ISO 10440-2:2001
(Main)Petroleum and natural gas industries — Rotary-type positive-displacement compressors — Part 2: Packaged air compressors (oil-free)
Petroleum and natural gas industries — Rotary-type positive-displacement compressors — Part 2: Packaged air compressors (oil-free)
This part of ISO 10440 covers the minimum requirements for helical, spiral and straight-lobe, oil-free rotary compressors used for applications up to 0,20 MPa in refinery services. It is applicable to air (and other inert gas) compressors that are in continuous duty on process units. This part of ISO 10440 is not applicable to oil injected rotary compressors. NOTE A bullet (?) at the beginning of a clause or sub-clause indicates that either a decision is required or further information is to be provided by the purchaser. This information should be indicated on the data sheets; otherwise it should be stated in the quotation request or in the order.
Industries du pétrole et du gaz naturel — Compresseurs volumétriques de type rotatif — Partie 2: Compresseurs à air assemblé (sans huile)
La présente partie de l'ISO 10440 spécifie les prescriptions minimales concernant les compresseurs rotatifs sans huile hélicoïdaux, en spirale et avec lobes droits, utilisés en raffineries pour des applications jusqu'à 0,20 MPa. Elle est applicable à des compresseurs à air (et autres gaz inertes) fonctionnant en service continu dans des unités de procédé. La présente partie de l'ISO 10440 n'est pas applicable aux compresseurs rotatifs à injection. NOTE Le symbole au commencement d'un article ou d'un paragraphe indique que soit une décision est exigée, soit une nouvelle information doit être fournie par l'acheteur. Il convient que cette information soit indiquée sur les feuilles de données; à défaut, il est bon qu'elle soit citée dans l'appel d'offre ou dans la commande.
General Information
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10440-2
First edition
2001-12-01
Petroleum and natural gas industries —
Rotary-type positive-displacement
compressors —
Part 2:
Packaged air compressors (oil-free)
Industries du pétrole et du gaz naturel — Compresseurs volumétriques de
type rotatif —
Partie 2: Compresseurs à air assemblé (sans huile)
Reference number
ISO 10440-2:2001(E)
©
ISO 2001
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ISO 10440-2:2001(E)
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ISO 10440-2:2001(E)
Contents Page
Foreword.iv
Introduction.v
1 Scope .1
2 Normative references.1
3 Terms and definitions .3
4 Basic design.5
4.1 General.5
4.2 Pressure casing .6
4.3 Casing connections.7
4.4 External forces and moments .8
4.5 Rotating elements.8
4.6 Seals.9
4.7 Dynamics.9
4.8 Bearings and bearing housings.11
4.9 Bearing housings .11
4.10 Lube oil and seal oil systems.11
4.11 Materials .12
4.12 Nameplates.13
5 Accessories.13
5.1 Drivers.13
5.2 Couplings and guards.14
5.3 Mounting plates .14
5.4 Controls and instrumentation .16
5.5 Piping and appurtenances.18
6 Inspection, testing, and preparation for shipment.21
6.1 General.21
6.2 Inspection.21
6.3 Testing .22
6.4 Preparation for shipment.25
7 Vendor’s data .26
7.1 Proposals .26
7.2 Contract information .27
Annex A (normative) Data sheets.30
Bibliography.40
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ISO 10440-2:2001(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. 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 10440 may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 10440-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 118, Compressors, pneumatic
tools and pneumatic machines and Technical Committee ISO/TC 67, Materials, equipment and offshore structures
for petroleum and natural gas industries, Subcommittee SC 6, Processing equipment and systems.
ISO 10440 consists of the following parts, under the general title Petroleum and natural gas industries — Rotary-
type positive-displacement compressors:
Part 1: Process compressors (oil-free)
Part 2: Packaged air compressors (oil-free)
Annex A forms a normative part of this part of ISO 10440.
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ISO 10440-2:2001(E)
Introduction
This part of ISO 10440 is based on the 2nd edition API 619 and upon the accumulated knowledge and experience
of manufacturers and users of oil-free rotary compressors. The objective of this publication is to provide a purchase
specification to facilitate the manufacture and procurement of oil-free rotary compressors for general petroleum and
natural gas industry services but its use is not limited to these services.
The purpose of this part of ISO 10440 is to establish minimum requirements for design and construction so that the
equipment will be suitable for the purpose for which it is required. This limitation in scope is one of charter rather
than interest and concern. Energy conservation and protection of environment are matters of increasing concern
and are important in all aspects of equipment design, application and operation. The manufacturers and users of
equipment should aggressively pursue alternative innovative approaches which improve energy utilization and/or
minimize environmental impact without sacrificing safety or reliability. Such approaches should be thoroughly
investigated and purchase options should increasingly be based on the estimation of whole life costs and the
environmental consequences rather than acquisition costs alone.
This part of ISO 10440 requires the purchaser to specify certain details and features.
For effective use of this part of ISO 10440 and ease of reference to the text, the use of the data sheets in annex A
is recommended.
Users of this part of ISO 10440 should be aware that further or differing requirements may be needed for individual
applications. This part of ISO 10440 is not intended to inhibit a vendor from offering, or the purchaser from
accepting, alternative equipment or engineering solutions for the individual application. This may be particularly
applicable where there is innovative or developing technology. Where an alternative is offered, the vendor should
identify any variations from this part of ISO 10440 and provide details.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 10440-2:2001(E)
Petroleum and natural gas industries — Rotary-type positive-
displacement compressors —
Part 2:
Packaged air compressors (oil-free)
1 Scope
This part of ISO 10440 covers the minimum requirements for helical, spiral and straight-lobe, oil-free rotary
compressors used for applications up to 0,20 MPa in refinery services. It is applicable to air (and other inert gas)
compressors that are in continuous duty on process units.
This part of ISO 10440 is not applicable to oil injected rotary compressors.
NOTE A bullet (•) at the beginning of a clause or sub-clause indicates that either a decision is required or further
information is to be provided by the purchaser. This information should be indicated on the data sheets; otherwise it should be
stated in the quotation request or in the order.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this part of ISO 10440. 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 10440 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 7-1:1994, Pipe threads where pressure-tight joints are made on the threads — Part 1: Dimensions, tolerances
and designation
ISO 262:1998, ISO general-purpose metric screw threads — Selected sizes for screws, bolts and nuts
ISO 281:1990, Rolling bearings — Dynamic load ratings and rating life
ISO 898-1, Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel — Part 1: Bolts, screws and
studs
ISO 1217:1996, Displacement compressors — Acceptance tests
ISO 1328-2:1997, Cylindrical gears — ISO system of accuracy — Part 2: Definitions and allowable values of
deviations relevant to radial composit deviations and runout information
ISO 1940-1:1986, Mechanical vibration — Balance quality requirements of rigid rotors — Part 1: Determination of
permissible residual unbalance
ISO 3506-1:1997, Mechanical properties of corrosion-resistant stainless-steel fasteners — Part 1: Bolts, screws
and studs
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ISO 10440-2:2001(E)
1)
ISO 5167-1:— , Measurement of fluid flow in circular cross-section conduits running full using pressure differential
devices — Part 1: General
ISO 7005-1:1992, Metallic flanges — Part 1: Steel flanges
ISO 9329-2:1997, Seamless steel tubes for pressure purposes — Technical delivery conditions — Part 2:
Unalloyed and alloyed steels with specified elevated temperature properties
ISO 9329-4:1997, Seamless steel tubes for pressure purposes — Technical delivery conditions — Part 4:
Austenitic stainless steels
ISO 10441:1999, Petroleum and natural gas industries — Flexible couplings for mechanical power transmission —
Special purpose applications
IEC 60060-1, High-voltage test techniques — Part 1: General definitions and test requirements
IEC 60060-2, High voltage test techniques — Part 2: Measuring systems
IEC 61000-4-2, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-2: Testing and measurement techniques —
Electrostatic discharge immunity test
IEC 61000-4-3, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-3: Testing and measurement techniques —
Radiated, radio-frequency, electromagnetic field immunity test
IEC 61000-4-4, Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4: Testing and measurement techniques — Section 4:
Electrical fast transient/burst immunity test
EN 55011, Industrial, scientific and medical (ISM) radio-frequency equipment — Radio disturbance
characteristics — Limits and methods of measurement
EN 55022, Information technology equipment — Radio disturbance characteristics — Limits and methods of
measurement
ASME B31.1:1998, Power Piping
ASME B31.3:1999, Process Piping
ASME BPVC Section VIII:1998, Rules For Construction of Pressure Vessels Division 1
API 614:1995, Lubrication, Shaft-Sealing, and Control-Oil Systems for Special-Purpose Application
API 661:1992, Air-Cooled Heat Exchangers for General Refinery Service
API 670:1993, Vibration, Axial-Position, and Bearing-Temperature Monitoring Systems
API 671:1990, Special-Purpose Couplings for Petroleum, Chemical, and Gas Industry Services
NEMA SM23:1991, Steam turbines for mechanical drive service
1) To be published. (Revision of ISO 5167-1:1991)
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ISO 10440-2:2001(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this part of ISO 10440, the following terms and definitions apply.
3.1
rated conditions
specified conditions at which operation is expected and/or optimum efficiency is expected
3.2
maximum allowable differential pressure
highest differential pressure that can be permitted in the casing under the most severe operating conditions of
minimum suction pressure and discharge pressure equal to the relief valve setting
3.3
maximum allowable working pressure
maximum continuous pressure for which the manufacturer has designed the equipment (or any part to which the
term is referred) when handling the specified fluid at the specified temperature
3.4
rated discharge pressure
highest pressure required to meet the conditions the purchaser specifies for the intended service
3.5
maximum allowable temperature
maximum continuous temperature for which the manufacturer has designed the equipment
3.6
rated discharge temperature
predicted actual operating temperature resulting from rated conditions
3.7
rated speed
speed of the power input rotor corresponding to the requirements of the compressor rated capacity
NOTE Rated speed is expressed in revolutions per minute.
3.8
maximum allowable speed
highest speed of the power input rotor at which the manufacturer's design permits continuous operation
NOTE Maximum allowable speed is expressed in revolutions per minute.
3.9
minimum allowable speed
lowest speed of the power input rotor at which the manufacturer's design permits continuous operation for the
lowest rated conditions
NOTE Minimum allowable speed is expressed in revolutions per minute.
3.10
trip speed
speed at which independent emergency overspeed devices operate to shut down a prime mover
NOTE Trip speed is expressed in revolutions per minute.
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ISO 10440-2:2001(E)
3.11
rated capacity
volume flowrate required by the rated conditions
NOTE Rated capacity is expressed in cubic metres per hour.
3.12
rotor body
profile section on or integral with the shaft
3.13
rotor
complete rotor body and the shaft and shrunk-on sleeves (when furnished)
3.14
rotor assembly
rotating elements mounted on the rotor, excluding couplings
3.15
compressor stage
one or more rotors operating in a casing, the displacement being effected by vanes, meshing elements, or by
displacement of the rotor itself
3.16
packaged compressor
compressor unit, stationary or mobile (portable), as supplied by the manufacturer, fully piped and wired, including
power transmission, primer mover, filters and flow rate control
NOTE A canopy may be provided with the compressor for sound insulation and/or weather protection. Packaged
compressors may also include starting equipment, intercoolers, aftercoolers, silencers, moisture separators, dryers, outlet filters,
minimum pressure devices, outlet valves, check valves, etc.
3.17
axially split casing
casing with joints that are parallel to the shaft centerline
3.18
radially split casing
casing with joints that are transverse to the shaft centerline
3.19
maximum sealing pressure
highest pressure expected at the seals during any specified static or operating conditions and during start-up or
shut-down
3.20
pressure casing
composite of all stationary pressure-containing parts of the unit, including all nozzles and other attached parts
3.21
critical speed
finite speed where resonance exists
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ISO 10440-2:2001(E)
4 Basic design
4.1 General
4.1.1 The purchaser and the vendor shall agree upon the pressure equipment code to be applied (e.g. ASME
Section VIII Division 1 for design, Section IX for welding, etc.). This shall be specified on the data sheet
(see annex A).
4.1.2 Equipment shall be capable of running safely to the trip speed at 110 % relief valve setting, and specified
maximum differential pressure.
NOTE To run safely involves factors other than differential pressure, such as maximum discharge temperature or limiting
driver power.
4.1.3 Cooling water systems shall be designed for the following conditions unless otherwise specified.
Velocity in exchanger tubes 1,5 m/s to 2,5 m/s
Maximum allowable working pressure > 5 bar (> 0,5 MPa)
Test pressure > 7,7 bar (> 0,77 MPa)
Maximum pressure drop 1 bar (0,1 MPa)
Maximum inlet temperature 32 °C
Maximum outlet temperature 49 °C
Maximum temperature rise 17 °C
Minimum temperature rise 11 °C
Fouling factor on water side 0,35 m2.K/kW
Provision shall be made for complete venting and draining of the system.
4.1.4 The arrangement of the equipment, including piping and auxiliaries, shall be developed jointly by the
purchaser and the package vendor. The arrangement shall provide adequate clearance areas and safe access for
operation and maintenance.
4.1.5 All equipment shall be designed to permit rapid and economical maintenance. Major parts such as casing
components and bearing housings shall be designed (shouldered or dowelled) and manufactured to ensure
accurate alignment on reassembly.
4.1.6 Unless otherwise specified by the purchaser, spare parts for these compressors and auxiliaries shall meet
all the requirements of the original equipment supplied.
4.1.7 Oil reservoirs and housings that enclose moving lubricated parts (such as bearings, shaft seals, highly
polished parts, instruments and control elements) shall be designed to minimize contamination by moisture, dust
and other foreign matter during periods of operation or idleness.
4.1.8 When special tools and fixtures are required to disassemble, assemble or maintain the unit, they shall be
included in the quotation and furnished as part of the initial supply of the compressor. For multi-unit installations,
the requirements for quantities of special tools and fixtures shall be mutually agreed upon by the purchaser and the
vendor.
4.1.9 When special tools are provided, they shall be packaged in separate, rugged boxes and marked “special
tools for (tag/item number)”. Each tool shall be tagged to indicate its intended use.
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ISO 10440-2:2001(E)
4.1.10 Packaged compressors shall perform on the test stand to the specified acceptance criteria. Other
guarantees should be agreed upon between the purchaser and the vendor.
z 4.1.11 Many factors (such as pipe loadings, nozzle loadings, alignment at operating conditions, piping and
foundation vibrations from other equipment installed locally, supporting structure, handling during shipment and
handling and assembly at site) may adversely affect site performance.
To minimize the influence of these factors, the vendor shall propose a total compressor package. Allowable loads
on the interconnecting flanges are specified by the vendor.
z 4.1.12 All electrical components and installations shall be suitable for the area classification and grouping
specified by the purchaser on the data sheets and be in accordance with the local codes specified.
z 4.1.13 Control of the sound level from the packaged compressors shall be presented by the vendor. The
equipment furnished shall conform to the requirements and local codes as specified by the purchaser and as
detailed on the data sheets.
z 4.1.14 Water and/or oil separation shall be included in the package. The vendor shall prepare contamination
levels. Where needed, contamination levels shall be specified by the purchaser.
z 4.1.15 The purchaser shall specify whether the installation is indoors (heated or unheated) or outdoors (with or
without a roof) and the weather or environmental conditions in which the equipment shall operate (including
maximum and minimum temperatures and unusual humidity or dust problems). The unit and its auxiliaries shall be
suitable for operation in these specified conditions. For the purchaser's guidance, the vendor shall list in the
proposal any special protection that the purchaser is required to supply.
4.2 Pressure casing
4.2.1 The hoop stress values used in the design of the casings shall not exceed the maximum allowable stress
values in tension, as specified in the design code in 4.1.1, at the maximum and minimum operating temperature of
the materials used.
4.2.2 The maximum allowable working pressure of the casing shall be at least equal to the specified relief valve
setting.
4.2.3 Split pressure level casings shall be avoided. If the casing is split into two or more pressure levels, the
vendor shall define the physical limits and the maximum allowable working pressure of each part of the casing. See
7.1 h) for proposal requirements.
4.2.4 Each axially split casing shall be sufficiently rigid to allow removal and replacement of its upper half without
disturbing rotor-to-casing running clearances.
4.2.5 Casings and supports shall be designed to have sufficient strength and rigidity to limit a change of shaft
alignment to 50 mm at the coupling flange caused by the worst combination of pressure, torque, allowable piping
forces and moments. Supports and alignment bolts shall be rigid enough to permit the machine to be moved by the
use of its lateral, axial and vertical jackscrews.
4.2.6 Axially split casings shall use a metal-to-metal joint (with a suitable joint compound) that is tightly
maintained by suitable bolting. Gaskets (including string type) shall not be used on the axial joint. When gasketed
joints are used between the end covers and the cylinder of radially split casings, they shall be securely maintained
by confining the gaskets.
4.2.7 Jacket cooling systems shall be designed to positively prevent leakage of the process stream into the
coolant. Coolant passages shall not open into casing joints.
4.2.8 Jackscrews, guide rods and casing alignment dowels shall be provided to facilitate disassembly and
reassembly. When jackscrews are used as a means of parting contacting faces, one of the faces shall be relieved
(counter-bored or recessed) to prevent a leaking joint or improper fit caused by marring. Guide rods shall be of
sufficient length to prevent damage to the internals or casing studs by the casing during disassembly and
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ISO 10440-2:2001(E)
reassembly. Lifting lugs or eyebolts shall be provided for lifting only the top half of the casing. Methods of lifting the
assembled machine shall be specified by the vendor.
4.2.9 For corrosion resistance, wear resistance and running in, overlay cladding or plating may be applied to the
casing wall. The end wall may be similarly lined or have compatible end plates provided. The vendor shall include
details of his procedures in the casing design proposal.
NOTE This procedure may require an overbore of the casing during manufacture prior to final machining.
4.2.10 Details of threading shall be in accordance with ISO 262.
4.2.11 Studs are preferred to cap screws.
4.2.12 A clearance shall be provided at bolting locations to permit the use of socket or box wrenches. The vendor
shall supply any required special tools and fixtures.
4.2.13 Socket, slotted nut or spanner bolting shall not be used unless specifically approved by the purchaser.
4.2.14 Tapped holes in pressure parts shall be kept to a minimum. Sufficient metal in addition to the metal
allowance for corrosion shall be left around and below the bottom of drilled and tapped holes in pressure sections
of casings to prevent leakage.
4.2.15 Studded connections shall be furnished with studs installed. Blind stud holes should only be drilled deep
enough to allow a preferred tap depth of 1,5 times the major diameter of the stud; the first 1,5 threads at both ends
of each stud shall be removed.
4.3 Casing connections
z 4.3.1 Inlet and outlet connections shall be flanged or machined and studded, oriented as specified in the data
sheets, and suitable for the working pressure of the casing as defined in clause 3.
4.3.2 All of the purchaser's connections shall be accessible for disassembly without the machine being moved.
4.3.3 No connections shall be welded to the casing.
4.3.4 When the following items are required or specified, flanged or studded boss connections not less than
20 mm pipe size shall be provided. Smaller connections may be used with the purchaser's approval.
a) Vents.
b) Pressure and temperature gauge connections.
c) Liquid injection.
d) Water cooling.
e) Lubricating and seal oil.
f) Flushing.
g) Buffer gas.
h) Casing drains.
i) Pressure equalizing pipes.
4.3.5 All casing openings for pipe connections shall not be less than 20 mm nominal pipe size and shall be
flanged or machined and studded. Where flanged or machined and studded openings are impractical, threaded
openings are allowable in sizes 20 mm and 25 mm nominal pipe size. These threaded openings shall be installed
as specified in 4.3.5.1 to 4.3.5.5.
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ISO 10440-2:2001(E)
4.3.5.1 A pipe nipple, preferably not more than 150 mm long, shall be screwed into the t
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10440-2
Première édition
2001-12-01
Industries du pétrole et du gaz naturel —
Compresseurs volumétriques de type
rotatif —
Partie 2:
Compresseurs à air assemblé (sans huile)
Petroleum and natural gas industries — Rotary-type positive-displacement
compressors —
Part 2: Packaged air compressors (oil-free)
Numéro de référence
ISO 10440-2:2001(F)
©
ISO 2001
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ISO 10440-2:2001(F)
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Imprimé en Suisse
ii © ISO 2001 – Tous droits réservés
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ISO 10440-2:2001(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction.v
1 Domaine d'application.1
2 Références normatives.1
3 Termes et définitions.3
4 Conception de base.5
4.1 Généralités.5
4.2 Carter sous pression.6
4.3 Raccordements de carter .7
4.4 Forces et moments extérieurs .9
4.5 Éléments tournants.9
4.6 Systèmes d'étanchéité.9
4.7 Comportements dynamiques.10
4.8 Paliers et logement de paliers.11
4.9 Logements de palier.12
4.10 Systèmes de lubrification et d'étanchéité.12
4.11 Matériaux.13
4.12 Plaques constructeur.14
5 Équipements annexes.15
5.1 Organes moteurs.15
5.2 Accouplements et dispositifs de protection.15
5.3 Fondations.16
5.4 Commandes et instrumentation.17
5.5 Tuyauteries et accessoires.19
6 Inspection, contrôle et préparation pour l'expédition .23
6.1 Généralités.23
6.2 Inspections.23
6.3 Contrôles.24
6.4 Préparation pour l'expédition.27
7 Données vendeur.29
7.1 Offres.29
7.2 Données contractuelles.30
Annexe A (normative) Feuilles de données types.33
Bibliographie.43
© ISO 2001 – Tous droits réservés iii
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ISO 10440-2:2001(F)
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 10440 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 10440-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 118, Compresseurs, outils et
machines pneumatiques, et par le comité technique ISO/TC 67, Matériel, équipement, structures en mer, pour les
industries du pétrole et du gaz naturel, sous-comité SC 6, Systèmes et équipements de traitement.
L'ISO 10440 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Industries du pétrole et du gaz
naturel — Compresseurs volumétriques de type rotatif:
Partie 1: Compresseurs de procédé (sans huile)
Partie 2: Compresseurs à air assemblé (sans huile)
L'annexe A constitue un élément normatif de la présente partie de l’ISO 10440.
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ISO 10440-2:2001(F)
Introduction
e
La présente partie de l’ISO 10440 est basée sur la norme API 619, 2 édition, et sur la connaissance et
l'expérience accumulées de fabricants et d'utilisateurs de compresseurs volumétriques de type rotatif. L'objectif de
cette publication est de fournir une spécification d'achat pour faciliter la fabrication et l'obtention de compresseurs
volumétriques de type rotatif pour des services d'industrie du pétrole et du gaz naturel généraux, mais son
utilisation n'est pas limitée à ces services.
Le but de la présente partie de l’ISO 10440 est d'établir des exigences minimales pour la conception et la
construction, afin que l'équipement soit approprié pour le but pour lequel il est requis. Cette limitation du domaine
d’application est plus due à une précaution juridique que la marque d’un désintérêt. Les économies d'énergie et la
protection de l'environnement sont des sujets de préoccupation croissante et sont importants dans tous les aspects
de la conception, l'application et le fonctionnement d'équipement. Il convient que les fabricants et les utilisateurs
d'équipement poursuivent de manière agressive des approches alternatives innovatrices qui améliorent l'utilisation
d'énergie et/ou réduisent au minimum l'impact environnemental, sans sacrifier la sécurité ou la fiabilité. Il convient
que de telles approches soient examinées à fond, et que les options d'achat soient de plus en plus basées sur
l'évaluation des coûts de vie totaux et les conséquences environnementales, plutôt que sur les seuls coûts
d'acquisition.
La présente partie de l’ISO 10440 exige que l'acheteur spécifie certains détails et des caractéristiques.
Pour l'utilisation efficace de la présente partie de l’ISO 10440 et la facilité de référence au texte, il est recommandé
d'utiliser les feuilles de données présentées dans l'annexe A.
Il est bon que les utilisateurs de la présente partie de l’ISO 10440 soient conscients que des exigences
supplémentaires ou différentes peuvent être nécessaires pour des applications individuelles. La présente partie de
l’ISO 10440 n'est pas destinée à interdire à un vendeur de proposer, ou à un acheteur d'accepter, un équipement
ou des solutions techniques alternatifs pour l'application individuelle. Cela peut être en particulier applicable en cas
de technologie innovatrice ou en cours de développement. Lorsqu'on offre une alternative, le vendeur doit identifier
toutes les divergences par rapport à la présente partie de l’ISO 10440, et fournir des détails.
© ISO 2001 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 10440-2:2001(F)
Industries du pétrole et du gaz naturel — Compresseurs
volumétriques de type rotatif —
Partie 2:
Compresseurs à air assemblé (sans huile)
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 10440 spécifie les prescriptions minimales concernant les compresseurs rotatifs sans
huile hélicoïdaux, en spirale et avec lobes droits, utilisés en raffineries pour des applications jusqu'à 0,20 MPa. Elle
est applicable à des compresseurs à air (et autres gaz inertes) fonctionnant en service continu dans des unités de
procédé.
La présente partie de l’ISO 10440 n’est pas applicable aux compresseurs rotatifs à injection.
NOTE Le symbole z au commencement d'un article ou d'un paragraphe indique que soit une décision est exigée, soit une
nouvelle information doit être fournie par l'acheteur. Il convient que cette information soit indiquée sur les feuilles de données; à
défaut, il est bon qu'elle soit citée dans l'appel d'offre ou dans la commande.
2 Références 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 10440. 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 10440 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 7-1:1994, Filetages de tuyauterie pour raccordement avec étanchéité dans le filet — Partie 1: Dimensions,
tolérances et désignation
ISO 262:1998, Filetages métriques ISO pour usages généraux — Sélection des dimensions pour la boulonnerie
ISO 281:1990, Roulements — Charges dynamiques de base en durée nominale
ISO 898-1, Caractéristiques mécaniques des éléments de fixation en acier au carbone et en acier allié —Partie 1:
Vis et goujons
ISO 1217:1996, Compresseurs volumétriques — Essais de réception
ISO 1328-2:1997, Engrenages cylindriques — Système ISO de précision — Partie 2: Définitions et valeurs
admissibles des écarts composés radiaux et information sur le faux-rond
ISO 1940-1:1986, Vibrations mécaniques — Exigences en matière de qualité dans l'équilibrage des rotors
rigides — Partie 1: Détermination du balourd résiduel admissible
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ISO 10440-2:2001(F)
ISO 3506-1:1997, Caractéristiques mécaniques des éléments de fixation en acier inoxydable résistant à la
corrosion — Partie 1: Vis et goujons
1)
ISO 5167-1:— , Mesure de débit des fluides dans des conduites en charge de section circulaire au moyen
d'appareils déprimogènes — Partie 1: Généralités
ISO 7005-1:1992, Brides métalliques — Partie 1: Brides en acier
ISO 9329-2: 1997, Tubes en acier sans soudure pour service sous pression — Conditions techniques de
livraison — Partie 2: Aciers non alliés et alliés avec caractéristiques spécifiées à température élevée
ISO 9329-4:1997, Tubes sans soudure en acier pour service sous pression — Conditions techniques de
livraison — Partie 4: Aciers inoxydables austénitiques
ISO 10441:1999, Industries du pétrole et du gaz naturel — Accouplements flexibles pour transmission de
puissance mécanique — Applications spéciales
CEI 60060-1, Techniques des essais à haute tension — Partie 1: Définitions et prescriptions générales relatives
aux essais
CEI 60060-2, Techniques des essais à haute tension — Partie 2: Systèmes de mesure
CEI 61000-4-2, Compatibilité électromagnétique (CEM) — Partie 4-2: Techniques d'essai et de mesure — Essai
d'immunité aux décharges électrostatiques
CEI 61000-4-3, Compatibilité électromagnétique (CEM) — Partie 4-3: Techniques d'essai et de mesure — Essai
d'immunité aux champs électromagnétiques rayonnés aux fréquences radioélectriques
CEI 61000-4-4, Compatibilité électromagnétique (CEM) — Partie 4: Techniques d'essai et de mesure — Section 4:
Essais d'immunité aux transitoires électriques rapides en salves
EN 55011, Appareils industriels, scientifiques et médicaux (ISM) à fréquence radioélectrique — Caractéristiques
de perturbations radioélectriques — Limites et méthodes de mesure
EN 55022, Appareils de traitement de l'information — Caractéristiques des perturbations radioélectriques —
Limites et méthodes de mesure
ASME B31.1:1998, Power Piping
ASME B31.3:1999, Process Piping
ASME BPVC Section VIII:1998, Rules For Construction of Pressure Vessels Division 1
API 614:1995, Lubrication, Shaft-Sealing, and Control-Oil Systems for Special-Purpose Application
API 661:1992, Air-Cooled Heat Exchangers for General Refinery Service
API 670:1993, Vibration, Axial-Position, and Bearing-Temperature Monitoring Systems
API 671:1990, Special-Purpose Couplings for Petroleum, Chemical, and Gas Industry Services
NEMA SM23:1991, Steam turbines for mechanical drive service
1)
À publier. (Révision de l’SO 5167-1:1991)
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ISO 10440-2:2001(F)
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente partie de l’ISO 10440, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
conditions nominales
conditions spécifiées correspondant au fonctionnement attendu et/ou au rendement optimum souhaité
3.2
pression différentielle maximum admissible
pression différentielle maximum permise à l'intérieur du carter dans les conditions de fonctionnement les plus
sévères et correspondant à la pression d'aspiration minimum et la pression de refoulement égale à la pression de
tarage des soupapes de décharge
3.3
pression de service maximum admissible
pression maximum continue pour laquelle a été conçu l'équipement (ou tout autre élément auquel le terme se
réfère) fonctionnant avec le fluide spécifié et à la température spécifiée
3.4
pression nominale de refoulement
pression la plus élevée nécessaire pour répondre aux conditions spécifiées par l'acheteur pour le service prévu
3.5
température maximum admissible
température maximum continue pour laquelle l'équipement a été conçu par le fabricant
3.6
température nominale de refoulement
température réelle prévue pour un fonctionnement aux conditions nominales
3.7
vitesse nominale
vitesse du rotor à l'accouplement correspondant aux exigences de la capacité nominale du compresseur
NOTE La vitesse nominale est exprimée en tours par minute.
3.8
vitesse maximum admissible
vitesse la plus élevée du rotor à l'accouplement à laquelle la conception du fabricant doit permettre une utilisation
continue
NOTE La vitesse maximum admissible est exprimée en tours par minute.
3.9
vitesse minimum admissible
vitesse la plus basse du rotor à l'accouplement à laquelle la conception du fabricant doit permettre une utilisation
continue, dans les conditions nominales les plus basses
NOTE La vitesse minimum admissible est exprimée en tours par minute.
3.10
vitesse de déclenchement
vitesse à partir de laquelle des dispositifs de sécurité de survitesse indépendants se déclenchent, provoquant
l'arrêt de la machine d'entraînement
NOTE La vitesse de déclenchement est exprimée en tours par minute.
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ISO 10440-2:2001(F)
3.11
capacité nominale
nombre de mètres cubes par heure requis par les conditions nominales
NOTE La capacité nominale est exprimée en mètres cubes par heure.
3.12
corps du rotor
section profilée montée sur l’arbre ou faisant partie de l’arbre
3.13
rotor
ensemble comprenant le corps du rotor, l'arbre et les bagues montées ou emmanchées sur l'arbre (lorsqu’elles
sont fournies)
3.14
ensemble rotor
éléments tournants montés sur le rotor à l'exclusion des accouplements
3.15
étage de compresseur
un ou plusieurs rotors fonctionnant dans un carter, le volume déplacé étant réalisé par des vannes, des éléments
d’engrènement, ou par le déplacement du rotor lui-même
3.16
compresseur assemblé
groupe compresseur, fixe ou mobile (portable), tel que fourni par le fabricant, muni de toutes les tuyauteries et tous
les circuits électriques, y compris la transmission de puissance, l'organe moteur, les filtres et la commande de
débit.
NOTE Un auvent peut être fourni avec le compresseur pour assurer l’isolation sonore et/ou une protection contre les
intempéries. Les compresseurs assemblés peuvent également comprendre l’équipement de démarrage, les refroidisseurs
intermédiaires, les radiateurs secondaires, les silencieux, les séparateurs d’humidité, séchoirs, filtres au refoulement, organes
de pression minimum, clapet de refoulement, clapet antiretour, etc.
3.17
carter à plan de joint axial
carter avec des joints qui sont parallèles à l'axe de l'arbre
3.18
carter à plan de joint radial
carter avec des joints qui sont perpendiculaires à l'axe de l'arbre
3.19
pression maximum d'étanchéité
pression la plus élevée attendue au niveau des étanchéités, dans tous les cas de fonctionnement, y compris le
démarrage et l'arrêt
3.20
carter sous pression
ensemble composé de toutes les parties fixes de l'équipement soumises à la pression interne, y compris toutes les
tubulures et les pièces fixées sur l'équipement
3.21
vitesse critique
vitesse précise à laquelle existe une résonance
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ISO 10440-2:2001(F)
4 Conception de base
4.1 Généralités
4.1.1 L’acheteur et le vendeur doivent se mettre d’accord sur le code d’appareil à pression à appliquer (par
exemple ASME Section VIII Division 1 pour la conception, Section IX pour le soudage, etc.). Ceci doit être spécifié
sur la feuille de données (voir annexe A).
4.1.2 L'équipement doit être capable de fonctionner en toute sécurité jusqu'à la vitesse de déclenchement, à
110 % du tarage des soupapes de décharge et à la pression différentielle maximum spécifiée.
NOTE Un fonctionnement en toute sécurité implique la vérification d'autres paramètres que la pression différentielle, tels
que la température de refoulement maximum ou bien encore la puissance maximum disponible.
4.1.3 Sauf spécification contraire, les systèmes de refroidissement par eau doivent être conçus pour les
conditions suivantes.
Vitesse dans les tubes de l'échangeur 1,5 m/s à 2,5 m/s
Pression de service maximum admissible > 5 bar (> 0,5 MPa)
Pression d'épreuve > 7,7 bar (> 0,77 MPa)
Pertes de charge maximum 1 bar (0,1 MPa)
Température d'entrée maximum 32 °C
Température de refoulement maximum 49 °C
Élévation maximum de température 17 °C
Élévation minimum de température 11 °C
2.
Facteur d'encrassement côté eau 0,35 m K/kW
Le système doit être muni de tous les évents et purges nécessaires.
4.1.4 La disposition générale des équipements, y compris les tuyauteries et les équipements annexes, doit être
étudiée conjointement par l'acheteur et le vendeur de l'ensemble. Elle doit permettre un accès suffisant et sûr pour
les besoins d'exploitation et d'entretien.
4.1.5 La conception de l'unité doit permettre un entretien rapide tout en n'entraînant pas de coûts élevés. Les
pièces principales, telles que les éléments du carter et les logements de paliers, doivent être étudiées et fabriquées
de façon à permettre un alignement précis au cours de la phase de remontage (par épaulement ou par goujons).
4.1.6 Sauf demande contraire de l'acheteur, les pièces de rechange des compresseurs et équipements annexes
doivent être conformes aux spécifications de l'équipement principal d'origine.
4.1.7 Les réservoirs d'huile et les carters contenant des pièces en mouvement lubrifiées (comme les paliers, les
systèmes d'étanchéité, les pièces finement polies, les instruments et les éléments de commande) doivent être
conçus de manière à réduire les risques de contamination par l'humidité, la poussière et tous autres corps
étrangers pendant les périodes de fonctionnement et d'arrêt.
4.1.8 Lorsque des outils ou des appareils spéciaux sont nécessaires au démontage, au remontage ou à
l'entretien de l'unité, ils doivent être inclus dans la proposition du vendeur et faire partie intégrante de la fourniture
principale du compresseur. Dans le cas d'installations multiples, les exigences relatives au nombre d'outils ou
d'appareils spéciaux doivent faire l'objet d'un accord entre l'acheteur et le vendeur.
4.1.9 Lorsque des outils spéciaux sont fournis, ils doivent être emballés dans des caisses séparées, robustes et
portant l'indication «outils spéciaux pour (numéro d'identification de l'équipement)». Chaque outil doit porter
l'indication de son utilisation.
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ISO 10440-2:2001(F)
4.1.10 Le compresseur compact doit fonctionner sur le banc d’essai à l’intérieur des critères d’acceptation
spécifiés. Il convient que toute autre garantie fasse l’objet d’un accord entre l’acheteur et le vendeur.
z 4.1.11 De nombreux facteurs (tels les efforts sur les tuyauteries et les tubulures; le degré de désalignement en
fonctionnement; les vibrations transmises au travers des tuyauteries et des fondations, en provenance
d'équipements voisins, le type de support, les conditions de manutention au cours du transport et à la livraison et
enfin les conditions de montage sur le lieu d'exploitation) peuvent avoir un effet négatif sur les performances de
l'équipement sur le lieu d’exploitation.
Pour minimiser l'influence de ces facteurs, le vendeur doit proposer un compresseur assemblé complet. Les
charges admissibles sur les brides de raccordement sont spécifiées par le vendeur.
z 4.1.12 Tous les composants et installations électriques doivent satisfaire à la classification de zone et au
groupement spécifiés par l'acheteur sur les feuilles de données et par les règlements locaux.
z 4.1.13 Le contrôle du niveau acoustique du compresseur compact doit être présenté par le vendeur.
L'équipement fourni doit être conforme aux prescriptions et aux règlements locaux spécifiés par l'acheteur et
détaillés sur les feuilles de données.
z 4.1.14 La séparation d’huile et/ou d’eau doit être comprise dans l’équipement. Le vendeur doit préparer les
niveaux de contamination. Si nécessaire, les niveaux de contamination doivent être spécifiés par l’acheteur.
z 4.1.15 L'acheteur doit spécifier si l'unité est située à l'intérieur d'un bâtiment (chauffé ou pas) ou bien à l'extérieur
(avec un toit ou pas) ainsi que les conditions météorologiques ou environnementales dans lesquelles l'unité doit
fonctionner (en précisant les températures minimale et maximale et les conditions extrêmes d'humidité et de
poussière). Le matériel, y compris ses auxiliaires, doit être capable de fonctionner dans les conditions citées ci-
dessus. Pour l'information du client, le vendeur doit établir dans sa proposition une liste des protections spéciales
qui doivent être effectuée par l'acheteur.
4.2 Carter sous pression
4.2.1 Les valeurs des contraintes circonférentielles utilisées pour le calcul des carters ne doivent pas excéder les
valeurs maximum admissibles des contraintes sous tension pour le matériau utilisé et spécifiées dans le code de
fabrication spécifié en 4.1.1, aux conditions de température maximum et minimum de fonctionnement.
4.2.2 La pression opératoire maximum admissible du carter doit être au moins égale à la pression de tarage de
la soupape de décharge.
4.2.3 Les corps compartimentés en différents niveaux de pression admissibles doivent être évités. Lorsque le
corps doit être compartimenté en deux niveaux de pression, ou plus, le vendeur doit définir les limites physiques et
la pression de service maximum admissible de chaque compartiment. Voir en 7.1 h) les informations à fournir dans
la proposition du vendeur.
4.2.4 Chaque carter à plan de joint axial doit être suffisamment rigide pour permettre le démontage et le
remontage de sa partie supérieure sans altérer les jeux de fonctionnement entre les parties statoriques et
rotoriques.
4.2.5 Les carters et leurs supports doivent être conçus pour avoir une résistance et une rigidité suffisantes afin
de limiter à 50 mm les variations d'alignement d'arbre au niveau des brides d'accouplement, dans les plus
mauvaises conditions de pression, de couple, ainsi que de forces et moments admissibles sur les tuyauteries. Les
supports et les boulons d'alignement doivent être suffisamment rigides pour permettre le déplacement de la
machine au moyen de vérins latéraux, axiaux et verticaux.
4.2.6 Les carters à plan de joint axial doivent être assemblés métal sur métal (avec la pâte adéquate) et
maintenus serrés par un boulonnage approprié. On ne doit pas utiliser de joint (ni de filasse) dans les plans de
joints axiaux. Quand on est amené à utiliser un joint entre le couvercle et la partie cylindrique d'un carter à plan de
joint radial, le joint doit être soigneusement maintenu en place dans un logement.
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