ISO 11118:2015
(Main)Gas cylinders — Non-refillable metallic gas cylinders — Specification and test methods
Gas cylinders — Non-refillable metallic gas cylinders — Specification and test methods
ISO 11118:2015 specifies minimum requirements for the material, design, inspections, construction and workmanship, manufacturing processes, and tests at manufacture of non-refillable metallic gas cylinders of welded, brazed, or seamless construction for compressed and liquefied gases including the requirements for their non-refillable sealing devices and their methods of testing. NOTE The specific gases permitted in cylinders constructed to this International Standard can be limited by national or international requirements. This International Standard is applicable to cylinders where a) the test pressure does not exceed 250 bar (i.e. ph ≤ 250 bar) for liquefied gases and 450 bar for compressed gases; b) the product of the test pressure and the water capacity does not exceed 1 000 bar·litres (i.e. ph V ≤ 1 000 bar L); c) the test pressure exceeds 45 bar and the water capacity does not exceed 5 l (i.e. for ph > 45 bar, then V ≤ 5 l).
Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz métalliques non rechargeables — Spécifications et méthodes d'essai
ISO 11118:2015 spécifie les exigences minimales applicables aux matériaux, à la conception, aux contrôles, à la fabrication et à la qualité d'exécution ainsi qu'aux procédés de fabrication et aux essais chez le fabricant de bouteilles à gaz métalliques non rechargeables, soudées, brasées ou sans soudure, utilisées pour les gaz comprimés et liquéfiés, y compris les exigences pour leurs dispositifs d'étanchéité non réutilisables et leur méthode d'essai. NOTE Les gaz spécifiques autorisés pour les bouteilles non rechargeables construites en conformité avec la présente Norme internationale peuvent être limités par des exigences nationales ou internationales. La présente Norme internationale est applicable aux bouteilles non rechargeables dont: a) la pression d'épreuve ne dépasse pas 250 bar (c'est-à-dire ph ≤ 250 bar) pour les gaz liquéfiés et 450 bar pour les gaz comprimés; b) le produit de la pression d'épreuve par la contenance en eau ne dépasse pas 1 000 bar·litres (soit ph V ≤ 1 000 bar l); c) la pression d'épreuve dépasse 45 bar et la contenance en eau ne dépasse pas 5 l (c'est-à-dire que pour ph > 45 bar, alors V ≤ 5 l).
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11118
Second edition
2015-09-15
Gas cylinders — Non-refillable
metallic gas cylinders — Specification
and test methods
Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz métalliques non rechargeables —
Spécifications et méthodes d’essai
Reference number
©
ISO 2015
© ISO 2015, Published in Switzerland
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ii © ISO 2015 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vii
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Symbols . 3
5 Materials . 3
5.1 General requirements . 3
5.2 Material types . 4
5.2.1 Carbon and low-alloy steels . 4
5.2.2 Aluminium and aluminium alloy . 4
5.2.3 Austenitic stainless steels . 4
5.3 Chemical compositions . 5
5.3.1 Carbon and low-alloy steels . 5
5.3.2 Aluminium and aluminium alloys . 5
6 Inspection and testing . 6
7 Design . 6
7.1 General requirements . 6
7.2 Calculation of pressure containing parts . 6
7.3 Design drawings . 7
8 Construction and workmanship . 7
8.1 Construction . 7
8.1.1 Types of construction of cylinder shell . 7
8.1.2 Cylinder non-refillability.11
8.1.3 Pressure relief devices .11
8.2 Workmanship .11
9 Type approval procedure .12
9.1 General requirements .12
9.2 Prototype tests .12
9.2.1 General.12
9.2.2 Material tests . .12
9.2.3 Tensile tests .13
9.2.4 Burst tests .13
9.2.5 Drop tests .15
9.2.6 Dimension checks .16
9.2.7 Valve to cylinder interface test .16
9.3 Design type approval .16
10 Batch tests .17
10.1 General requirements .17
10.2 Failure to meet test requirements .17
11 Tests on every cylinder .17
12 Markings .18
12.1 General .18
12.2 Manufacturing and operational markings .18
12.3 Other markings .19
13 Test reports and certificate of compliance .19
Annex A (normative) Non-refillable sealing devices — Specifications and prototype testing .20
Annex B (informative) Type approval certificate .26
Annex C (informative) Certificate of compliance .28
Annex D (informative) Yield point elongation (YPE) .30
Bibliography .33
iv © ISO 2015 – All rights reserved
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
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 on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical
Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary Information
The committee responsible for this document is ISO/TC 58, Gas cylinders, Subcommittee SC 3,
Cylinder design.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 11118:1999) and ISO 13340:2001, which
have been technically revised with the following changes:
— removed references to dissolved gases from the Scope;
— the edition aligns ISO 11118 and EN 12205;
— incorporates ISO 13340 in ISO 11118;
— incorporated new titles of ISO referenced documents;
— incorporated definitions and use of R , R , R , and R ;
ea eg ma mg
— clarified requirements for the processing of carbon steel to avoid strain aging;
— added pierceable metal membranes to cylinder non-refillability;
— added test requirement for aluminium materials for intercrystalline corrosion for seamless and
welded aluminium cylinders;
— included alternative temperatures for artificial aging of carbon steel cylinder prior to burst testing;
— modified markings to align with UN requirements;
— clarified inspection criteria for each cylinder;
— corrected references to correct Annexes;
— modified burst pressure to align with other ISO Standards;
— aligned test pressure requirement of non-refillable sealing device to the same as the cylinder;
— modified Annex B for completeness;
— deleted existing Annex C since it was not needed and inserted a new Annex C for accuracy;
— added new informative Annex D for informational purposes on yield point elongation (YPE).
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Introduction
This International Standard addresses the general requirements on design, construction, and initial
inspection and testing of non-refillable metallic gas cylinders and their non-refillable sealing devices of the
United Nations Recommendations on the Transport of Dangerous Goods: Model Regulations. The purpose
of this International Standard is to provide a specification for the design, manufacture, inspection, and
testing of non-refillable metallic gas cylinders for worldwide safe use, handling, and transport.
The objective is to balance design and economic efficiency against international acceptance and
universal utility.
This International Standard aims to eliminate the concern about climate, duplicate inspections, and
restrictions currently existing because of lack of definitive International Standards. This International
Standard does not reflect on the suitability of the practice of any nation or region.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 11118:2015(E)
Gas cylinders — Non-refillable metallic gas cylinders —
Specification and test methods
1 Scope
This International Standard specifies minimum requirements for the material, design, inspections,
construction and workmanship, manufacturing processes, and tests at manufacture of non-refillable
metallic gas cylinders of welded, brazed, or seamless construction for compressed and liquefied gases
including the requirements for their non-refillable sealing devices and their methods of testing.
NOTE The specific gases permitted in cylinders constructed to this International Standard can be limited by
national or international requirements.
This International Standard is applicable to cylinders where
a) the test pressure does not exceed 250 bar (i.e. p ≤ 250 bar) for liquefied gases and 450 bar for
h
compressed gases;
b) the product of the test pressure and the water capacity does not exceed 1 000 bar·litres (i.e.
p V ≤ 1 000 bar L);
h
c) the test pressure exceeds 45 bar and the water capacity does not exceed 5 l (i.e. for p > 45 bar,
h
then V ≤ 5 l).
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 3651-2, Determination of resistance to intergranular corrosion of stainless steels — Part 2: Ferritic,
austenitic and ferritic-austenitic (duplex) stainless steels — Corrosion test in media containing sulfuric acid
ISO 4706:2008, Gas cylinders — Refillable welded steel cylinders — Test pressure 60 bar and below
ISO 6892-1, Metallic materials — Tensile testing — Part 1: Method of test at room temperature
ISO 7866:2012, Gas cylinders — Refillable seamless aluminium alloy gas cylinders — Design,
construction and testing
ISO 9329-1, Seamless steel tubes for pressure purposes — Technical delivery conditions — Part 1: Unalloyed
steels with specified room temperature properties
ISO 9606-1, Qualification testing of welders — Fusion welding — Part 1: Steels
ISO 9809-1:2010, Gas cylinders — Refillable seamless steel gas cylinders — Design, construction and
testing — Part 1: Quenched and tempered steel cylinders with tensile strength less than 1 100 MPa
ISO 9809-4:2014, Gas cylinders — Refillable seamless steel gas cylinders — Design, construction and
testing — Part 4: Stainless steel cylinders with an Rm value of less than 1 100 MPa
ISO 10156, Gases and gas mixtures — Determination of fire potential and oxidizing ability for the selection
of cylinder valve outlets
ISO 10297, Gas cylinders — Cylinder valves — Specification and type testing
ISO 11114-1, Gas cylinders — Compatibility of cylinder and valve materials with gas contents — Part 1:
Metallic materials
ISO 11114-2, Gas cylinders — Compatibility of cylinder and valve materials with gas contents — Part 2:
Non-metallic materials
ISO 15613, Specification and qualification of welding procedures for metallic materials — Qualification
based on pre-production welding test
ISO 15614-1, Specification and qualification of welding procedures for metallic materials — Welding
procedure test — Part 1: Arc and gas welding of steels and arc welding of nickel and nickel alloys
ISO 20703:2006, Gas cylinders — Refillable welded aluminium-alloy cylinders — Design, construction and
testing
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
batch
quantity of completed and pressure tested cylinders made consecutively by the same manufacturer
using the same manufacturing techniques to the same design, size, and material specifications using
the same type of welding machines (when applicable), welding procedures (when applicable), and to the
same heat treatment conditions (when applicable)
Note 1 to entry: See Clause 10 for details.
3.2
cylindrical shell
portion of the cylinder excluding the cylinder ends which is parallel to the centreline axis of the cylinder
3.3
cylinder shell
empty cylinder before affixing the non-refillable sealing device (3.12), but including all other
permanent attachments
3.4
material certificate
document issued by the material manufacturer which certifies the chemical analysis, mechanical
properties, heat treatment, processing techniques, or other properties/features if required
3.5
burst pressure
highest pressure reached in a cylinder during the burst test
3.6
test pressure
required pressure applied during the pressure test
3.7
working pressure
settled pressure of compressed gas at a uniform reference temperature of 15 °C (288 K) in a full gas
cylinder
3.8
minimum operating temperature
minimum ambient temperature to which the cylinder contents can be exposed, but not exceeding −20 °C
Note 1 to entry: See 5.1.6.
2 © ISO 2015 – All rights reserved
3.9
non-refillable cylinder
cylinder including a non-refillable sealing device (3.12) that permits the cylinder to be filled only once
Note 1 to entry: Where there is no risk of ambiguity, the short abbreviated form “cylinder” is used in this
International Standard.
3.10
water capacity
volume of water required to completely fill an empty cylinder
3.11
processor
facility that anneals, rolls, slits, or otherwise, changes the material from the form received from the
location where the steel was melted
3.12
non-refillable sealing device
device permanently attached to the cylinder which, once activated, prevents the cylinder from
being refilled
4 Symbols
a calculated minimum thickness, in millimetres, of the cylindrical shell
D nominal outside diameter of the cylinder, in millimetres
F design stress factor (variable)
P burst pressure of the cylinder, in bar
b
p test pressure, in bar above atmospheric pressure
h
p working pressure, in bar above atmospheric pressure
w
p non-refillable sealing device test pressure, in bar above atmospheric pressure
vt
R actual value of the yield strength, in megapascals, of the cylinder when tested
ea
R minimum guaranteed value of the yield strength, in megapascals, for the finished cylinder
eg
R actual value of the tensile strength, in megapascals, of the cylinder when tested
ma
R minimum guaranteed value of the tensile strength, in megapascals, for the finished cylinder
mg
V water capacity of the cylinder, in litres
5 Materials
5.1 General requirements
5.1.1 Cylinder shells shall be made of carbon or low alloy steels, austenitic stainless steel, aluminium,
or aluminium alloys. The materials used shall be specified by type (see 5.2) and chemical composition
(see 5.3). Materials shall not contain seams, cracks, laminations, or other injurious defects. For material
requirements of non-refillable sealing devices, see Annex A.
5.1.2 The cylinder manufacturer shall specify the chemical and mechanical requirements to the
material supplier.
5.1.3 The cylinder manufacturer shall obtain a material certificate from the manufacturer/processor
of the material certifying the chemical analysis of the cast. The certificate shall be issued by the
manufacturer of the material and shall confirm compliance to the material specification.
5.1.4 The cylinder manufacturer shall verify that the materials are in accordance with the cylinder
manufacturer specifications.
5.1.5 All materials used in the construction of the pressure containing parts of the cylinder shall
be traceable.
5.1.6 All materials shall be suitable for use at the minimum operating temperature or at –20 °C,
whichever is the lower.
5.1.7 The materials used for manufacture of the cylinder shell shall be compatible with the intended
gas service as specified in ISO 11114-1 or ISO 11114-2.
5.1.8 Contact between dissimilar metals which could result in damage by galvanic corrosion shall be
avoided.
5.2 Material types
5.2.1 Carbon and low-alloy steels
5.2.1.1 The steel used for the fabrication of gas cylinder shells shall be made in an electric furnace
or, by the basic oxygen process, shall have non-ageing properties and shall be fully killed by aluminium
and/or silicon.
5.2.1.2 Carbon steel for cold deep drawn seamless, welded, or brazed cylinder shells shall have non-
ageing properties, processed free of stretcher strain, and shall be fully killed with aluminium and/or
silicon. The chemical composition shall meet the requirements of 5.3.1.1.
5.2.1.3 Carbon steel for other welded cylinder shells shall have a chemical composition which meets
the requirements of 5.3.1.2. The maximum tensile strength shall not exceed 700 MPa.
5.2.1.4 Carbon steel for cylinder shells made from seamless steel tubing with integrally formed ends,
hot drawn, and finished shall have a chemical composition which meets the requirements of 5.3.1.3.
5.2.1.5 Low alloy steels shall conform to ISO 4706:2008, 5.9.1 or ISO 9809-1:2010, 6.1, 6.2, and 6.3
5.2.2 Aluminium and aluminium alloy
5.2.2.1 Aluminium alloys with a tensile strength greater than 500 MPa shall not be used.
5.2.2.2 Aluminium alloys used for cylinders shall conform to the material requirements of
ISO 7866:2012, 6.1 and 6.2 or ISO 20703:2006, 4.1 and 4.2, as appropriate.
5.2.2.3 Pure aluminium is permitted and shall have a minimum aluminium content of 99,0 %.
5.2.3 Austenitic stainless steels
5.2.3.1 For austenitic stainless steels, the maximum tensile strength shall not exceed 800 MPa.
4 © ISO 2015 – All rights reserved
5.2.3.2 The cylinder manufacturer shall take into consideration the loss of material strength within the
heat affected zone of any weld.
5.2.3.3 Austenitic stainless steels for all types of cylinder shells shall conform to ISO 9809-4:2014, 6.1
and 6.2.
5.2.3.4 Due to the risk of sensitization to inter-granular corrosion resulting from hot working/welding
for each material specification and heat-treatment method, a corrosion test shall be carried out according
to ISO 3651-2 on a specimen taken from a finished cylinder.
Some grades of stainless steels can be susceptible to environmental stress corrosion cracking. Special
precautions should be taken in such cases.
5.3 Chemical compositions
5.3.1 Carbon and low-alloy steels
5.3.1.1 Carbon steels having non-aging properties for cold deep drawn welded or brazed cylinder
shells shall have the following chemical composition limits in % mass fraction.
Carbon ≤0,12
Manganese ≤0,50
Phosphorus ≤0,025
Sulfur ≤0,025
5.3.1.2 Carbon steels for welded cylinder shells other than cold deep drawn shall have the following
chemical composition limits in % mass fraction.
Carbon ≤0,25
Manganese ≤0,50
Phosphorus ≤0,025
Sulfur ≤0,025
5.3.1.3 Carbon steels for cylinders made of seamless steel with integrally formed ends, hot drawn, and
finished shall have the following chemical composition limits in % mass fraction.
Carbon ≤0,55
Manganese ≤1,70
Phosphorus ≤0,025
Sulfur ≤0,025
5.3.2 Aluminium and aluminium alloys
Aluminium and aluminium alloys shall have a maximum lead and bismuth contents not exceeding
0,003 % each.
6 Inspection and testing
To ensure that the cylinders conform to this International Standard, they shall be subject to inspection
and testing in accordance with Clauses 9 to 11 and Annex A by an inspection body (hereinafter referred
to as “the inspector”) authorized to do so.
Equipment used for measurements, testing, and examination during production shall be maintained
and calibrated within a documented quality management system.
NOTE Evaluation of conformity can be carried out according to the regulations recognized by the
country(ies) in which the cylinders are intended to be used.
7 Design
7.1 General requirements
7.1.1 The calculation of the cylindrical wall thickness of the pressure containing parts shall be related
to the guaranteed minimum yield strength of the finished cylinder (R ).
eg
7.1.2 The design of the cylinder shell shall be such that the pressure containing parts, when subjected
to the test pressure (p ), shall not show any permanent visible deformation.
h
7.1.3 Welded aluminium and welded aluminium alloy cylinders are limited to a maximum of 60 bar
test pressure.
7.2 Calculation of pressure containing parts
The minimum thickness of the cylindrical shell of the pressure containing parts shall not be less than
any of the three values determined in 7.2 a), b), or c).
a) The minimum thickness of the cylindrical shell shall be not less than that necessary for the
minimum burst pressure to be greater than 1,6 times the test pressure (p ) and such that the
h
requirements of 9.2.4.5 and Clause 11 are met.
b) The minimum thickness of the cylindrical shell shall not be less than that calculated by the Lamé -
von Mises formula as given in Formula (1).
10 - 3 p
D FR
eg
h
a = 1 - (1)
2 10
FR
eg
where F ≤ 0,85
c) The minimum thickness of the cylindrical shell shall not be less than that calculated by using
Formula (2) or Formula (3) as appropriate.
Formula (2) (for steel):
a = D/650 + 0,4 (2)
Formula (3) (for aluminium alloys):
a = D/300 + 0,5 (3)
NOTE It is generally assumed that p is equal to 1,5 times working pressure for compressed gases.
h
6 © ISO 2015 – All rights reserved
7.3 Design drawings
Fully dimensioned drawing(s) of the non-refillable cylinder shall be supplied which includes the
following as a minimum:
a) material specifications for cylinder shells including, but not limited to R and R (MPa). In
eg mg
addition, the material specifications for the non-refillable sealing device shall be noted;
b) test pressure (bar);
c) minimum burst pressure (bar);
d) minimum thickness of the cylindrical shell (mm);
e) minimum water capacity (litre) (for cylinders ≤2 l, the water capacity may be reported in ml);
f) nominal cylinder outside diameter (mm);
g) dimensions of the cylinder ends (mm);
h) overall length of the cylinder (mm);
i) heat treatment (if any);
j) method of construction;
k) welding/brazing procedure designation (if any);
l) specifications for valve outlet connection or cylinder threaded connection for use (if applicable);
m) cylinder design identification;
n) design standard (i.e. ISO 11118);
o) date and revision identity of drawing;
p) manufacturers identity;
q) content and position of markings;
r) description of non-refillable sealing device that guarantees non-refillability and, if applicable,
piercing force and energy required to pierce membranes.
8 Construction and workmanship
8.1 Construction
8.1.1 Types of construction of cylinder shell
The cylinder shells shall be of seamless, welded, or brazed construction.
8.1.1.1 Seamless construction
Seamless cylinder shells shall be produced by
a) forging or drop forging from a solid ingot or billet,
b) manufacturing from seamless tube, or
c) pressing from a flat plate (cold deep drawn).
Welding and brazing are only permitted to attach the non-refillable sealing device.
a) Welding shall be carried out only on cylinders made of weldable materials.
b) Brazing shall be carried out only on cylinders made of materials not degraded by this procedure.
8.1.1.2 Welded construction
8.1.1.2.1 General requirements
The welding of longitudinal and circumferential seams shall be by a semi-automatic or automatic process.
The longitudinal seam weld, if any, shall be of the butt type weld joint as illustrated in Figure 1 a).
The circumferential seam(s), if any, shall be butt-welded. The weld joint shall be as illustrated in
Figure 1 a), b), c), or d).
Welded joints shall have strength greater than the tensile strength of the finished cylindrical wall.
The welding procedure and operator qualifications shall include, as a minimum, welds representative
of those made in production representing the variables in the materials and the process. Requalifying
of the procedures and operators shall be required if there is a change in any of the essential variables as
specified in 8.1.1.2.2.7.
a) Butt weld joint c) Butt weld joint with backing ring
b) Offset butt weld d) Joggle butt weld
Figure 1 — Weld joints
8.1.1.2.2 Welding qualifications
8.1.1.2.2.1 General
a) All welding operators and welding procedures shall be approved by meeting the requirements of
8.1.1.2.2 through 8.1.1.2.2.9 or those given in ISO 9606-1, ISO 15613, and ISO 15614-1.
b) Records of welding operators and welding procedures qualifications shall be kept on file by the
manufacturer.
c) Weld procedure specification approval tests shall be carried out such that the welds shall be
representative of those made in production.
d) Welding operators and welding procedures shall pass the approval tests for the specific type of
work and procedure specification concerned.
8 © ISO 2015 – All rights reserved
8.1.1.2.2.2 Materials for pressure and non-pressure containing parts
The materials used for qualification shall be the same as those specified in the procedure specification
and those used for the production.
8.1.1.2.2.3 Positions of welds
For welder qualification, the position of the part for welding shall be the same as that in the actual
manufacturing.
8.1.1.2.2.4 Welding consumables
The weld consumables shall be the same as those specified in the procedure specification, those tested
from the welders, and those used for the production.
8.1.1.2.2.5 Retesting
Where a welder fails to meet the requirements of this International Standard,
a) an immediate retest shall be carried out of two test welds of the type failed, both of which shall
meet all the requirements of the standard, or
b) a retest shall be carried out provided there is evidence that the operator has had further training
and practice to the design and procedure specification.
8.1.1.2.2.6 Period of effectiveness
A welder shall be requalified on the design if the design has not been produced by the welder for a
period of six months or more. Records of effectiveness shall be retained by the manufacturer.
8.1.1.2.2.7 Essential variables of the welding process
The procedure specification and welder qualification shall be tested when any of the following
changes are made:
a) a change to the base materials;
b) a change to the welding material;
c) a change to the weld process;
d) a change to the weld position;
e) a decrease of 30 °C or more in the minimum specified preheating temperature;
f) the omission or addition of a backing strip in single pass welds;
g) a change from multiple pass to single pass per side;
h) a change to the shielding gas or to the composition (if greater than a 15 % change in the mixture);
i) a change from a single arc to multi arc or vice versa.
8.1.1.2.2.8 Welder qualification tests
a) For longitudinal welds:
1) Bend test, root of weld;
2) Weld tensile test.
b) For circumferential welds:
1) Macro test;
2) Weld tensile test.
c) For threaded connections to cylinder ends: Macro tests, 180° apart.
d) For welded attachments, foot rings, collars, or lugs: Macro test.
e) For fillet welds: Macro tests, 180° apart.
8.1.1.2.2.9 Acceptance
a) For bend tests:
Upon completion of the test, the test piece (weld metal and base material) shall remain uncracked.
b) For tensile tests:
The tensile strength value obtained, R , shall not be less than that guaranteed by the cylinder
ma
manufacturer regardless of the fracture location.
c) For macro tests:
The etched specimen shall be prepared to a resolution where visually, examination can occur to
determine adequate root penetration into both members as to the established design (e.g. ISO 17639).
8.1.1.3 Brazed construction
Butt weld brazed joints shall not be used.
Three-piece cylinder designs with brazed seams shall not be permitted.
Brazing shall not be used for aluminium or aluminium alloy cylinders.
Brazing materials shall be compatible with the intended gas being placed in the cylinder.
The brazing material shall have a melting point greater than 540 °C.
Brazed seams shall be assembled such as to ensure complete penetration of the brazing material
throughout the joint.
Brazed joints shall have strength greater than the tensile strength of the finished cylindrical wall.
Brazing procedures and operators shall be qualified to a written procedure (e.g. ISO 13585, EN 13134).
8.1.1.4 Attachments and openings
Attachments to the cylinder including sealing of the neck opening by welding or crimping a pierceable
metal membrane shall be by means which are not detrimental to the integrity of the cylinder. Welding
or brazing of attachments to the cylinder other than non-refillable sealing device shall be completed
prior to the final testing of the cylinder shell (see Clause 11).
There shall be no openings or attachments in the cylindrical shell.
All openings and their reinforcements shall be within an imaginary circle concentric with the centreline
axis of the cylinder. The diameter of the circle shall not exceed 80 % of the outside diameter of the
cylinder. The plane of the circle shall be perpendicular to the centreline axis of the cylinder (see Figure 2).
10 © ISO 2015 – All rights reserved
If necessary, each opening can be reinforced by a securely attached fitting, boss, pad, collar, or other
suitable means.
Material used for welded attachments and fittings shall be of weldable quality and compatible with the
cylinder material.
Material used for brazed attachments and fittings shall be of brazable quality and compatible with the
cylinder material. The minimum width of the brazed joints shall be at least four times the minimum
design shell wall thickness.
Figure 2 — Openings
8.1.2 Cylinder non-refillability
The cylinder shall be equipped with a device rendering the cylinder non-refillable. This can be
accomplished by a valve or a pierceable metal membrane in accordance with Annex A that is
permanently attached to the neck opening which, when in place, renders the cylinder non-refillable.
Replaceable sealing devices shall not be used.
8.1.3 Pressure relief devices
Where a pressure relief device is an integral part of the cylinder, the manufacturer of the cylinder shall
size the pressure relief device to have sufficient relieving capacity to prevent the rupture.
8.2 Workmanship
The quality of workmanship and construction shall be such as to ensure that cylinders are free from
defects, including at least the following:
a) the pressure containing parts shall be of uniform quality and free from surface imperfections
which could adversely affect the safe working of the cylinder;
b) before sealing the cylinder or after welding the longitudinal joint, if any, each cylinder shall be
clean, dry, and free of any loose particles;
c) after completion of all welded/brazed joints, the weld shall not have concavity, weld under-cutting,
or abrupt weld irregularity nor have any cracks or other defects;
d) if filling is part of the cylinder manufacturing process, the gas properties and filling conditions
shall be in accordance with the appropriate regulations.
9 Type approval procedure
9.1 General requirements
A technical specification of each new design of cylinder [or cylinder family as defined in 9.1 f)],
including design drawing, design calculations, material details, and heat treatment, shall be submitted
by the manufacturer to the inspector. The results of the tests shall be summarized in a report to be kept
available by the approval holder and are available for review/inspection when required.
The type approval tests detailed in 9.2 and Annex A shall be carried out on each new design under the
supervision of the inspector.
A cylinder shall be considered to be of a new design when at least one of the following applies:
a) it is manufactured in a different manufacturing facility;
b) it is manufactured by a different process (this includes any major process change);
c) it is manufactured from a material of different specification;
d) it is given a different heat treatment, if applicable;
e) either the cylinder profile or the thickness of the starting material have changed relative to the
cylinder diameter or calculated minimum thickness of the cylindrical shell respectively;
f) the overall length of the cylinder has increased by more than 50 % (cylinders with a length/outside
diameter ratio less than three shall not be used as reference for any new design with this ratio
greater than three);
g) the nominal outside diameter of the cylinder has been increased or decreased by more than 1 % or
5 mm, whichever is greater of the original design diameter;
h) an increase in the test pressure that requires a change in design cylindrical wall thickness;
i) the non-refillable sealing device design has changed.
9.2 Prototype tests
9.2.1 General
A minimum of 50 cylinder shells guaranteed by the manufacturer to be representative of the new
design shall be tested as described in 9.2.2, 9.2.3, 9.2.4, and 9.2.6. Prior to subjecting the cylinder shells
to prototype testing, the cylinder shells shall be subjected to a pressure equal to the test pressure (p )
h
and exhibit no leakage or visible distortion. The complete non-refillable cylinders shall be tested as
described in 9.2.5 and 9.2.7 (if applicable).
The non-refillable sealing device shall be tested as defined in A.3 or A.4 as applicable.
If the results of the tests conducted in accordance with 9.2.2 to 9.2.7 and Annex A are satisfactory, the
inspector shall issue a new design type approval certificate, a typical example of which is given in Annex B.
9.2.2 Material tests
A check analysis shall be performed by the cylinder manufacturer on material representative of the
cylinders.
Check analysis shall be carried out either on specimens taken during manufacture from the material
in the form as supplied by the material manufacturer to the cylinder manufacturer or from finished
cylinders. For carbon steels, the maximum permissible deviation from the limits for the cast analyses
shall conform to the values specified in ISO 9329-1.
12 © ISO 2015 – All rights reserved
Where use is made of an aluminium alloy containing copper or where use is made of an aluminium
alloy containing magnesium and manganese and the magnesium content is greater than 3,5 % or the
manganese content lower than 0,5 %, possible intercrystalline corrosion shall be tested for each material
specification and heat-treatment method. The test shall be carried out according to ISO 7866:2012, A.1.
9.2.3 Tensile tests
9.2.3.1 Tensile tests shall be carried out on material taken from three representative cylinders. These
tensile specimens shall be located as shown in Figure 3, except that for cylinders with diameters ≤140 mm,
transverse tensile specimen for testing the parent material are not necessary to be taken.
9.2.3.2 Tensile specimens shall be prepared and tested in accordance with ISO 6892-1. If due to
cylinder size or configuration the specimen size cannot meet the requirements of ISO 6892-1, a smaller
sample can be used following the guidelines of ISO 4706.
The cylinder manufacturer shall record the actual tensile strength (R ), actual yield strength (R ),
ma ea
and percentage elongation after fracture.
9.2.3.3 All tensile specimens shall exhibit a ductile fracture and mechanical properties for the relevant
materials shall be as required in Clause 5 and 7.3. In addition,
a) for heat-treated and non-heat-treated cylinders, the tensile strength (R ) shall meet the
ma
requirements of the design criteria;
b) for heat-treated and non-heat-treated cylinders, the actual yield strength (R ) shall be ≥R
ea eg;
c) for heat-treated and non-heat-treated cylinders, the percentage elongation after fracture shall be
recorded. Percentage of elongation determination shall not be required on welded/brazed joint
tensile specimens;
d) welded/brazed joint tensile specimens shall not fracture in the welded or brazed joint.
a) 3-piece cylinder b) 2-piece cylinder c) Seamless cylinder
Figure 3 — Location of tensile specimens
9.2.4 Burst tests
9.2.4.1 Burst tests shall be carried out on a minimum of three representative cylinders. If the markings
on the cylinder are to be engra
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 11118
Deuxième édition
2015-09-15
Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz
métalliques non rechargeables —
Spécifications et méthodes d’essai
Gas cylinders — Non-refillable metallic gas cylinders — Specification
and test methods
Numéro de référence
©
ISO 2015
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
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l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Fax +41 22 749 09 47
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ii © ISO 2015 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vii
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Symboles . 3
5 Matériaux . 4
5.1 Exigences générales . 4
5.2 Types de matériaux . 4
5.2.1 Aciers au carbone et aciers faiblement alliés . 4
5.2.2 Aluminium et alliages d’aluminium . 5
5.2.3 Aciers inoxydables austénitiques . 5
5.3 Compositions chimiques . 5
5.3.1 Aciers au carbone et aciers faiblement alliés . 5
5.3.2 Aluminium et alliages d’aluminium . 6
6 Contrôle et essais . 6
7 Conception . 6
7.1 Exigences générales . 6
7.2 Calcul des parties soumises à la pression . 7
7.3 Plans de conception . 7
8 Fabrication et qualité d’exécution . 8
8.1 Fabrication . 8
8.1.1 Types de fabrication d’enveloppe de bouteille . 8
8.1.2 Bouteilles non rechargeables .12
8.1.3 Dispositifs de sécurité .12
8.2 Qualité d’exécution .12
9 Mode opératoire d’agrément de type .12
9.1 Exigences générales .12
9.2 Essais de prototype .13
9.2.1 Généralités .13
9.2.2 Essais des matériaux .13
9.2.3 Essais de traction .14
9.2.4 Essais de rupture .15
9.2.5 Essais de chute .16
9.2.6 Vérification des dimensions .18
9.2.7 Essai de l’interface entre le robinet et la bouteille non rechargeable .18
9.3 Agrément de type du modèle .18
10 Essais des lots .18
10.1 Exigences générales .18
10.2 Incapacité à satisfaire aux exigences d’essai .19
11 Essais sur chaque bouteille non rechargeable .19
12 Marquages .19
12.1 Généralités .19
12.2 Marquages de fabrication et marquages opérationnels .19
12.3 Autres marquages .20
13 Rapports d’essai et certificat de conformité .21
Annexe A (normative) Dispositifs d’étanchéité non réutilisables - Spécifications et essais
de prototype .22
Annexe B (informative) Certificat d’agrément type .28
Annexe C (informative) Certificat de conformité .30
Annexe D (informative) Allongement à la limite d’élasticité (YPE) .32
Bibliographie .35
iv © ISO 2015 – Tous droits réservés
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (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 appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. 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 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’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 58, Bouteilles à gaz, sous-comité
SC 3, Construction des bouteilles.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 11118:1999) et l’ISO 13340:2001,
qui ont fait l’objet d’une révision technique avec les modifications suivantes:
— suppression des références aux gaz dissous du domaine d’application;
— alignement des ISO 11118 et EN 12205 dans la présente édition;
— intégration de l’ISO 13340 dans l’ISO 11118;
— intégration des nouveaux titres des documents ISO référencés;
— intégration des définitions et de l’utilisation de R , R , R , et R ;
ea eg ma mg
— clarification des exigences pour le traitement des aciers au carbone en vue d’éviter tout vieillissement
sous contrainte;
— ajout de disques de rupture pour les bouteilles non rechargeables;
— ajout d’une exigence d’essai pour les matériaux en aluminium concernant la corrosion intercristalline
pour les bouteilles non rechargeables en aluminium avec ou sans soudure;
— inclusion d’autres températures pour le vieillissement artificiel des bouteilles non rechargeables en
acier au carbone avant les essais de rupture;
— modification des marquages pour correspondre aux exigences des NU;
— clarification des critères de contrôle pour chaque bouteille non rechargeable;
— correction des références aux annexes adéquates;
— modification de la pression de rupture pour correspondre à d’autres normes ISO;
— exigence de pression d’épreuve pour le dispositif d’étanchéité non réutilisable alignée avec celle de
la bouteille non rechargeable;
— modification de l’Annexe B pour qu’elle soit complète;
— suppression de l’Annexe C existante car elle n’était pas nécessaire et ajout d’une nouvelle Annexe C;
— ajout d’une nouvelle Annexe D, informative, sur l’allongement à la limite apparente d’élasticité (YPE).
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Introduction
La présente Norme internationale traite des exigences générales relatives à la conception, à la
fabrication et au contrôle et aux essais initiaux des bouteilles à gaz métalliques non rechargeables ainsi
que de leurs dispositifs d’étanchéité non réutilisables des recommandations des Nations Unies sur le
transport des marchandises dangereuses: Règlement type. La présente Norme internationale a pour
objet de fournir des spécifications relatives à la conception, à la fabrication, au contrôle et aux essais
des bouteilles à gaz métalliques non rechargeables pour un usage, une manipulation et un transport
internationaux en toute sécurité.
Son objectif est d’arriver à un équilibre entre les considérations de conception et de rendement
économique, d’une part, et les exigences d’acceptabilité internationale et d’utilité universelle, d’autre part.
La présente Norme internationale vise à éliminer toute préoccupation quant au climat, aux contrôles
redondants et aux restrictions actuellement de règle du fait de l’absence de Normes internationales
reconnues. La présente Norme internationale ne reflète pas nécessairement les pratiques d’une nation
ou d’une région quelconque.
NORME INTERNATIONALE ISO 11118:2015(F)
Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz métalliques non
rechargeables — Spécifications et méthodes d’essai
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie les exigences minimales applicables aux matériaux, à la
conception, aux contrôles, à la fabrication et à la qualité d’exécution ainsi qu’aux procédés de fabrication
et aux essais chez le fabricant de bouteilles à gaz métalliques non rechargeables, soudées, brasées
ou sans soudure, utilisées pour les gaz comprimés et liquéfiés, y compris les exigences pour leurs
dispositifs d’étanchéité non réutilisables et leur méthode d’essai.
NOTE Les gaz spécifiques autorisés pour les bouteilles non rechargeables construites en conformité avec la
présente Norme internationale peuvent être limités par des exigences nationales ou internationales.
La présente Norme internationale est applicable aux bouteilles non rechargeables dont:
a) la pression d’épreuve ne dépasse pas 250 bar (c’est-à-dire p ≤ 250 bar) pour les gaz liquéfiés et
h
450 bar pour les gaz comprimés;
b) le produit de la pression d’épreuve par la contenance en eau ne dépasse pas 1 000 bar·litres (soit
p V ≤ 1 000 bar l);
h
c) la pression d’épreuve dépasse 45 bar et la contenance en eau ne dépasse pas 5 l (c’est-à-dire que
pour p > 45 bar, alors V ≤ 5 l).
h
2 Références normatives
Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à
l’application du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 3651-2, Détermination de la résistance à la corrosion intergranulaire des aciers inoxydables — Partie 2:
Aciers ferritiques, austénitiques et austéno-ferritiques (duplex) — Essais de corrosion en milieux contenant
de l’acide sulfurique
ISO 4706:2008, Bouteilles à gaz — Bouteilles en acier soudées rechargeables — Pression d’essai de 60 bar
et moins
ISO 6892-1, Matériaux métalliques — Essai de traction — Partie 1: Méthode d’essai à température ambiante
ISO 7866:2012, Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz sans soudure en alliage d’aluminium destinées à être
rechargées — Conception, construction et essais
ISO 9329-1, Tubes en acier sans soudure pour service sous pression — Conditions techniques de livraison —
Partie 1: Aciers non alliés avec caractéristiques spécifiées à température ambiante
ISO 9606-1, Épreuve de qualification des soudeurs — Soudage par fusion — Partie 1: Aciers
ISO 9809-1:2010, Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz rechargeables en acier sans soudure — Conception,
construction et essais — Partie 1: Bouteilles en acier trempé et revenu ayant une résistance à la traction
inférieure à 1 100 MPa
ISO 9809-4:2014, Bouteilles à gaz — Bouteilles à gaz rechargeables en acier sans soudure — Conception,
construction et essais — Partie 4: Bouteilles en acier inoxydable avec une valeur Rm inférieure à 1 100 MPa
ISO 10156, Gaz et mélanges de gaz — Détermination du potentiel d’inflammabilité et d’oxydation pour le
choix des raccords de sortie de robinets
ISO 10297, Bouteilles à gaz — Robinets de bouteilles — Spécifications et essais de type
ISO 11114-1, Bouteilles à gaz — Compatibilité des matériaux des bouteilles et des robinets avec les contenus
gazeux — Partie 1: Matériaux métalliques
ISO 11114-2, Bouteilles à gaz — Compatibilité des matériaux des bouteilles et des robinets avec les contenus
gazeux — Partie 2: Matériaux non métalliques
ISO 15613, Descriptif et qualification d’un mode opératoire de soudage pour les matériaux métalliques —
Qualification sur la base d’un assemblage soudé de préproduction
ISO 15614-1, Descriptif et qualification d’un mode opératoire de soudage pour les matériaux métalliques —
Épreuve de qualification d’un mode opératoire de soudage — Partie 1: Soudage à l’arc et aux gaz des aciers
et soudage à l’arc des nickels et alliages de nickel
ISO 20703:2006, Bouteilles à gaz — Bouteilles rechargeables soudées en alliage d’aluminium — Conception,
construction et essais
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
lot
nombre de bouteilles non rechargeables finies ayant subi les essais en pression, fabriquées par le même
fabricant à l’aide du même procédé de fabrication, des mêmes spécifications de conception, de taille ou de
matériau en utilisant le même type de machine à souder (le cas échéant), les mêmes modes opératoires
de soudage (le cas échéant) dans les mêmes conditions de traitement thermique (le cas échéant)
Note 1 à l’article: Voir l’Article 10 pour des informations détaillées.
3.2
corps cylindrique
partie de la bouteille, à l’exclusion des extrémités, dont les parois sont parallèles à l’axe de symétrie
de la bouteille
3.3
enveloppe de bouteille
bouteille vide avant la fixation du dispositif d’étanchéité non réutilisable (3.12) mais qui comprend tous
les autres accessoires permanents
3.4
certificat de conformité de matière première
document, délivré par le fabricant du matériau, certifiant l’analyse chimique, ses propriétés mécaniques,
le traitement thermique appliqué, la technologie retenue et, si nécessaire, d’autres propriétés ou
caractéristiques
3.5
pression de rupture
pression la plus élevée atteinte par la bouteille lors de l’essai de rupture
3.6
pression d’épreuve
pression requise appliquée au cours de l’essai de pression
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3.7
pression de travail
pression développée d’un gaz comprimé à une température uniforme de référence de 15 °C (288 K)
dans une bouteille de gaz pleine
3.8
température de service minimale
température ambiante minimale à laquelle peut être exposé le contenu de la bouteille mais non
inférieure à −20 °C
Note 1 à l’article: Voir 5.1.6.
3.9
bouteille non rechargeable
bouteille comprenant un dispositif d’étanchéité non réutilisable (3.12) qui permet à la bouteille d’être
remplie une seule fois
Note 1 à l’article: Lorsqu’il n’y a aucun risque d’ambiguïté, la forme abrégée “bouteille” est utilisée dans la
présente Norme internationale.
3.10
contenance en eau
volume d’eau requis pour remplir complètement une bouteille vide
3.11
unité de fabrication
installation qui recuit, lamine, coupe ou modifie de toute autre façon le matériau par rapport à la forme
reçue depuis le lieu où l’acier a été fondu
3.12
dispositif d’étanchéité non réutilisable
dispositif fixé de façon permanente à la bouteille qui, une fois activé, empêche le rechargement de la
bouteille
4 Symboles
a épaisseur minimale calculée du corps cylindrique, exprimée en millimètres
D diamètre extérieur nominal de la bouteille non rechargeable, exprimé en millimètres
F facteur de contrainte de conception (variable)
P pression de rupture de la bouteille, exprimée en bar
b
p pression d’épreuve, exprimée en bar au-dessus de la pression atmosphérique
h
p pression de travail, exprimée en bar au-dessus de la pression atmosphérique
w
p pression d’épreuve du dispositif d’étanchéité non réutilisable, exprimée en bars au-dessus de la
vt
pression atmosphérique
R valeur réelle de la limite apparente d’élasticité de la bouteille lorsqu’elle est soumise à essai,
ea
exprimée en mégapascals
R valeur minimale garantie de la limite apparente d’élasticité de la bouteille finie, exprimée en
eg
mégapascals
R valeur réelle de la résistance à la traction de la bouteille lorsqu’elle est soumise à essai, expri-
ma
mée en mégapascals
R valeur minimale garantie de la résistance à la traction de la bouteille finie, exprimée en méga-
mg
pascals
V contenance en eau de la bouteille, exprimée en litres
5 Matériaux
5.1 Exigences générales
5.1.1 Les enveloppes de bouteilles doivent être réalisées en acier au carbone ou faiblement allié, en
acier inoxydable austénitique en aluminium ou en alliage d’aluminium. Les matériaux utilisés doivent être
définis par type (voir 5.2) et par composition chimique (voir 5.3). Les matériaux ne doivent pas présenter
de défauts de soudures, fissures, défauts de lamination ou autres défauts préjudiciables. Pour connaître
les exigences relatives aux matériaux des dispositifs d’étanchéité non réutilisables, voir l’Annexe A.
5.1.2 Le fabricant de bouteilles doit indiquer au fournisseur du matériau les spécifications chimiques
et mécaniques de ce dernier.
5.1.3 Le fabricant de bouteilles non rechargeables doit obtenir un certificat matière du fabricant/de
l’unité de fabrication du matériau certifiant l’analyse chimique de la coulée. Ce certificat doit être délivré
par le fabricant du matériau et doit confirmer la conformité du matériau aux spécifications.
5.1.4 Le fabricant de bouteilles non rechargeables doit vérifier que les matériaux utilisés sont
conformes à ses spécifications.
5.1.5 Tous les matériaux utilisés pour la fabrication des parties d’une bouteille soumises à pression
doivent être traçables.
5.1.6 Tous les matériaux doivent pouvoir être utilisés à la température de service minimale ou à –20 °C,
la valeur retenue étant la plus basse des deux.
5.1.7 Les matériaux utilisés pour la fabrication des enveloppes de bouteilles doivent être compatibles
avec le gaz prévu en service comme le spécifie l’ISO 11114-1 ou l’ISO 11114-2.
5.1.8 Tout contact entre des métaux différents susceptibles de provoquer des dommages par corrosion
galvanique doit être évité.
5.2 Types de matériaux
5.2.1 Aciers au carbone et aciers faiblement alliés
5.2.1.1 L’acier utilisé pour la fabrication des enveloppes de bouteilles à gaz doit être réalisé dans
un four électrique ou par le procédé d’affinage à l’oxygène basique, doit être entièrement calmé par
aluminium et/ou par silicium et ne pas être sujet au vieillissement.
5.2.1.2 L’acier au carbone utilisé pour les enveloppes de bouteilles embouties à froid, sans soudure,
soudées ou brasées ne doit pas être sujet au vieillissement, doit être traité sans contrainte d’étirage et
doit être entièrement calmé par aluminium et/ou par silicium. Leur composition chimique doit être
conforme aux exigences de 5.3.1.1.
5.2.1.3 La composition chimique des aciers au carbone utilisés pour la fabrication des autres
enveloppes de bouteilles soudées doit être conforme aux exigences de 5.3.1.2. Leur résistance maximale
à la traction ne doit pas dépasser 700 MPa.
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5.2.1.4 La composition chimique des aciers au carbone utilisés pour la fabrication d’enveloppes
de bouteilles d’une seule pièce à partir de tubes sans soudure étirés à chaud doit être conforme aux
exigences de 5.3.1.3.
5.2.1.5 Les aciers faiblement alliés doivent être conformes à l’ISO 4706:2008, 5.9.1, ou à l’ISO 9809-
1:2010, 6.1, 6.2 et 6.3.
5.2.2 Aluminium et alliages d’aluminium
5.2.2.1 Les alliages d’aluminium présentant une résistance à la traction supérieure à 500 MPa ne
doivent pas être utilisés.
5.2.2.2 Les alliages d’aluminium utilisés pour la fabrication des bouteilles non rechargeables
doivent être conformes aux exigences relatives aux matériaux de l’ISO 7866:2012, 6.1 et 6.2, ou de
l’ISO 20703:2006, 4.1 et 4.2, le cas échéant.
5.2.2.3 L’aluminium pur est autorisé et doit avoir une teneur minimale en aluminium de 99,0 %.
5.2.3 Aciers inoxydables austénitiques
5.2.3.1 La résistance maximale à la traction des aciers inoxydables austénitiques ne doit pas être
supérieure à 800 MPa.
5.2.3.2 Le fabricant de bouteilles non rechargeables doit tenir compte de la diminution de résistance
du matériau dans les zones affectées thermiquement des soudures ou brasures.
5.2.3.3 Les aciers inoxydables austénitiques pour tous les types d’enveloppes de bouteilles doivent
être conformes à l’ISO 9809-4:2014, 6.1 et 6.2.
5.2.3.4 En raison du risque de sensibilité à la corrosion intergranulaire résultant du formage à chaud
ou du soudage, un essai de corrosion doit être effectué, pour chaque nuance d’acier inoxydable ou
gamme de traitement thermique, sur un échantillon prélevé sur une bouteille non rechargeable finie,
conformément à l’ISO 3651-2.
Certaines nuances d’aciers inoxydables peuvent être sensibles au phénomène de corrosion sous
contrainte. Il convient, dans ce cas, de prendre les précautions particulières qui s’imposent.
5.3 Compositions chimiques
5.3.1 Aciers au carbone et aciers faiblement alliés
5.3.1.1 Les aciers au carbone non sujets au vieillissement pour les enveloppes de bouteilles embouties
à froid, soudées ou brasées, doivent présenter les limites suivantes de composition chimique, en % de
fraction massique:
Carbone ≤ 0,12
Manganèse ≤ 0,50
Phosphore ≤ 0,025
Soufre ≤ 0,025
5.3.1.2 Les aciers au carbone utilisés pour les enveloppes de bouteilles soudées autres que les
enveloppes embouties à froid, doivent présenter les limites suivantes de composition chimique, en % de
fraction massique:
Carbone ≤ 0,25
Manganèse ≤ 0,50
Phosphore ≤ 0,025
Soufre ≤ 0,025
5.3.1.3 Les aciers au carbone des bouteilles non rechargeables en acier sans soudure d’une seule
pièce, étirées à chaud et finies, doivent présenter les limites suivantes de composition chimique, en % de
fraction massique:
Carbone ≤ 0,55
Manganèse ≤ 1,70
Phosphore ≤ 0,025
Soufre ≤ 0,025
5.3.2 Aluminium et alliages d’aluminium
L’aluminium et les alliages d’aluminium doivent présenter une teneur maximale en plomb et bismuth
n’excédant pas 0,003 %.
6 Contrôle et essais
Pour garantir que les bouteilles non rechargeables sont conformes à la présente Norme internationale,
elles doivent être soumises à des contrôles et essais conformément aux Articles 9 à 11 et à l’Annexe A
réalisés par un organisme de contrôle agréé (ci-après appelé « le contrôleur »).
L’équipement utilisé pour les mesures, les essais et l’examen en cours de production doit être maintenu
en bon état et étalonné dans le cadre d’un système de management de la qualité documenté.
NOTE La conformité peut être évaluée conformément aux réglementations reconnues par le(s) pays dans
le(s)quel(s) les bouteilles sont destinées à être utilisées.
7 Conception
7.1 Exigences générales
7.1.1 Le calcul de l’épaisseur de paroi des parties cylindriques soumises à la pression doit prendre en
compte la limite apparente d’élasticité minimale garantie (R ) de la bouteille finie.
eg
7.1.2 La forme de l’enveloppe de la bouteille doit être conçue de telle manière que les parties soumises
à la pression ne présentent pas de déformations visibles permanentes après avoir été soumises à la
pression d’épreuve (p ).
h
7.1.3 Les bouteilles non rechargeables en aluminium soudé ou en alliage d’aluminium soudé sont
limitées à une pression d’épreuve maximale de 60 bar.
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7.2 Calcul des parties soumises à la pression
L’épaisseur minimale du corps cylindrique des parties soumises à la pression ne doit pas être inférieure
à l’une des trois valeurs obtenues en 7.2 a), b) ou c).
a) L’épaisseur minimale du corps cylindrique ne doit pas être inférieure à la valeur nécessaire pour
que la valeur de la pression minimale de rupture soit supérieure à 1,6 fois la valeur de la pression
d’épreuve (p ) tout en respectant les exigences de 9.2.4.5 et de l’Article 11.
h
b) L’épaisseur minimale du corps cylindrique ne doit pas être inférieure à la valeur calculée à l’aide de
la Formule (1) de Lamé-von Mises comme suit:
10 - 3 p
D FR
eg
h
a = 1 - (1)
2 10
FR
eg
où F ≤ 0,85
c) L’épaisseur minimale du corps cylindrique ne doit pas être inférieure à la valeur calculée à l’aide de
la Formule (2) ou de la Formule (3), selon le cas:
Formule (2) (pour l’acier):
a = D/650 + 0,4 (2)
Formule (3) (pour les alliages d’aluminium):
a = D/300 + 0,5 (3)
NOTE On suppose généralement que p est égale à 1,5 fois la pression de travail pour les gaz comprimés.
h
7.3 Plans de conception
Des plans entièrement cotés de la bouteille non rechargeable doivent être fournis et inclure au minimum
les éléments suivants:
a) les spécifications du matériau pour les enveloppes de bouteilles incluant, sans toutefois s’y limiter,
le R et le R (MPa). De plus, les spécifications de matériau pour le dispositif d’étanchéité non
eg mg
réutilisable doivent être indiquées;
b) la pression d’épreuve (bar);
c) la pression de rupture minimale (bar);
d) l’épaisseur minimale de paroi des parties cylindriques (mm);
e) la contenance minimale en eau (litre) (pour les bouteilles non rechargeables ≤ 2 l, la contenance en
eau peut être indiquée en ml);
f) le diamètre extérieur nominal de la bouteille (mm);
g) les dimensions des extrémités de la bouteille (mm);
h) la longueur hors tout de la bouteille (mm);
i) le traitement thermique (le cas échéant);
j) le procédé de fabrication;
k) l’identification de la méthode de soudage/brasage (le cas échéant);
l) les spécifications du raccord de sortie du robinet ou du raccord fileté de la bouteille non rechargeable
pour son utilisation (le cas échéant);
m) l’identification de la conception de la bouteille non rechargeable;
n) la norme de conception (c’est-à-dire l’ISO 11118);
o) la date et le numéro de la révision du plan;
p) l’identité du fabricant;
q) la teneur et la position des marquages;
r) la description du dispositif d’étanchéité non réutilisable qui garantit que la bouteille ne peut pas être
rechargée et, le cas échéant, la force de rupture et l’énergie requises pour percer les membranes.
8 Fabrication et qualité d’exécution
8.1 Fabrication
8.1.1 Types de fabrication d’enveloppe de bouteille
Les enveloppes de bouteilles doivent être réalisées sans soudure, avec soudure ou par brasage.
8.1.1.1 Fabrication sans soudure
Les enveloppes de bouteilles sans soudure doivent être fabriquées:
a) par étirage ou par estampage à partir d’un lingot ou d’une billette;
b) à partir d’un tube sans soudure; ou
c) par emboutissage d’une tôle plate (bouteilles embouties à froid).
Le soudage et le brasage ne sont autorisés que pour fixer le dispositif d’étanchéité non réutilisable.
a) Le soudage ne doit être effectué que sur des bouteilles en matériaux aptes au soudage.
b) Le brasage ne doit être effectué que sur des bouteilles dont le matériau ne sera pas dégradé par ce
procédé.
8.1.1.2 Fabrication avec soudure
8.1.1.2.1 Exigences générales
Les cordons de soudure longitudinaux et circonférentiels doivent être réalisés par un procédé semi-
automatique ou automatique.
Le cordon de soudure longitudinal, lorsqu’il existe, doit être du type soudé bout-à-bout, tel que décrit à
la Figure 1 a).
Le ou les cordons de soudure circonférentiels, lorsqu’ils existent, doivent être du type bout-à-bout. Les
joints soudés doivent être comme représentés à la Figure 1 a), b), c), ou d).
La résistance des joints soudés doit être supérieure à la résistance à la traction de la paroi
cylindrique finie.
Le mode opératoire de soudage et les qualifications de l’opérateur doivent inclure au minimum des
soudures représentatives de celles réalisées en production et tenir compte des différents matériaux
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et procédés utilisés. Si l’un des critères principaux tels que spécifiés en 8.1.1.2.2.7 est modifié, le mode
opératoire et les opérateurs doivent subir une nouvelle qualification.
a) Joint soudé bout-à-bout c) Joint soudé bout-à-bout à support à l’envers
b) Joint soudé bout-à-bout à déport d) Joint soudé soyé
Figure 1 — Joints soudés
8.1.1.2.2 Qualifications de soudage
8.1.1.2.2.1 Généralités
a) Tous les opérateurs et modes opératoires de soudage doivent être approuvés conformément aux
exigences de 8.1.1.2.2 à 8.1.1.2.2.9 ou à celles des ISO 9606-1, ISO 15613 et ISO 15614-1.
b) Les enregistrements des qualifications des opérateurs et des modes opératoires de soudage doivent
être archivés par le fabricant.
c) Des essais d’agrément des spécifications du mode opératoire de soudage doivent être réalisés de
sorte que les soudures soient représentatives de celles réalisées en production.
d) Les opérateurs et procédés de soudage doivent avoir réussi les essais d’agrément pour les types
particuliers de travail et les spécifications du mode opératoire concernées.
8.1.1.2.2.2 Matériaux pour les parties soumises et non soumises à la pression
Les matériaux utilisés pour la qualification doivent être identiques à ceux mentionnés dans les
spécifications du mode opératoire et à ceux utilisés pour la production.
8.1.1.2.2.3 Positions des soudures
Pour la qualification du soudeur, la position de la partie à souder doit être la même que celle dans la
fabrication réelle.
8.1.1.2.2.4 Consommables de soudure
Les consommables de soudure doivent être les mêmes que ceux spécifiés dans les spécifications du
mode opératoire, ceux soumis à essai par les soudeurs et ceux utilisés pour la production.
8.1.1.2.2.5 Renouvellement de l’essai
Lorsqu’un soudeur ne parvient pas à satisfaire aux exigences de la présente Norme internationale:
a) un nouvel essai immédiat doit être réalisé sur deux soudures d’essai du type ayant échoué, les deux
devant satisfaire à toutes les exigences de la norme, ou
b) un nouvel essai doit être réalisé dans la mesure où il existe des preuves que l’opérateur a effectué
une formation et une pratique supplémentaires dans le domaine des spécifications de la conception
et du mode opératoire.
8.1.1.2.2.6 Période de qualification
Un soudeur doit être requalifié sur la conception si la conception n’a pas été produite par le soudeur
pendant une période de six mois ou plus. Des procès-verbaux de qualification doivent être conservés
par le fabricant.
8.1.1.2.2.7 Critères principaux du procédé de soudage
Les spécifications du mode opératoire et la qualification du soudeur doivent être soumises à essai
lorsque l’une des modifications suivantes est apportée:
a) modification des matériaux de base;
b) modification du matériau de soudage;
c) modification du procédé de soudage;
d) modification de la position de soudage;
e) baisse de 30 °C ou plus de la température de préchauffage minimale spécifiée;
f) omission ou ajout d’une bande support à l’envers dans des soudures à une passe;
g) passage de plusieurs passes à une seule passe par côté;
h) modification du gaz protecteur, ou de la composition (en cas de modification du mélange
supérieure à 15 %);
i) passage d’un procédé à l’arc simple à un procédé à multi-arc, ou inversement.
8.1.1.2.2.8 Essais de qualification des soudeurs
a) Pour les soudures longitudinales:
1) essai de pliage, base de la soudure;
2) essai de traction des soudures.
b) Pour les soudures circulaires:
1) essai macrographique;
2) essai de traction des soudures.
c) Pour les raccords filetés aux extrémités de la bouteille: essais macrographiques, à des
intervalles de 180°.
d) Pour les fixations, les frettes de pied, les collerettes ou les oreilles soudées: essai macrographique.
e) Pour les soudures d’angle: essais macrographiques, à des intervalles de 180°.
8.1.1.2.2.9 Acceptation
a) Pour les essais de pliage:
Une fois l’essai achevé, l’éprouvette (joint soudé et métal de base) ne doit présenter aucune fissure.
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b) Pour les essais de traction:
La valeur obtenue pour la résistance à la traction, R , ne doit pas être inférieure à la valeur
ma
garantie par le fabricant de la bouteille, quel que soit l’endroit où se produit la rupture.
c) Pour les essais macrographiques:
L’éprouvette attaquée doit être préparée jusqu’à une résolution permettant son examen visuel afin
de vérifier qu’il y a une bonne pénétration du cordon de soudure entre les deux éléments en accord
avec la conception validée (ISO 17639 par exemple).
8.1.1.3 Fabrication par brasage
Les joints brasés soudés bout-à-bout ne doivent pas être utilisés.
Les conceptions de bouteille en trois parties avec des soudures brasées ne doivent pas être permises.
Le brasage ne doit pas être utilisé pour les bouteilles en aluminium ou en alliage d’aluminium.
Les produits d’apport de brasage doivent être compatibles avec le gaz prévu en service dans la bouteille.
La température de fusion du produit d’apport doit être supérieure à 540 °C.
Les cordons brasés doivent être ajustés convenablement pour permettre une pénétration complète du
produit d’apport dans le joint brasé.
La résistance calculée des joints brasés doit être supérieure à la résistance à la traction de la paroi
cylindrique de la bouteille finie.
La qualification du mode opératoire de brasage et des opérateurs doit faire l’objet d’une procédure
écrite (ISO 13585, EN 13134, par exemple).
8.1.1.4 Accessoires et ouvertures
La fixation des accessoires sur la bouteille non rechargeable, y compris l’étanchéité du goulot par
soudage ou sertissage d’un disque de rupture en métal, doit être réalisée par tous les moyens qui
n’altèrent pas l’intégrité de la bouteille non rechargeable. Le soudage ou le brasage des accessoires sur
la bouteille non rechargeable, autres que le dispositif d’étanchéité non réutilisable, doit être achevé
avant l’essai de réception final de l’enveloppe de la bouteille (voir Article 11).
Il ne doit y avoir ni ouverture ni accessoire dans le corps cylindrique de la bouteille.
Toutes les ouvertures et leurs renforcements doivent être situés sur un cercle fictif concentrique à
l’axe de symétrie de la bouteille non rechargeable. Le diamètre de ce cercle ne doit pas être supérieur
à 80 % du diamètre extérieur de la bouteille non rechargeable. Le cercle doit être situé dans un plan
perpendiculaire à l’axe de symétrie de la bouteille non rechargeable (voir Figure 2).
Si nécessaire, chaque ouverture peut être renforcée par un dispositif particulier du type embase,
renforcement ou collerette ou par tout autre moyen solidement fixé.
Le matériau utilisé pour les accessoires et assemblages soudés doit être soudable et compatible avec le
matériau de la bouteille non rechargeable.
Le matériau utilisé pour les accessoires et assemblages brasés doit pouvoir être brasé et être compatible
avec le matériau de la bouteille non rechargeable. La largeur minimale des joints brasés doit être au
moins égale à quatre fois l’épaisseur minimale de conception de paroi du corps de la bouteille.
Figure 2 — Ouvertures
8.1.2 Bouteilles non rechargeables
La bouteille doit être dotée d’un dispositif qui rend la bouteille non rechargeable. Cela peut être réalisé
grâce à un robinet ou un disque de rupture métallique, conformément à l’Annexe A, fixé de manière
permanente à l’ouverture du goulot et qui, une fois en place, rend la bouteille non rechargeable. Les
dispositifs d’étanchéité utilisés ne doivent pas être remplaçables.
8.1.3 Dispositifs de sécurité
Lorsqu’un dispositif de sécurité est solidaire d’une bouteille non rechargeable, le fabricant de cette
dernière doit garantir que le dispositif de sécurité est capable d’empêcher la rupture.
8.2 Qualité d’exécution
La qualité d’exécution et de production doit permettre de s’assurer que les bouteilles non rechargeables
sont exemptes de défauts, et notamment, au minimum, que:
a) les parties soumises à la pression doivent être de qualité uniforme et exemptes de défauts de
surface qui pourraient nuire à la sécurité du fonctionnement de la bouteille non rechargeable;
b) avant de procéder à l’étanchéité de la bouteille non rechar
...
Questions, Comments and Discussion
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