances sur l'épaisseur minimale de paroi e
y,min
Les tolérances sur l'épaisseur minimale de paroi e doivent être conformes au Tableau 6, qui est extrait de la
y,min
classe V de l'ISO 11922-1:1997 pour e � 46 mm. La varia
...
Questions, Comments and Discussion
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