ISO 11365:2017
(Main)Petroleum and related products — Requirements and guidance for the maintenance of triaryl phosphate ester turbine control fluids
Petroleum and related products — Requirements and guidance for the maintenance of triaryl phosphate ester turbine control fluids
ISO 11365:2017 is applicable to the use of triaryl phosphate esters as fire-resistant fluids for turbine control and other hydraulic systems in power generation. These fluids fall under category HFDR of ISO 6743‑4[1]. ISO 11365:2017 is intended to: - assist the power equipment operator to maintain the fluid in a condition that will ensure the safe and reliable operation of the turbine while maximizing fluid life; - recommend procedures for examining consignments of new fluid and monitoring the fluid in use; - provide information on the safe handling, storage and disposal of the fluid; - offer background information on the causes of fluid degradation.
Pétrole et produits connexes — Exigences et recommandations pour la maintenance des fluides de régulation de turbines à base d'esters phosphates de triaryle
L'ISO 11365:2017 est applicable aux fluides difficilement inflammables à base d'esters phosphates de triaryle utilisés comme fluides hydrauliques de régulation pour turbines ou autres systèmes de régulation des centrales électriques. Ces fluides appartiennent à la catégorie HFDR de l'ISO 6743‑4[1]. L'objet de l'ISO 11365:2017 est: - d'assister l'opérateur de centrale électrique à garder le fluides dans des conditions qui assurent la sécurité et la fiabilité de la turbine tout en optimisant la durée de vie du fluide; - de recommander des procédures pour contrôler les livraisons de fluide neuf et pour surveiller l'état du fluide en cours d'utilisation; - de fournir des informations sur les règles de manutention, de stockage et de disposition de ce type de fluides; - de présenter des informations de fond concernant les causes de dégradation de ces fluides.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11365
First edition
2017-09
Petroleum and related products —
Requirements and guidance for the
maintenance of triaryl phosphate
ester turbine control fluids
Pétrole et produits connexes — Exigences et recommandations pour
la maintenance des fluides de régulation de turbines à base d'esters
phosphates de triaryle
Reference number
©
ISO 2017
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ii © ISO 2017 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Description of triaryl phosphate ester fluids . 1
5 Health and safety precautions. 2
5.1 Fluid handling . 2
5.2 Waste disposal . 3
6 Fire hazards . 3
6.1 General points . 3
6.2 Methods of extinguishing fires . 3
7 Compatibility of materials . 3
7.1 Seals, paints and gaskets . 3
7.2 Electrical cable insulation . 4
8 Factors affecting service life . 4
8.1 General . 4
8.2 System design. 4
8.3 System operating conditions . 5
8.4 System maintenance . 5
8.5 Fluid contamination . 5
8.5.1 General. 5
8.5.2 Air . 5
8.5.3 Water . 5
8.5.4 Particulates . 5
8.5.5 Mineral oil . 6
8.5.6 Metal soaps . 6
8.5.7 Chlorinated materials . 6
8.6 Fluid condition monitoring . 6
8.7 Fluid purification . 6
8.8 Fluid top up . 7
9 Delivery and storage . 7
10 Flushing the system . 7
11 Fluid sampling. 8
11.1 General . 8
11.2 Containers . 8
11.3 Sampling in service . 8
11.3.1 General. 8
11.3.2 Sampling points . 8
11.3.3 Precautions to be taken when sampling from a line . 9
11.3.4 Sampling from a tank or reservoir . 9
11.4 Sampling of fresh fluid . 9
11.5 Labelling .10
12 Recommended procedures for fluid monitoring .10
12.1 Appearance and colour .10
12.2 Water content .11
12.3 Neutralization number (Acid number - AN) . .12
12.4 Fluid cleanliness .12
12.5 Direct current resistivity (volume resistivity) .13
12.6 Chlorine content .13
12.7 Mineral oil content .13
12.8 Viscosity .14
12.9 Air release .14
12.10 Foaming .14
13 Examination of new fluid .15
13.1 Acceptance tests for new fluid .15
13.2 Acceptance requirements after installation of a new fluid charge .16
14 Examination of used fluid .16
14.1 General .16
14.2 Trend analysis .18
Bibliography .19
iv © ISO 2017 – 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 voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: www.iso.org/iso/foreword.html
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 28, Petroleum and related products, fuels
and lubricants from natural or synthetic sources, Sub-committee SC 4, Classifications and specifications.
This first edition of ISO 11365 cancels and replaces ISO/TS 11365:2011.
Introduction
Many turbine manufacturers or electrical power utilities have standardized requirements for the
maintenance of triaryl phosphate ester hydraulic control fluids in service. A comparison of these
requirements has made it possible to develop this document. However, the recommendations given in
this document are for guidance and should not be considered as absolute. When interpreting results
and deciding action, account has to be taken of various factors such as the conditions of use, the type of
equipment, and the general trend in fluid characteristics.
vi © ISO 2017 – All rights reserved
INTERNATIONAL STANDARD ISO 11365:2017(E)
Petroleum and related products — Requirements and
guidance for the maintenance of triaryl phosphate ester
turbine control fluids
WARNING — The use of this document may involve hazardous materials, operations and
equipment. This document does not purport to address all of the safety problems associated
with its use. It is the responsibility of the user of this document to establish appropriate safety
and health practice and determine the applicability of regulatory limitations prior to use.
1 Scope
This document is applicable to the use of triaryl phosphate esters as fire-resistant fluids for turbine
control and other hydraulic systems in power generation. These fluids fall under category HFDR of
[1]
ISO 6743-4 .
This document is intended to:
— assist the power equipment operator to maintain the fluid in a condition that will ensure the safe
and reliable operation of the turbine while maximizing fluid life;
— recommend procedures for examining consignments of new fluid and monitoring the fluid in use;
— provide information on the safe handling, storage and disposal of the fluid;
— offer background information on the causes of fluid degradation.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 3170, Petroleum liquids — Manual sampling
ISO 3722, Hydraulic fluid power — Fluid sample containers — Qualifying and controlling cleaning methods
ISO 4021, Hydraulic fluid power — Particulate contamination analysis — Extraction of fluid samples from
lines of an operating system
3 Terms and definitions
No terms and definitions are listed in this document.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at http://www.iso.org/obp
— IEC Electropedia: available at http://www.electropedia.org/
4 Description of triaryl phosphate ester fluids
Triaryl phosphates are complex mixtures of products produced from the reaction of phosphorus
oxychloride with substituted phenols, for example xylenol or tertiarybutylphenol, and have been used
as fire-resistant fluids in power generation applications for over 55 years. While the early fluids were
neurotoxic as a result of the presence of tri-o-cresyl phosphate, the products in commercial use for
about the past 35 years have been free from this component and have very low levels of neurotoxicity.
Modern phosphate esters are manufactured to meet the stringent health and safety requirements
[2]
of CEN/TR 14489 . However, such requirements are subject to change and the fluid manufacturers
should be contacted for the latest information. As with all chemicals, triaryl phosphates should be
handled responsibly. The health and safety recommendations given in this document are intended to
minimize exposure and to provide a margin of safety for workers handling these fluids.
Triaryl phosphate ester fluids normally have good resistance to oxidation, moderate to good air release
and low foaming properties. However, they are sensitive to hydrolysis. These properties will, of course,
slowly deteriorate during the life of the fluid. While some degradation can be tolerated without adverse
effects on system performance, good monitoring procedures are necessary to determine when the
properties have changed sufficiently to require action.
[3]
ISO 10050 is the standard for new triaryl phosphate ester hydraulic fluids when used in power
generation applications.
For further information on the composition and technical performance of these fluids, the relevant
technical literature available from the fluid manufacturers or suppliers should be consulted.
5 Health and safety precautions
5.1 Fluid handling
Triaryl phosphate ester fluids have extremely low vapour pressures and excellent stability, and under
normal operating conditions give off no harmful vapours. There have been no reports of toxic effects
through continued exposure, where sensible handling precautions have been taken. However, when
handling phosphate esters all personnel should be aware of the nature of the material they are handling
and consider the recommendations set out below.
— Accidental swallowing of the fluid or inhalation of vapours at elevated temperatures, which are the
main potential sources of entry into the body, can be harmful and should be avoided. In event of
ingestion, medical attention should be sought immediately.
— Goggles should be worn at all times when the fluid is being handled or when working on hydraulic
control or other systems containing the fluid. Eye splashes may cause severe irritation. If any fluid gets
into the eyes, they should be irrigated with water as soon as possible and medical attention sought.
— While the fluid is being handled, eating, drinking and smoking should be prohibited to prevent
contamination of the lips and mouth. After handling the fluid, and before eating, drinking or
smoking, the hands shall be thoroughly washed.
— Exposure to the skin normally represents minimal hazard and standard sanitary practices will
prevent any adverse health effects. No ill effects have been reported from short-term skin exposure.
However, continuous exposure to degraded fluid, which is acidic, should be avoided. This can be
achieved using suitable impermeable protective gloves or barrier creams. Particular attention
should be paid to the thorough cleaning of the skin and removal of any soiled clothing if extensive
and prolonged contact with the fluid occurs.
— If the fluid leaks on to hot pipework, white fumes may be emitted. If these are inhaled, they can
cause irritation of the throat and lungs. Therefore, when working in an environment where fumes
are being emitted, breathing apparatus should be worn.
If required, further handling and safety information can be obtained from the fluid manufacturers or
suppliers.
2 © ISO 2017 – All rights reserved
5.2 Waste disposal
As far as is practicable, spillages shall be prevented from entering surface drainage channels. Fluid that
has leaked from containers or from the system should be adsorbed onto sand, sawdust or other suitable
adsorbent and disposed of in accordance with local regulations.
The disposal of used fluid in bulk should be carefully controlled to avoid contamination of the
environment. All waste fluid shall be considered potentially harmful and be disposed of in accordance
with local regulations.
6 Fire hazards
6.1 General points
Triaryl phosphate ester fluids do not readily ignite and do not support combustion but cannot be
considered non-inflammable.
If the fluid leaks from the hydraulic system into lagging, it may decompose in the lagging with the
emission of smoke and possibly result in a smouldering fire. Good ventilation of areas where fire
hazards exist should therefore be provided.
The best method of avoiding a fire hazard is to prevent fluid leaks by following the operating and
maintenance instructions, and by keeping the related equipment in a good state of repair at all times.
In areas where experience has shown that leaks may develop, the following procedures will give
additional protection:
— seal all the lagging material exposed to leaking fluid with finishing cement to provide a non-porous
surface;
— cover exposed lagging with aluminium sleeves to prevent entry of fluid;
— provide drip trays to direct spilled fluid away from the lagging to collection points;
— replace any lagging material where the fluid has been absorbed into the insulation.
6.2 Methods of extinguishing fires
If a triaryl phosphate ester fluid is ignited as described above, the fire can be extinguished with foam,
dry powder, carbon dioxide or water. However, if water is used, care should be taken to minimize direct
contact with hot steel components, since it can cause rapid cooling with severe distortion or cracking. If
used near electrical components, it may cause short-circuits and corrosion.
In the event of a lagging fire any damaged lagging should be removed, preferably when the pipe is cool
and the fire extinguished. The lagging should then be replaced. If the lagging is cut away, it should be
dropped into a container and covered to stop further smouldering, decomposition and the emission of
smoke. Gloves, protective clothing and breathing apparatus should be worn when handling smouldering
lagging.
7 Compatibility of materials
7.1 Seals, paints and gaskets
Most seal materials, paints, and gaskets commonly found in hydraulic systems using petroleum-based
fluids are not compatible with triaryl phosphate ester fluids. The use of unsuitable seals and gaskets
can result in swollen or eroded materials, which may lead to fluid leaks or the binding of moving parts.
Paints should be resistant to triaryl phosphate ester or the surfaces left unpainted. Some metals, such
as copper and zinc, may promote fluid degradation, and their use should be minimized.
Materials currently recommended for use as seals are polytetrafluoroethylene (PTFE), fluorocarbon
rubber (FKM) and ethylene propylene diene rubber (EPDM); hoses are normally made of butyl rubber
(IIR). Suitable paints include stoved epoxy resins and vinyl ester-based products.
Attention is drawn to the fact that some materials, even those considered physically compatible, can
adversely affect fluid performance. For example, silicone-based seals and gaskets should be avoided as
they have an adverse effect on fluid foaming and air release properties.
If there is any doubt concerning the compatibility of replacement seals or hoses for the hydraulic system,
the supplier of the fluid or the manufacturer of the system shall be consulted.
7.2 Electrical cable insulation
Triaryl phosphate ester fluid will soften and degrade some insulating materials, for example, polyvinyl
chloride (PVC). Insulation containing PVC should therefore not be used in the vicinity of the control
system. The fluid manufacturers recommend polytetrafluoroethylene, polyamide, polyethylene or
polypropylene, but suppliers of the cable should be contacted in specific cases as many insulating
materials and coatings are in use.
Care should be taken to avoid fluid spills onto cable insulation and in areas where spills may occur, the
cabling should be shielded.
If cable insulation of unknown composition has accidentally come into contact with the fluid, it should
be wiped clean with rags, preferably wetted in a solvent that will remove the fluid and not harm the
insulation. Chlorinated solvents should not be used. Cables should then be inspected periodically to
determine if they are suffering any deterioration.
8 Factors affecting service life
8.1 General
Factors that affect the service life of triaryl phosphate ester fluids include:
— system design;
— system operating conditions;
— system maintenance;
— fluid contamination;
— fluid condition monitoring;
— fluid treatment or purification;
— fluid top up rate.
A more detailed explanation of these factors is provided below.
8.2 System design
There are a number of different control system designs in use. Several design factors impact upon the
severity of operation of the control system, hence on fluid degradation. These include the following.
Pump type – constant volume pumps are the source of two problems:
a) Large volumes of fluid are continuously circulated at high flow rates over pressure relief valves.
The fluid is heated in the valve and turbulence is often created as the fluid returns to the tank. This
aerates the fluid and, at the elevated temperature, encourages degradation.
4 © ISO 2017 – All rights reserved
b) If the fluid contains air bubbles these may be compressed in the pump with the generation of very
high temperatures on the bubble walls. This process is known as dieseling.
Tank design – the discharges from warming and fluid return lines should be located below the lowest
level of fluid in the tank and the return line should be located as far away from the pump inlet as
possible. The design should ensure that any entrained air has adequate time to be released. This can be
assisted by the appropriate use of sieves and baffles that direct fluid flow around the tank, and avoid a
rapid move from the return line entry to the pump inlet.
Operating pressures – high pressures promote the rapid collapse of air bubbles in the pump and the
development of very high temperatures at the bubble wall (dieseling). They will also result in higher
temperatures as the fluid passes through the relief valve.
8.3 System operating conditions
Continuous turbine operation subjects the fluid to less stress than frequent stops and starts, while the
use of tank heating (where fitted) or the operation of both circulating pumps concurrently can result in
significant fluid degradation.
8.4 System maintenance
The quality of the fluid is adversely affected by, for example, any water leaks, the use of exhausted
filters or incorrectly set relief valves.
8.5 Fluid contamination
8.5.1 General
As with most hydraulic fluids, triaryl phosphates are susceptible to contamination. The most common
forms of contamination are indicated below in 8.5.2 to 8.5.6.
8.5.2 Air
Air, in either dissolved or dispersed form, is a common contaminant that causes the oxidative
degradation of the fluid. Dissolved air can lead to the formation of varnish precursors and eventually
to varnish itself if the precursors precipitate. Dispersed air (as bubbles) can cause dieseling when the
bubbles are compressed in the pump with the generation of very high temperatures. Both mechanisms
(but particularly dieseling) can result in the formation of significant amounts of small, even sub-micron,
particulate together with acidic degradation products.
8.5.3 Water
Triaryl phosphate esters are susceptible to hydrolysis and the acidic degradation products formed
further catalyse this reaction. In addition, the acidity developed may cause system corrosion, initiate
servo-valve erosion and react with some adsorbent solid filters to produce gelatinous deposits in the
system. Control of the water content is, therefore, particularly important. Desiccant breathers and, in
some cases vacuum dehydrators or membrane dryers, are installed to minimize water contamination.
8.5.4 Particulates
Hydraulic control systems are sensitive to particulate contamination since very fine tolerances are
found in some of the components. Where the fluid moves at high velocity, particulates can be abrasive
and deposition in critical areas can impede system operation. They can be present in the system
following assembly, in the original fluid or produced in service by wear, fluid degradation and/or
system corrosion.
In order to reduce particulate levels the system should be thoroughly flushed before use and new fluid
added to the system should be pre-filtered through a 5 µm, (β = 1 000) filter. In service, fine filtration is
essential to maintain an acceptable level of the fluid cleanliness.
8.5.5 Mineral oil
Every effort should be made to avoid mineral oil contamination as this can adversely affect the fire
resistance. Deposits may also form as a result of reaction between the triaryl phosphate ester and some
mineral oil additives and these can lead to seizure of sensitive control elements. Mineral oil in small
amounts can also adversely affect the fluid foaming and air release characteristics. Unlike other fluid
contaminants that can normally be removed or reduced by in situ purification, mineral oil dissolved in
the phosphate ester is impossible to eliminate by such methods.
8.5.6 Metal soaps
The use of some adsorbent filters to remove acid can introduce metal soaps into the fluid as a result of a
chemical reaction between the acidic degradation products and components in the adsorbent medium.
For example, calcium and magnesium carbonates in fuller’s earth, and sodium and aluminium salts in
activated alumina can result in the formation of metal phosphates. While low molecular weight soaps
are usually soluble, their complexity and molecular weight can increase and, at some stage, they will
precipitate. This tendency is greatest in cooler parts of the system, and where there is little or no flow.
Metal soaps often precipitate as gelatinous materials and blind filters/strainers, etc. Their presence
will also increase the foaming tendency and air release value of the fluid. As a result, the use of these
media is declining and ion exchange resins are often preferred.
8.5.7 Chlorinated materials
‘Chlorine’ contamination is normally due either to the use of a chlorinated cleaning solvent or to the
presence of chloride in the atmosphere if the turbine is located close to the sea.
The presence of chlorine-containing products in the fluid can cause servo-valve erosion even at
relatively low levels. The use of chlorinated solvents for system cleaning and of seawater for cooling
the control fluid, should therefore be avoided. It should be noted that ‘chlorine’ is not a problem until
it is converted to ‘chloride’ ion by fluid degradation. The total chlorine content in the fluid therefore
represents the potential for developing erosion while the level of chloride ion actually present will
directly affect the erosion process.
8.6 Fluid condition monitoring
As a consequence of the possible contamination of the fluid and its degradation in use, regular
monitoring of its properties is essential. Recommendations are usually available from the turbine
builders, but in their absence, guidance is given later in this document.
8.7 Fluid purification
Unless action is taken to control the generation of acidity arising from hydrolytic or oxidative
degradation, the system performance can be adversely affected and the fluid life significantly reduced. It
is therefore essential to keep the fluid clean, with a low water content and acidity. Acceptable cleanliness
is normally achieved by conventional in-line filtration and low water levels by vacuum dehydration or
membrane drying. Acidity is controlled by adsorption filtration on a bypass loop to the main reservoir
in which the fluid is continuously passed through an adsorbent medium (e.g. fuller's earth, activated
alumina or ion exchange resin). A 2,5 µm, (β = 1 000) fine particle filter is required downstream of
the adsorption filter to ensure that no adsorbent particles are circulated. Fuller’s earth and activated
alumina are normally dried before use to increase their acid removal efficiency. Ion exchange resins
may be used wet, or partially dried. Both forms of resin can release water into the fluid and any installed
drying equipment should be able to maintain the water level within the recommended limits.
6 © ISO 2017 – All rights reserved
Adsorbent solids can also remove other ionic material, for example chloride ions, and the filter unit
as a whole assists in maintaining fluid cleanliness. With fuller’s earth and activated alumina, it may
not be possible to control the acidity if it is allowed to exceed ~0,3 mg KOH/g. In such circumstances,
replacement of the complete fluid charge may be necessary.
8.8 Fluid top up
Some fluid is lost from the system through leakage and when changing filters, etc. This should be
replaced and the fluid in the reservoir maintained at or about the maximum operating level. If the
leakage rate is high the amount of fresh fluid being added to the system will help to maintain fluid
quality. This action, however, is not a substitute for the regular monitoring of the fluid condition.
9 Delivery and storage
Fluid should be supplied in sealed drums. Delivery in bulk or semi-bulk containers is not recommended
because it is difficult to control the cleanliness of the containers and the transfer/unloading system.
Drums shall preferably be stored inside in a dry location relatively free of dust and dirt. If kept outdoors
it is essential that they are stored on their sides under cover with the two bungs horizontal to minimize
moisture ingress. Any drum opened for sampling fluid should be resealed immediately, stored indoors
and used as soon as possible. The long-term storage of partially filled drums is not recommended, in
view of the increased risk of contamination. The fluid could, however, be used for top-up providing it has
been checked for acidity, water and cleanliness before use. Empty drums should be resealed and stored
indoors for future use in case the fluid in service is drained off during a full or partial replacement.
To avoid possible contamination from mineral oils, triaryl phosphate ester fluids should be clearly
labelled and stored separately.
When transferring fluid from containers into the system the fluid should be filtered to ensure that
contamination is avoided; a suggested filter rating is 5 µm, (β = 1 000). If a transfer pump is used this
should preferably be a dedicated unit, and cleaned before use. All seals and hoses should be compatible
with the phosphate ester and the drum top (especially around the bungs), shall be cleaned before
attaching the transfer pump.
10 Flushing the system
Before commissioning a new system, after system repairs or if a highly degraded charge has been
removed from the system, it may be necessary to flush the circuit. This is to remove residual
contamination, which if left in place could slowly dissolve in, or be circulated with, the operating charge
and adversely affect its performance.
For this operation it is normally recommended to use a fluid of the same chemical type as the operating
charge but not necessarily manufactured to the same high specification. Fluid suppliers should be able
to advise on the most suitable product for flushing the system.
When using a flushing charge it is expected that all but a small amount (≤~3 %), of the flush fluid can
be removed from the system after circulation, and that this residue will have little, if any, effect on
the properties of the in-service fluid. If a large amount of fluid is likely to remain in the system after
draining, another option would be to circulate the operating charge while monitoring the level of
contamination. Only when this has dropped to an acceptable level and other fluid properties are in
specification can normal use commence.
A system flush can consist of adding the charge to the system and circulating with all the components
in place. This will remove some residues but is unlikely to clean the system thoroughly. If significant
deposits from the previous charge are anticipated, the tank should be roughly cleaned before adding
the flushing charge. It may be necessary to remove or bypass sensitive system components and use
flushing valves on the actuators. Where possible the fluid flow in the pipework should be turbulent in
order to remove as much of the deposits as possible and this may require the flushing of the system
section by section. Normally, the turbine builder will have written flushing procedures and these
should be followed.
11 Fluid sampling
11.1 General
When taking fluid samples from a reservoir or a system in service, it is important that proper sampling
techniques are followed, particularly when measuring fluid cleanliness. The procedure should provide
samples for laboratory analysis that are representative of the fluid in the system. Experience has also
shown the need for standardized sampling procedures for sampling from containers when checking
deliveries of new fluid.
The use of personnel trained in the implementation of the relevant ISO standards (ISO 3170, ISO 3722
and ISO 4021) is highly recommended as carelessness can introduce contaminants that will cause
erroneous results.
Guidelines for suitable sampling and sample handling techniques are given in 11.2 to 11.5.
11.2 Containers
Samples should be taken in a “suitable” container.
— The container should be compatible with triaryl phosphate ester. Some plastics, for example PVC,
are not compatible.
— The container should be appropriate for whatever handling is required. Containers with leaking
tops and unprotected glass containers are not suitable for shipment.
— The container should be of sufficient size. An extensive chemical analysis cannot be carried out if an
insufficient sample is submitted. Normally 1 L is sufficient unless a larger quantity is requested. A
separate 200 ml sample should be taken for a particle count analysis.
For particle count analysis it is essential to take samples from the circuit in specially cleaned bottles
using standardized procedures and preferably from sampling valves located at appropriate points in
the circuit. This will ensure that no foreign material is introduced that would interfere and distort the
result (cleaning of the sample containers is carried out in accordance with ISO 3722 and the sampling
procedure in accordance with ISO 4021). Use of different sampling points may help to identify where
particles are being generated and whether the filters are working efficiently.
11.3 Sampling in service
11.3.1 General
In order to obtain a representative sample the hydraulic power unit should be in operation under
steady-state conditions (normal operating temperature and rated pressure) to ensure the thorough
mixing of the fluid. The minimum circulation time needed to accomplish this is about 1 h.
11.3.2 Sampling points
Suitable sampling points should be provided on the system to enable determination of the behaviour of
system components. Typically, these would be located:
— before and after each main filter bank;
— in the LP return to the fluid reservoir;
— downstream of the adsorbent solid filter.
8 © ISO 2017 – All rights reserved
11.3.3 Precautions to be taken when sampling from a line
When sampling from a line, the precautions listed below should be taken.
— Keep all sampling points and connectors clean, fit blanking covers when not in use and check the
security of connections before using.
— Before opening, wash the sampling valve outlet with filtered solvent from a wash bottle and allow
to air-dry.
— Carefully release between 500 ml and 1 000 ml of fluid to purge the valve and lines before taking
the sample, collect the fluid in a container.
— Remove the cap and polyethylene film (where used) from the sample container and immediately
fill the container from the flowing stream. The sampling flow rate should be set to yield the sample
volume in 20 s to 30 s. Do not allow the sample container and valve to come into contact. Under
no circumstances should the sampling valve be operated or any fluid lines be touched while the
container is being filled.
— Remove the container from under the flowing fluid before closing the sampling valve; immediately
replace the polyethylene film over the container mouth and tighten the cap.
— Dispose of the waste fluid.
11.3.4 Sampling from a tank or reservoir
If, after cooling and settling, free water is found in a sample taken by the method outlined above
then, depending upon the fluid temperature, there may also be free water present in the system. The
following procedure is used for investigating free water in the reservoir:
— thoroughly clean the area around the reservoir cover plate and remove the bolts;
— lift the cover and dip or skim a sample from the surface of the fluid using a clean bottle attached to
a rod, or a commerci
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 11365
Première édition
2017-09
Pétrole et produits connexes —
Exigences et recommandations pour la
maintenance des fluides de régulation
de turbines à base d'esters phosphates
de triaryle
Petroleum and related products — Requirements and guidance for
the maintenance of triaryl phosphate ester turbine control fluids
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ISO 2017
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Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Description des fluides à base d’esters phosphates de triaryle .2
5 Précautions de santé et de sécurité . 2
5.1 Manipulation des fluides . 2
5.2 Élimination . 3
6 Risque d’incendies . 3
6.1 Généralités . 3
6.2 Méthodes d'extinction des feux . 3
7 Compatibilité des matériaux. 4
7.1 Joints, peintures, garnitures . 4
7.2 Isolation des cables électriques. 4
8 Facteurs affectant la durée de vie en service . 5
8.1 Généralités . 5
8.2 Conception de l’installation . 5
8.3 Conditions de fonctionnement de l'installation . 5
8.4 Maintenance de l’installation . 6
8.5 Contamination du fluide . 6
8.5.1 Généralités . 6
8.5.2 Air . 6
8.5.3 Eau . . . 6
8.5.4 Particules . 6
8.5.5 Huile minérale . 6
8.5.6 Savons métalliques . 7
8.5.7 Produits chlorés . . 7
8.6 Suivi du fluide en service . 7
8.7 Purification du fluide . 7
8.8 Appoints . 8
9 Livraison et stockage . 8
10 Nettoyage du système . 8
11 Échantillonnage du fluide . 9
11.1 Généralités . 9
11.2 Récipients . 9
11.3 Échantillonnage en service . 9
11.3.1 Généralités . 9
11.3.2 Points d'échantillonnage .10
11.3.3 Précautions à prendre pour l'échantillonnage en ligne .10
11.3.4 Échantillonnage à partir d'une citerne de transport ou d’un réservoir .10
11.4 Échantillonnage des fluides neufs .11
11.5 Étiquetage .11
12 Procédures recommandées pour le suivi du fluide en service .11
12.1 Aspect et couleur .11
12.2 Teneur en eau .12
12.3 Indice de neutralisation (Indice d’acide - AN) .13
12.4 Propreté du fluide .13
12.5 Résistivité en courant continu .14
12.6 Teneur en chlore .14
12.7 Teneur en huile minérale .14
12.8 Viscosité .15
12.9 Désaération .15
12.10 Moussage .16
13 Examen d’un fluide neuf .16
13.1 Programme d'essais pour un fluide neuf.17
13.2 Exigences d’acceptation après mise en service d’une nouvelle charge de fluide .17
14 Examen des fluides en service .18
14.1 Généralités .18
14.2 Analyse de tendance .21
Bibliographie .22
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Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 28, Pétrole et produits connexes,
carburants et lubrifiants d’origine synthétique ou naturelle, sous-comité SC 4, Classifications et
spécifications.
Cette première édition de l’ISO 11365 annule et remplace l’ISO/TS 11365:2011.
Introduction
Nombre de fabricants de turbines ou de centrales électriques ont des exigences normalisées pour
la maintenance des fluides hydrauliques de régulation à base d’esters phosphates de triaryle.
Une comparaison de ces exigences a permis de développer le présent document. Toutefois, les
recommandations données dans ce document le sont à titre de guide et ne doivent pas être considérées
comme absolues. Lors de l’interprétation des résultats et de la décision d’actions, il est nécessaire de
prendre en compte les divers facteurs tels que les conditions d’utilisation, le type d’équipement, la
tendance générale d’évolution des caractéristiques du fluide.
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NORME INTERNATIONALE ISO 11365:2017(F)
Pétrole et produits connexes — Exigences et
recommandations pour la maintenance des fluides de
régulation de turbines à base d'esters phosphates de
triaryle
AVERTISSEMENT — L'utilisation du présent document peut impliquer l'intervention de produits,
d'opérations et d'équipements à caractère dangereux. Le présent document n'est pas censé
aborder tous les problèmes de sécurité concernés par son usage. Il est de la responsabilité
des utilisateurs de ce document de prendre les mesures appropriées pour assurer la sécurité
et préserver la santé du personnel avant son application, et pour répondre aux exigences
réglementaires et statutaires à cette fin.
1 Domaine d'application
Le présent document est applicable aux fluides difficilement inflammables à base d’esters phosphates
de triaryle utilisés comme fluides hydrauliques de régulation pour turbines ou autres systèmes de
[1]
régulation des centrales électriques. Ces fluides appartiennent à la catégorie HFDR de l’ISO 6743-4 .
L'objet de ce document est:
— d’assister l'opérateur de centrale électrique à garder le fluides dans des conditions qui assurent la
sécurité et la fiabilité de la turbine tout en optimisant la durée de vie du fluide;
— de recommander des procédures pour contrôler les livraisons de fluide neuf et pour surveiller l’état
du fluide en cours d’utilisation;
— de fournir des informations sur les règles de manutention, de stockage et de disposition de ce type
de fluides;
— de présenter des informations de fond concernant les causes de dégradation de ces fluides.
2 Références normatives
Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des
exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 3170, Produits pétroliers liquides — Échantillonnage manuel
ISO 3722, Transmissions hydrauliques — Flacons de prélèvement — Homologation et contrôle des méthodes
de nettoyage
ISO 4021, Transmissions hydrauliques — Analyse de la pollution par particules — Prélèvement des
échantillons de fluide dans les circuits en fonctionnement
3 Termes et définitions
Aucun terme n'est défini dans le présent document.
L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse http://www.iso.org/obp
— IEC Electropedia: disponible à l'adresse http://www.electropedia.org/
4 Description des fluides à base d’esters phosphates de triaryle
Les phosphates de triaryle sont des mélanges complexes de produits issus de la réaction de l’oxychlorure
de phosphore avec des phénols substitués comme le xylénol ou le tert-butylphénol et ont été utilisés
comme fluides résistants à l’inflammation dans les applications de production d’énergie depuis plus
de 55 ans. Tandis que les premiers fluides étaient neurotoxiques à cause de la présence de tri-o-crésyle
phosphate, les produits commercialement disponibles depuis les 35 dernières années ont été exempts de
ce composé et ont un très faible niveau de neurotoxicité. Les esters phosphates modernes sont fabriqués
[2]
pour satisfaire les très sévères exigences de santé et de sécurité du Rapport technique CEN/TR 14489 .
Toutefois, comme ces exigences sont susceptibles de changer, il est recommandé de contacter les
fabricants de fluides pour prendre connaissance des informations en cours. Comme tous les produits
chimiques, il convient de manipuler les esters phosphates de manière responsable. Les recommandations
santé et sécurité données dans le présent document sont destinées à minimiser l’exposition et à fournir
des marges de sécurité pour la sécurité des personnels manipulant ce type de fluides
Les fluides à base d'esters phosphates de triaryle présentent en principe une bonne résistance à
l'oxydation, des propriétés de séparation d’air moyennes à bonnes, et une faible tendance au moussage.
Toutefois, ils sont sensibles à l'hydrolyse. Ces propriétés vont, bien entendu, se détériorer lentement au
cours de la vie du fluide. Tandis que certaine détérioration peut être tolérée parce que sans effet sur la
performance du système, de bonnes procédures de suivi sont nécessaires pour déterminer quand les
propriétés ont suffisamment changé pour nécessiter une action.
[3]
L’ISO 10050 est la norme de spécification des fluides hydrauliques à base d’esters phosphates de
triaryle neufs, lorsque ces derniers sont utilisés dans les applications de génération d’électricité.
Pour des informations complémentaires sur la composition et la performance technique de ces produits,
il est conseillé de consulter la littérature technique adaptée, disponible auprès des fabricants ou des
fournisseurs des fluides.
5 Précautions de santé et de sécurité
5.1 Manipulation des fluides
Les fluides à base d'esters phosphates de triaryle ont une très faible pression de vapeur et une excellente
stabilité et, dans les conditions normales de fonctionnement, n'émettent pas de vapeurs nocives. Il n'a
pas été signalé de cas d'intoxication par exposition continue lorsque des précautions raisonnables de
manipulation sont prises.
Toutefois, lors de la manipulation d’esters phosphates tous les personnels doivent être informés de la
nature du produit et considérer les recommandations données ci-après:
— l'ingestion accidentelle du fluide ou l'inhalation de vapeurs à des températures élevées, qui sont les
voies principales d'introduction dans l'organisme, peuvent être nocives et il convient de les éviter.
En cas d'ingestion, il est bon d'apporter immédiatement des soins médicaux appropriés.
— il convient de porter en permanence des lunettes de protection lorsque l'on manipule du fluide ou
lorsque l'on travaille sur les organes de commande hydraulique ou autres systèmes contenant du
fluide. Les projections dans les yeux peuvent causer une forte irritation. S'il survient des projections
de fluide dans les yeux, il faut rincer ceux-ci abondamment à l'eau le plus tôt possible, et consulter un
médecin ou un ophtalmologiste.
— manger, boire et fumer en manipulant du fluide doit être interdit pour éviter la contamination des
lèvres et de la bouche. Après avoir manipulé du fluide et avant de manger, de boire ou de fumer, il
faut se laver minutieusement les mains.
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— le contact du fluide avec la peau représente un danger minime, et des mesures normales d'hygiène
préviendront tout effet nocif. Aucun cas de maladie n'a été signalé à la suite d'expositions de la
peau de courte durée. Toutefois, une exposition continue à un fluide dégradé, qui est acide, doit être
évitée. La protection peut être assurée en portant des gants de protection imperméables ou bien des
crèmes protectrices. En cas de contact important et prolongé avec le fluide, il convient de veiller tout
particulièrement au nettoyage minutieux de la peau et au changement des vêtements souillés.
— s'il se produit une fuite de fluide sur des canalisations chaudes, il se peut que des fumées blanches
soient émises. Si celles-ci sont inhalées, elles peuvent causer une irritation de la gorge et des
poumons. Ainsi donc, lorsqu’on travaille dans un environnement où des fumées ont été émises, il
faut porter un appareil respiratoire
Si nécessaire, de plus amples informations sur la manipulation de ces produits et la sécurité peuvent
être obtenues chez les fabricants ou les fournisseurs de ces fluides.
5.2 Élimination
Il faut empêcher, autant que faire se peut, que les fuites d’esters phosphates n'aillent dans les
canalisations d'écoulement de surface. Il convient que les fluides qui ont fui depuis les récipients ou
depuis le système soient absorbés sur du sable, de la sciure de bois ou tout autre absorbant approprié et
éliminés en conformité avec les réglementations en vigueur.
L’élimination des fluides en vrac usés doit être soigneusement contrôlée pour éviter la contamination
de l’environnement. Tout produit usé doit être considéré comme potentiellement dangereux et doit être
éliminé conformément aux réglementations en vigueur.
6 Risque d’incendies
6.1 Généralités
Les fluides à base d'esters phosphates de triaryle sont difficilement inflammables et n'entretiennent
pas aisément la combustion, mais ils ne peuvent pas être considérés comme non inflammables.
S'il apparaît une fuite de fluide du système hydraulique vers un calorifugeage, il peut se décomposer
dans le calorifugeage avec une émission de fumée, et éventuellement donner naissance à un feu couvant.
Il convient donc de prévoir une bonne ventilation des endroits où il y a risque d'incendie.
La meilleure méthode pour éviter les risques d'incendie est de prévenir les fuites de fluide, en respectant
les instructions opératoires et de maintenance, et en maintenant toujours le matériel en bon état. Dans
les zones où l'expérience a montré que des fuites peuvent se produire en cours de fonctionnement, les
mesures suivantes donneront une protection complémentaire:
— rendre étanche tout le calorifugeage exposé aux fuites de fluide avec un enduit de finition pour
fournir une surface non poreuse;
— couvrir le calorifuge exposé avec des coquilles d'aluminium pour éviter l'entrée de fluide;
— prévoir des cuvettes d'égouttage pour diriger le fluide épanché hors du calorifugeage vers des points
de captage;
— remplacer tout calorifuge dont l’isolant a absorbé le fluide.
6.2 Méthodes d'extinction des feux
Si un fluide à base d'esters phosphates de triaryle est allumé comme décrit ci-dessus, le feu peut
être éteint avec de la mousse, de la poudre sèche, du dioxyde de carbone ou de l'eau. Toutefois, en cas
d'utilisation d'eau, il convient de prendre soin de minimiser le contact direct avec des parties chaudes
en acier, puisque cela peut causer un refroidissement rapide avec d'importantes déformations ou
craquelures. Si l’eau est utilisée à proximité de composants électriques, cela peut provoquer des courts-
circuits et de la corrosion.
En cas de feu de calorifugeage, il est recommandé d’éliminer tout calorifugeage endommagé –
de préférence quand les tuyaux sont refroidis et le feu éteint. Il convient ensuite de remplacer le
calorifugeage. Si le calorifuge est découpé, il convient de le jeter dans un récipient et de le couvrir pour
arrêter la combustion, la décomposition et l'émission de fumée. Il est recommandé de porter des gants
et des vêtements de protection, ainsi qu'un masque lorsque l'on manipule le calorifuge en feu couvant.
7 Compatibilité des matériaux
7.1 Joints, peintures, garnitures
La plupart des joints, des peintures et des garnitures que l'on trouve communément dans les systèmes
hydrauliques utilisant des fluides à base pétrolière ne sont pas compatibles avec les fluides à base
d'esters phosphates de triaryle. L'utilisation de joints et de garnitures non appropiées peut provoquer
le gonflement et l'érosion des matériaux et conduire à des fuites de fluide ou au gommage de parties
en mouvement. Les peintures doivent être résistantes aux esters phosphates de triaryle, ou bien alors
les surfaces doivent rester nues. Certains métaux tels que le cuivre et le zinc peuvent provoquer une
dégradation du fluide, et il est bon de réduire leur utilisation au minimum.
Les matériaux couramment recommandés pour leur utilisation comme joints sont le
polytétrafluoréthylène (PTFE), le caoutchouc fluorocarboné (FKM) et le caoutchouc d'éthylène-
propylène diène (EPDM); les flexibles sont généralement en caoutchouc butyl (IIR). Les peintures
pouvant être utilisées comprennent les produits à base de résines époxy cuites et d’esters de vinyle.
Il faut attirer l’attention sur le fait que certains matériaux, même ceux considérés comme physiquement
compatibles, peuvent altérer les performances du fluide. Par exemple les joints et garnitures à base de
silicones doivent être évités car ils ont un effet néfaste sur les propriétés de moussage et de désaération
du fluide.
S'il y a quelques doutes concernant le remplacement de joints ou d'autres parties du système
hydraulique, le fournisseur du fluide ou le constructeur du système doit être consulté.
7.2 Isolation des cables électriques
Le fluide à base d'esters phosphates de triaryle ramollit et dégrade certains matériaux isolants,
par exemple, le polychlorure de vinyle (PVC). Il convient donc de ne pas utiliser une isolation
contenant du PVC à proximité du système de régulation. Les fabricants de fluide recommandent le
polytétrafluoréthylène, le polyamide, le polyéthylène ou le polypropylène, mais il convient de prendre
contact, dans les cas spécifiques, avec les fournisseurs du câble électrique, car une grande variété de
matériaux d'isolation et de revêtements sont utilisés.
Il convient de prendre soin d'éviter que le fluide se répande sur l'isolation des cables électriques et dans
les zones où des épanchements peuvent se produire, il convient de protéger le câblage électrique.
Si une isolation de câble de composition inconnue est accidentellement entré en contact avec le fluide,
il convient de la nettoyer avec des chiffons trempés de préférence dans un solvant qui enlève le fluide
et n'endommage pas l'isolation. Les solvants chlorés ne doivent pas être utilisés. Il convient alors
d'inspecter périodiquement les câbles pour vérifier s'ils ne souffrent d’aucune détérioration.
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8 Facteurs affectant la durée de vie en service
8.1 Généralités
La durée de vie en service des fluides à base d'esters phosphates de triaryle est affectée par les facteurs
suivants:
— conception de l’installation;
— conditions de fonctionnement de l'installation;
— maintenance de l’installation;
— contamination du fluide;
— contrôle de l’état du fluide;
— traitement ou purification du fluide;
— taux d’appoints en fluide.
Des explications plus précises de ces facteurs sont fournies ci-dessous.
8.2 Conception de l’installation
Il existe un grand nombre de types différents de systèmes de régulation. De nombreux facteurs dans la
conception ont une influence sur la sévérité de fonctionnement du système de régulation et donc sur la
dégradation du fluide. Ces facteurs incluent:
Type de pompe – les pompes volumétriques sont la source de deux problèmes:
a) des volumes importants de fluides sont en circulation continue à des débits élevés sur des vannes
de limitation de pression. La température du fluide s’élève dans le limiteur de pression et de la
turbulence se crée lors du retour du fluide vers le réservoir. Cela aère le fluide et, à des températures
élevées, favorise les dégradations.
b) si le fluide contient des bulles d’air, elles peuvent être comprimées dans la pompe avec génération
de fortes températures sur les parois des bulles. Ce processus est connu sous le terme d'effet Diesel.
Conception du réservoir – les orifices de canalisations de réchauffage et de retour du fluide doivent
être situées en dessous du niveau le plus bas dans le réservoir et aussi loin que possible de l’orifice
d’aspiration de la pompe. La conception doit assurer que tout l’air entraîné ait un temps suffisant pour
se séparer du fluide. L’utilisation appropriée de tamis et de baffles qui dirigent le fluide autour du
réservoir et évitent un retour rapide du fluide depuis l’orifice des lignes de retour vers l’aspiration de la
pompe constituent une aide à la séparation d’air.
Pressions opératoires – des pressions élevées provoquent une rapide compression des bulles d’air
dans la pompe et le développement de très hautes températures sur les parois des bulles (effet Diesel).
Cela provoque aussi des températures élevées lors du passage du fluide dans le limiteur de pression.
8.3 Conditions de fonctionnement de l'installation
Le fonctionnement en continu de la turbine soumet le fluide à moins de contraintes que les arrêts
et démarrages fréquents, tandis que l'utilisation de réservoir chauffant (le cas échéant) ou le
fonctionnement simultané des deux pompes de circulation peuvent entraîner une dégradation
significative des fluides.
8.4 Maintenance de l’installation
La qualité du fluide est affectée par les fuites d’eau, par exemple; elle l’est aussi par des filtres en fin de
vie, ou par des limiteurs de pression mal réglés.
8.5 Contamination du fluide
8.5.1 Généralités
Comme la plupart des fluides hydrauliques, les phosphates de triaryle sont susceptibles de
contamination. Les formes les plus fréquentes de contamination sont indiquées ci-après de 8.5.2 à 8.5.6.
8.5.2 Air
L'air soit sous forme dissout soit sous forme dispersé est un contaminant courant qui provoque la
dégradation du fluide par oxydation. L'air dissous peut conduire à la formation de précurseurs de
vernis et éventuellement à la formation directe de vernis si les précurseurs précipitent. L'air dispersé
(sous forme de bulles) peut provoquer l’effet Diesel lorsque les bulles sont comprimées dans la pompe
en provoquant des températures très élevées. Les deux mécanismes (mais surtout l’effet Diesel)
peuvent causer la formation de quantités importantes de petites particules (voire à l’échelle inférieure
au micromètre) ainsi que de produits acides de dégradation.
8.5.3 Eau
Les esters phosphates de triaryle sont sensibles à l'hydrolyse et les produits acides de dégradation
formés catalysent cette réaction. En outre, l'acidité produite peut provoquer une corrosion du système,
amorcer une érosion des servovalves et réagir avec certains filtres à adsorbant solide pour produire
des dépôts gélatineux dans le système. Le contrôle de la teneur en eau est, par conséquent, de première
importance. Des évents avec dessiccateur et, dans certains cas, des déshydrateurs sous vide ou des
déshydrateurs à membranes sont installés pour réduire le plus possible la contamination par l'eau.
8.5.4 Particules
Les systèmes hydrauliques de régulation sont sensibles à la contamination particulaire du fait
des jeux très faibles qui existent dans certains des composants. Là où le fluide se déplace à grande
vitesse, les particules peuvent être abrasives et leur dépôt dans des zones critiques peut empêcher
le fonctionnement du système. Elles peuvent se trouver là après le montage de l'installation, ou être
présentes dans le fluide d'origine, ou être produites en service par usure, dégradation du fluide et/ou
corrosion du système.
Pour réduire les niveaux particulaires, l’installation doit être rincée minutieusement avant utilisation,
et le fluide neuf ajouté au système doit être filtré préalablement à travers un filtre absolu de 5 μm
(β = 1 000). En service, une filtration fine est essentielle pour maintenir un niveau acceptable de
propreté du fluide.
8.5.5 Huile minérale
Il convient de mettre tout en œuvre pour éviter une contamination par de l'huile minérale, parce que cela
peut entraîner une détérioration de la résistance au feu. Des dépôts peuvent aussi se former par suite
d'une réaction entre l'ester phosphates de triaryle et certains additifs de l'huile minérale, et entraîner
un grippage d'éléments délicats de régulation. Une faible quantité d'huile minérale peut également
altérer les caractéristiques de moussage et de désaération du fluide de régulation. à la différence des
autres contaminants du fluide, qui peuvent normalement être retirés ou réduits par purification in situ,
l'huile minérale dissoute dans l'ester phosphates de triaryle ne peut pas être éliminée par ces méthodes.
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8.5.6 Savons métalliques
L’utilisation de certains filtres absorbants pour éliminer les produits acides formés peut introduire
dans les fluides des savons métalliques formés par une réaction chimique entre les produits de
dégradation acides et le milieu absorbant. Par exemple, les carbonates de calcium et de magnésium de
la terre à foulon, les sels de sodium et d’aluminium dans l’alumine activée peuvent causer la formation
de phosphates métalliques. Si les savons de masses molaires faibles sont d’habitude solubles, leur
complexité et leur masse molaire peuvent s’accroître et, à terme, ils peuvent précipiter. Cette tendance
est élevée dans les parties les plus froides du système et là où il y a peu ou pas de débit.
Ces savons métalliques précipitent fréquemment sous forme de masses gélatineuses obstruant les
filtres, les crépines, etc. La présence de ces savons métalliques augmente la tendance au moussage et
le temps de désaération. L’utilisation de ces média filtrants est donc en déclin; l’utilisation de résines
échangeuses d’ions leur est souvent préférée.
8.5.7 Produits chlorés
La contamination par le «chlore» est normalement due à l'utilisation d'un solvant chloré de nettoyage
ou à la présence de chlorures dans l’atmosphère si la turbine est située dans une zone maritime.
La présence de produits chlorés dans le fluide, même à des niveaux très faibles, peut provoquer l’érosion
des servovalves. L’utilisation de solvants chlorés pour le nettoyage des systèmes et d’eau de mer pour
le refroidissement du fluide de régulation doit donc être évitée. Il faut noter que le «chlore» n’est pas un
problème jusqu’à ce qu’il soit converti en ion ‘chlorure’ par dégradation du fluide. La teneur en chlore
total du fluide représente donc le potentiel de développement de l’érosion tandis que la teneur en ion
‘chlorure’ présent a une influence directe sur le processus d’érosion.
8.6 Suivi du fluide en service
Le suivi du fluide en service est essentiel, compte tenu de la contamination possible et de sa dégradation
en service. Des recommandations sont généralement disponibles de la part des constructeurs de
turbines, mais en absence de toute recommandation, un guide est donné plus loin dans le présent
document.
8.7 Purification du fluide
À moins que des mesures soient prises pour limiter l'acidité formée par la dégradation liée à l’hydrolyse
ou à l’oxydation, les performances du système peuvent se dégrader et la durée de vie du fluide être
réduite de façon significative. Il est donc essentiel de maintenir le fluide propre, avec une teneur en eau
et une acidité faibles. La propreté acceptable est normalement obtenue par filtration classique en ligne,
et avec de faibles quantités d'eau par déshydratation sous vide ou séchage par membrane. L'acidité
est contrôlée par filtration sur absorbant dans un circuit en dérivation sur le réservoir, circuit dans
lequel le fluide passe au travers d’un absorbant (par exemple terre à foulon, alumine activée ou résine
échangeuse d’ions). Un filtre fin de 2,5 μm (β = 1 000) doit être placé en aval du filtre absorbant, pour
éviter que toute particule d’absorbant passe dans le circuit. La terre à foulon et l'alumine activée sont
normalement séchées avant leur utilisation pour optimiser leur efficacité à éliminer les acides. Les
résines échangeuses d'ions peuvent être utilisées humides ou partiellement séchées. Les deux types de
résine peuvent relâcher de l'eau dans le fluide et il est recommandé que tout moyen de séchage installé
maintienne la quantité d’eau dans les limites recommandées.
Les solides adsorbants peuvent aussi enlever d'autres composés ioniques, par exemple les ions chlorures,
et l'unité de filtration dans son ensemble aide à maintenir la propreté du fluide. Avec la terre à foulon et
l’alumine activée, il peut s’avérer impossible de contrôler l’acidité si celle-ci ne doit pas dépasser 0,3 mg
KOH/g. Dans ce cas, le remplacement de la charge complète de fluide peut être nécessaire.
8.8 Appoints
Une certaine quantité de fluide est perdue à cause des fuites, lors de changements de filtres, etc. Le
fluide perdu doit être remplacé et le niveau du fluide dans le réservoir doit être maintenu près du
maximum opératoire. Si le niveau de fuites est élevé, la quantité de fluide neuf ajouté à la charge aide à
maintenir la qualité du fluide. Toutefois, cette action ne doit pas se substituer au suivi régulier de l’état
du fluide.
9 Livraison et stockage
Il convient de livrer le fluide en fûts scellés. La livraison en vrac ou en conteneurs n’est pas
recommandée, parce qu’il est difficile de contrôler la propreté des récipients et des installations de
transfert/déchargement.
Les fûts doivent être stockés de préférence en intérieur, dans un endroit sec relativement exempt de
poussières et de saletés. S’ils sont gardés à l’extérieur, il est essentiel qu’ils soient stockés sur leurs côtés
sous le couvercle avec les deux bondes à l’horizontale pour minimiser l'entrée d'humidité. Il convient de
refermer immédiatement tout fût ouvert pour échantillonnage, de le stocker en intérieur et de l’utiliser
aussi rapidement que possible. Le stockage sur le long terme des fûts partiellement remplis n’est pas
recommandé en raison du risque accru de contamination.
Le fluide pourrait, cependant, être utilisé pour faire l’appoint, à condition qu’il ait été contrôlé sur
l'acidité, la teneur en eau et sur la propreté avant d’être utilisé. Il convient de reboucher les fûts ouverts
et de les stocker en intérieur pour utilisation ultérieure, au cas où le fluide en service viendrait à être
vidangé partiellement ou totalement.
Pour éviter une éventuelle contamination des huiles minérales, les esters phosphates de triaryle doivent
être clairement marqués et conservés séparément.
Lors de leur transfert depuis les récipients vers le circuit, il est recommandé de filtrer les fluides
pour éviter toute contamination; le niveau de filtration suggéré est 5 μm, (β = 1 000). Si une pompe
de transfert est utilisée, elle doit être de préférence dédiée et nettoyée avant son utilisation. Il est
recommandé que tous les joints et les flexibles soient compatibles avec les esters phosphates et la partie
supérieure du fût (et les alentours des bondes particulièrement) doivent être nettoyées avant d’attacher
la pompe de transfert.
10 Nettoyage du système
Avant réception d’un nouveau système, après des réparations du système ou bien si une charge de fluide
très dégradé a été vidangée du système, il peut s’avérer nécessaire de nettoyer le circuit. Cela pour
éliminer toute contamination résiduelle qui, si elle est laissée, peut se dissoudre progressivement ou se
trouver mise en circulation et affecter défavorablement la performance de la nouvelle charge.
Pour cette opération, il est normalement recommandé d’utiliser un fluide de la même nature chimique
que la charge qui sera mise en opération, mais pas nécessairement fabriquée pour répondre à des
spécifications sévères. Les fournisseurs de fluides doivent être en mesure de recommander les produits
les plus appropriés pour le nettoyage du système.
Lors de l’utilisation d’une charge de nettoyage, il est attendu que tout le volume du fluide de nettoyage
pourra être vidangé après sa circulation, à l’exception d’une petite quantité résiduelle (≤ ~3 %) qui
n’aura peu sinon pas d’effet sur les propriétés du fluide en service. Si une quantité importante de
fluide est susceptible de rester dans le système après vidange, une autre option serait de faire circuler
le produit en opération tout en contrôlant le niveau de contamination. L’utilisation du produit pourra
commencer seulement lorsque le niveau de contamination sera tombé à un niveau acceptable et que les
autres caractéristiques du produit sont aux spécifications.
Le nettoyage d’un système peut aussi consister à remplir le système avec une charge de produit et à
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