ISO 11114-5:2022
(Main)Gas cylinders — Compatibility of cylinder and valve materials with gas contents — Part 5: Test methods for evaluating plastic liners
Gas cylinders — Compatibility of cylinder and valve materials with gas contents — Part 5: Test methods for evaluating plastic liners
This document specifies some gas compatibility test methods to evaluate plastic materials suitable for use in the manufacture of composite gas cylinder liners. It is also applicable to the evaluation of the suitability of plastic matrix materials used for Type 5 cylinders. Some fluids like water, used for cylinders testing, can react positively or negatively when in contact with plastic liners. This compatibility issue is not covered by this document.
Bouteilles à gaz — Compatibilité des matériaux des bouteilles et des robinets avec les contenus gazeux — Partie 5: Méthodes d’essai pour l’évaluation des liners en plastique
Le présent document spécifie des méthodes d’essai de la compatibilité des gaz pour évaluer les matières plastiques convenant à la fabrication des liners des bouteilles à gaz composites. Il s’applique également à l’évaluation de l’adéquation des matières plastiques de la matrice utilisée pour les bouteilles de Type 5. Certains liquides comme l’eau, utilisés pour soumettre à essai des bouteilles, peuvent réagir positivement ou négativement lorsqu’ils sont en contact avec des liners en plastique. Ce problème de compatibilité n’est pas couvert par le présent document.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11114-5
First edition
2022-01
Gas cylinders — Compatibility of
cylinder and valve materials with gas
contents —
Part 5:
Test methods for evaluating plastic
liners
Bouteilles à gaz — Compatibilité des matériaux des bouteilles et des
robinets avec les contenus gazeux —
Partie 5: Méthodes d’essai pour l’évaluation des liners en plastique
Reference number
ISO 11114-5:2022(E)
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be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below
or ISO’s member body in the country of the requester.
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CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
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ISO 11114-5:2022(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 General requirements . 2
5 Tests to be performed on specimens . 2
5.1 Permeation test . 2
5.1.1 Disc samples . 2
5.1.2 Test bench and set-up . 3
5.1.3 Procedure . 5
5.1.4 Calculation of the permeability coefficient. 6
5.1.5 Recording and interpretation of test results . 6
5.2 Swelling/blistering test . 7
5.2.1 Disc samples . 7
5.2.2 Recording and interpretation of tests results . 7
5.3 Ageing test . 8
5.3.1 Samples . 8
5.3.2 Procedure . 8
5.3.3 Recording and interpretation of the results . 8
6 Tests to be performed on cylinders .9
6.1 Liner collapse due to internal pressure in the cylinder being below atmospheric
pressure . 9
6.1.1 General . 9
6.1.2 Procedure . 9
6.1.3 Evaluation parameters . 9
6.2 Permeability test . 9
6.2.1 General . 9
6.2.2 Procedure . 9
6.2.3 Evaluation parameters . 10
6.3 Liner collapse and blistering test . 10
6.3.1 General . 10
6.3.2 Procedure . 10
6.3.3 Evaluation parameters . 10
7 Rejection and rendering cylinders used for testing unserviceable .12
8 Test report .12
Bibliography .14
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ISO 11114-5:2022(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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 58, Gas cylinders, in collaboration with
the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee CEN/TC 23, Transportable gas
cylinders, in accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna
Agreement).
A list of all parts in the ISO 11114 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
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ISO 11114-5:2022(E)
Introduction
Non-metallic materials are used for the manufacturing of liners of some composite gas cylinders and
therefore are in contact with gas contents.
The compatibility of plastic liners with gas cylinder contents is a key parameter for the manufacturing
of composite gas cylinders with plastic liners. Therefore, it is necessary to clarify such compatibility
and to give test procedures and evaluation parameters.
This document provides some testing methodologies to evaluate suitability of plastic materials
concerning the risks identified in ISO 11114-2. Furthermore, this document is intended to be used
together with the design standard (e.g. ISO 11515, EN 12245) which gives the requirements for certain
tests, as well as the criteria, while this document describes the test procedure.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 11114-5:2022(E)
Gas cylinders — Compatibility of cylinder and valve
materials with gas contents —
Part 5:
Test methods for evaluating plastic liners
1 Scope
This document specifies some gas compatibility test methods to evaluate plastic materials suitable for
use in the manufacture of composite gas cylinder liners. It is also applicable to the evaluation of the
suitability of plastic matrix materials used for Type 5 cylinders.
Some fluids like water, used for cylinders testing, can react positively or negatively when in contact
with plastic liners. This compatibility issue is not covered by this document.
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 178, Plastics — Determination of flexural properties
ISO 179-2, Plastics — Determination of Charpy impact properties — Part 2: Instrumented impact test
ISO 527 (all parts), Plastics — Determination of tensile properties
ISO 3167, Plastics — Multipurpose test specimens
ISO 8256, Plastics — Determination of tensile-impact strength
ISO 10286, Gas cylinders — Vocabulary
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 10286 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
blister
localized delamination or void within the liner material that looks like a bubble
3.2
maximum permissible filling mass
maximum mass of gas in kg which is allowed in a filled cylinder
Note 1 to entry: This term applies to liquefied gas.
[SOURCE: ISO 24431:2016, 3.13]
1
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ISO 11114-5:2022(E)
3.3
Type 5 cylinder
fully wrapped cylinder without a liner and with composite reinforcement on both the cylindrical
portion and dome ends
4 General requirements
This document is designed to determine the suitability of the materials with regard to the risks
identified in ISO 11114-2 and to evaluate materials not listed in ISO 11114-2.
Two types of tests can be performed:
a) tests on discs or other specimens (see Clause 5);
b) tests on cylinders (see Clause 6).
To determine the suitability of materials for a given liner, testing shall be performed on cylinders in
accordance with Clause 6.
The tests on specimens should only be performed to compare different plastic materials (e.g. to select
the most suitable material) or to check if some zones on the liner permeate more than others, or both.
Tests on disc or specimen are difficult in case of Type 5 cylinders. Therefore, tests on cylinders are
recommended.
Some substances (e.g. moisture, sulfur compounds) can have a positive or negative effect on the
material performance, and this shall be taken into account when designing and carrying out tests.
These substances can be present in the gas or released by the plastic materials, or both.
Analysis of test gas shall be recorded to identify any possible contamination (e.g. moisture, sulfur
compounds, etc.) both prior to and after the test.
5 Tests to be performed on specimens
5.1 Permeation test
5.1.1 Disc samples
The disc samples shall be taken either from a liner or using samples manufactured according to the
intended process, such as injection moulding or blow moulding (e.g. to select the most suitable material).
NOTE 1 Treatments such as curing can affect the properties of the liner materials.
It is recommended that all process steps that influence the behaviour of the liner material that are
applied to the finished cylinder, including thermal treatment, are applied to the specimens.
In case of comparison between two or more materials, it is recommended that samples are manufactured
using the same process. Preferably, the process should match the intended liner manufacturing process.
It is also possible to check which process is the most appropriate liner manufacturing process.
An external diameter of the test specimen disk between 40 mm and 80 mm is typically recommended.
The thickness of the sample can vary depending on the thickness of the liner and the pressure to be
applied during the test.
The dimensions (including thickness), the preparation and the manufacturing process of the sample, as
well as the location of the disc, shall be recorded.
NOTE 2 If sample preparation includes machining, this will affect the permeation due to the non-homogeneity
of the sample.
2
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ISO 11114-5:2022(E)
The moisture content and outgassing of the test specimen can affect measurement results of the disc
sample permeation test. It is recommended to dehumidify and outgas the test specimen, for example,
1)
heating to 65 °C under vacuum (~10 to 50 mbar ) until <0,1 % mass loss over a period of 24 h is
observed.
5.1.2 Test bench and set-up
The test cell concept (see Figures 1 and 2) allows pressurization of one side of the test sample and
support of the low-pressure side while allowing the permeated test gas to flow through and exit to the
detector. Detection and measurement of the permeated gas can be accomplished by several methods,
including (but not limited to):
— measurement by permeated volume (e.g. using a pipette);
— measurement by mass spectroscopy;
2)
— measurement by gas concentration in a fixed volume (ppm );
— measurement by pressure rise in a fixed volume;
or by any other equivalent methods.
The permeated gas shall be connected to the detector.
The exposed surface of the disc should have typically a diameter of 30 mm if the external diameter is
equal to 40 mm.
Elastomer O-rings may be used to seal against the test specimen, as any permeation through the
O-ring on the high-pressure side will exit the test cell without interfering with the permeated gas
measurement. The permeation that occurs in the low-pressure O-ring will be minimal as the pressure
of the permeated gas is low and therefore the concentration will be low.
Coupon-level permeation at pressure requires physical support on the low-pressure side which allows
the permeated gas to exit to the detector. In order to have reproducible permeation results, it is critical
to have the same contact area against the test specimen. This shall be achieved by using a wire-mesh
screen (e.g. 150 µm opening to US-100 mesh) which will provide a con
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 11114-5
Première édition
2022-01
Bouteilles à gaz — Compatibilité
des matériaux des bouteilles et des
robinets avec les contenus gazeux —
Partie 5:
Méthodes d’essai pour l’évaluation des
liners en plastique
Gas cylinders — Compatibility of cylinder and valve materials with
gas contents —
Part 5: Test methods for evaluating plastic liners
Numéro de référence
ISO 11114-5:2022(F)
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ISO 11114-5:2022(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
© ISO 2022 – Tous droits réservés
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ISO 11114-5:2022(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
4 Exigences générales . .2
5 Essais à réaliser sur des éprouvettes. 2
5.1 Essai de perméation . 2
5.1.1 Disques échantillons . 2
5.1.2 Banc d’essai et installation . 3
5.1.3 Mode opératoire . 5
5.1.4 Calcul du coefficient de perméabilité . . 6
5.1.5 Enregistrement et interprétation des résultats d’essai . 6
5.2 Essai de gonflement/cloquage . 7
5.2.1 Disques échantillons . 7
5.2.2 Enregistrement et interprétation des résultats des essais . 7
5.3 Essai de vieillissement . 8
5.3.1 Échantillons . 8
5.3.2 Mode opératoire . 8
5.3.3 Enregistrement et interprétation des résultats . 9
6 Essais à réaliser sur des bouteilles . 9
6.1 Effondrement du liner en raison d’une pression interne dans la bouteille inférieure
à la pression atmosphérique . 9
6.1.1 Généralités . 9
6.1.2 Mode opératoire . . 9
6.1.3 Paramètres d’évaluation . 9
6.2 Essai de perméabilité . 10
6.2.1 Généralités . 10
6.2.2 Mode opératoire . 10
6.2.3 Paramètres d’évaluation . 10
6.3 Effondrement du liner et essai de cloquage . 10
6.3.1 Généralités . 10
6.3.2 Mode opératoire . 10
6.3.3 Paramètres d’évaluation . 11
7 Rejet et mise hors d’usage des bouteilles utilisées pour les essais .12
8 Rapport d’essai .13
Bibliographie .14
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ISO 11114-5:2022(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 (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 www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité ISO/TC 58, Bouteilles à gaz, en collaboration avec le
comité technique CEN/TC 23, Bouteilles à gaz transportables, du Comité européen de normalisation
(CEN), conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Une liste de toutes les parties de la série ISO 11114 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
iv
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ISO 11114-5:2022(F)
Introduction
Des matériaux non métalliques sont utilisés pour la fabrication des liners de certaines bouteilles à gaz
composites et sont donc en contact avec des contenus gazeux.
La compatibilité des liners en plastique avec le contenu des bouteilles à gaz est un paramètre clé pour
la fabrication de bouteilles à gaz composites munies de liners en plastique. Il est donc nécessaire de
clarifier cette compatibilité et de fournir des modes opératoires d’essai et des paramètres d’évaluation.
Le présent document fournit des méthodes d’essai pour évaluer l’adéquation des matières plastiques
concernant les risques identifiés dans l’ISO 11114-2. En outre, le présent document est destiné à être
utilisé conjointement avec la norme de conception (par exemple ISO 11515, EN 12245) qui contient les
exigences relatives à certains essais, ainsi que les critères, tandis que le présent document décrit le
mode opératoire d’essai.
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NORME INTERNATIONALE ISO 11114-5:2022(F)
Bouteilles à gaz — Compatibilité des matériaux des
bouteilles et des robinets avec les contenus gazeux —
Partie 5:
Méthodes d’essai pour l’évaluation des liners en plastique
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie des méthodes d’essai de la compatibilité des gaz pour évaluer les matières
plastiques convenant à la fabrication des liners des bouteilles à gaz composites. Il s’applique également
à l’évaluation de l’adéquation des matières plastiques de la matrice utilisée pour les bouteilles de Type 5.
Certains liquides comme l’eau, utilisés pour soumettre à essai des bouteilles, peuvent réagir
positivement ou négativement lorsqu’ils sont en contact avec des liners en plastique. Ce problème de
compatibilité n’est pas couvert par le présent document.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 178, Plastiques — Détermination des propriétés en flexion
ISO 179-2, Plastiques — Détermination des caractéristiques au choc Charpy — Partie 2: Essai de choc
instrumenté
ISO 527 (toutes les parties), Plastiques — Détermination des propriétés en traction
ISO 3167, Plastiques — Éprouvettes à usages multiples
ISO 8256, Plastiques — Détermination de la résistance au choc-traction
ISO 10286, Bouteilles à gaz — Vocabulaire
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions de l’ISO 10286 ainsi que les suivants,
s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
cloque
délamination ou vide localisés dans le matériau du liner qui ressemble à une bulle
1
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ISO 11114-5:2022(F)
3.2
masse maximale admissible au remplissage
masse maximale de gaz en kg admise dans une bouteille pleine
Note 1 à l'article: Ce terme s’applique au gaz liquéfié.
[SOURCE: ISO 24431:2016, 3.13]
3.3
bouteille de Type 5
bouteille entièrement bobinée sans liner, munie d’un renfort composite sur sa partie cylindrique et sur
les extrémités du dôme
4 Exigences générales
Le présent document est conçu pour déterminer l’adéquation des matériaux par rapport aux risques
identifiés dans l’ISO 11114-2 et pour évaluer les matériaux non répertoriés dans l’ISO 11114-2.
Deux types d’essais peuvent être effectués:
a) des essais sur des disques ou sur d’autres éprouvettes (voir Article 5);
b) des essais sur des bouteilles (voir Article 6).
Afin de déterminer l’adéquation des matériaux pour un liner donné, les essais doivent être effectués sur
des bouteilles conformément à l’Article 6.
Il convient d’effectuer des essais sur des éprouvettes uniquement pour comparer différentes matières
plastiques (par exemple, pour choisir le matériau le plus approprié) ou pour vérifier si certaines zones
du liner sont plus perméables que d’autres, ou les deux.
Les essais sur disque ou sur éprouvette sont difficiles à réaliser dans le cas des bouteilles de Type 5.
Les essais sur les bouteilles sont donc recommandés.
Certaines substances (par exemple, l’humidité, les composés soufrés) peuvent avoir un effet positif ou
négatif sur les performances du matériau, et cela doit être pris en compte lors de la conception et de
la réalisation des essais. Ces substances peuvent être présentes dans le gaz ou être libérées par les
matières plastiques, ou les deux.
L’analyse du gaz d’essai doit être enregistrée pour identifier toute contamination éventuelle
(par exemple, humidité, composés soufrés, etc.) à la fois avant et après l’essai.
5 Essais à réaliser sur des éprouvettes
5.1 Essai de perméation
5.1.1 Disques échantillons
Les disques échantillons doivent être prélevés soit sur un liner, soit à partir d’échantillons fabriqués
selon le procédé prévu, tel qu’un moulage par injection ou une extrusion-soufflage (par exemple pour
choisir le matériau le plus approprié).
NOTE 1 Les traitements tels que le durcissement peuvent avoir une incidence sur les propriétés des matériaux
des liners.
Il est recommandé d’appliquer aux éprouvettes toutes les étapes du procédé qui influencent le
comportement du matériau du liner et qui sont appliquées à la bouteille finie, y compris le traitement
thermique.
2
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ISO 11114-5:2022(F)
En cas de comparaison entre deux matériaux ou plus, il est recommandé que les échantillons soient
fabriqués en utilisant le même procédé. De préférence, il convient que le procédé corresponde au
procédé prévu pour la fabrication du liner. Il est également possible de vérifier quel procédé est le plus
approprié pour la fabrication du liner.
Un diamètre extérieur compris entre 40 mm et 80 mm est généralement recommandé pour le disque
servant d’éprouvette.
L’épaisseur de l’échantillon peut varier en fonction de l’épaisseur du liner et de la pression à appliquer
pendant l’essai.
Les dimensions (y compris l’épaisseur), la préparation et le procédé de fabrication de l’échantillon, ainsi
que l’emplacement du disque, doivent être enregistrés.
NOTE 2 Si la préparation de l’échantillon comprend une opération d’usinage, cela aura une incidence sur la
perméation en raison de l’absence d’homogénéité de l’échantillon.
La teneur en humidité et l’émission de gaz de l’éprouvette peuvent influer sur les résultats de mesure
obtenus lors de l’essai de perméation du disque échantillon. Il est recommandé de déshumidifier et de
1)
dégazer l’éprouvette, par exemple en la chauffant à 65 °C sous vide (~10 mbar à 50 mbar ) jusqu’à
observer une perte de masse <0,1 % sur une période de 24 h.
5.1.2 Banc d’essai et installation
Le concept de cellule d’essai (voir Figures 1 et 2) permet de mettre sous pression un côté de l’échantillon
pour essai et de supporter le côté basse pression tout en laissant le gaz d’essai perméé circuler et
sortir vers le détecteur. La détection et la mesure du gaz perméé peuvent être réalisées par plusieurs
méthodes, notamment (mais pas exclusivement):
— mesure par volume perméé (par exemple à l’aide d’une pipette);
— mesure par spectroscopie de masse;
2)
— mesure par concentration de gaz dans un volume fixe (ppm );
— mesure par augmentation de la pression dans un volume fixe;
ou par toute autre méthode équivalente.
Le gaz perméé doit être relié au détecteur.
Il convient que la surface exposée du disque ait généralement un diamètre de 30 mm si le diamètre
extérieur est égal à 40 mm.
Des joints toriques en élastomère peuvent être utilisés pour assurer l’étanchéité contre l’éprouvette,
car toute perméation à travers le joint torique du côté haute pression sortira de la cellule d’essai sans
interférer avec la mesure du gaz perméé. La perméation qui se produit dans le joint torique à basse
pression sera minimale, car la pression du gaz perméé est faible et donc la concentration sera faible.
La perméation sous pression au niveau du coupon nécessite un support physique du côté basse pression
permettant la sortie du gaz perméé vers le détecteur. Afin d’obtenir des résultats de perméation
reproductibles, il est essentiel de disposer de la même surface de contact avec l’éprouvette. Pour ce
faire, un maillage métallique doit être utilisé (par exemple, 150 µm d’ouverture pour mesh US de 100)
de manière à assurer une surface de contact constante entre les essais. Le métal fritté doit ensuite être
utilisé comme support physique derrière le maillage.
1) Dans le présent document, l’unité utilisée est le bar, en raison de son utilisation universelle dans le domaine des
gaz techniques. Il convient toutefois de noter que le bar n’est pas une unité SI, et que l’unité SI correspondante pour
5 5 2
la pression est le Pa (1 bar = 10 Pa = 10 N/m ).
2) ppm = parties par million.
3
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ISO 11114-5:2022(F)
Légende
1 gaz à haute pression A joint torique en élastomère assurant l’étanchéité du côté haute pression
de l’éprouvette
2
...
FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 11114-5
ISO/TC 58
Gas cylinders — Compatibility of
Secretariat: BSI
cylinder and valve materials with gas
Voting begins on:
2021-09-30 contents —
Voting terminates on:
Part 5:
2021-11-25
Test methods for evaluating plastic
liners
Bouteilles à gaz — Compatibilité des matériaux des bouteilles et des
robinets avec les contenus gazeux —
Partie 5: Méthodes d’essai pour l’évaluation des liners en plastique
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO-
ISO/FDIS 11114-5:2021(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN-
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
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ISO/FDIS 11114-5:2021(E)
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be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
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Published in Switzerland
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ISO/FDIS 11114-5:2021(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 General requirements . 2
5 Tests to be performed on specimens . 2
5.1 Permeation test . 2
5.1.1 Disc samples . 2
5.1.2 Test bench and set-up . 3
5.1.3 Procedure . 5
5.1.4 Calculation of the permeability coefficient. 6
5.1.5 Recording and interpretation of test results . 6
5.2 Swelling/blistering test . 7
5.2.1 Disc samples . 7
5.2.2 Recording and interpretation of tests results . 7
5.3 Ageing test . 8
5.3.1 Samples . 8
5.3.2 Procedure . 8
5.3.3 Recording and interpretation of the results . 8
6 Tests to be performed on cylinders .9
6.1 Liner collapse due to internal pressure in the cylinder being below atmospheric
pressure . 9
6.1.1 General . 9
6.1.2 Procedure . 9
6.1.3 Evaluation parameters . 9
6.2 Permeability test . 9
6.2.1 General . 9
6.2.2 Procedure . 9
6.2.3 Evaluation parameters . 10
6.3 Liner collapse and blistering test . 10
6.3.1 General . 10
6.3.2 Procedure . 10
6.3.3 Evaluation parameters . 10
7 Rejection and rendering cylinders used for testing unserviceable .12
8 Test report .12
Bibliography .14
iii
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ISO/FDIS 11114-5:2021(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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 58, Gas cylinders, in collaboration with
the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee CEN/TC 23, Transportable gas
cylinders, in accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna
Agreement).
A list of all parts in the ISO 11114 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
iv
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ISO/FDIS 11114-5:2021(E)
Introduction
Non-metallic materials are used for the manufacturing of liners of some composite gas cylinders and
therefore are in contact with gas contents.
The compatibility of plastic liners with gas cylinder contents is a key parameter for the manufacturing
of composite gas cylinders with plastic liners. Therefore, it is necessary to clarify such compatibility
and to give test procedures and evaluation parameters.
This document provides some testing methodologies to evaluate suitability of plastic materials
concerning the risks identified in ISO 11114-2. Furthermore, this document is intended to be used
together with the design standard (e.g. ISO 11515, EN 12245) which gives the requirements for certain
tests, as well as the criteria, while this document describes the test procedure.
v
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FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 11114-5:2021(E)
Gas cylinders — Compatibility of cylinder and valve
materials with gas contents —
Part 5:
Test methods for evaluating plastic liners
1 Scope
This document specifies some gas compatibility test methods to evaluate plastic materials suitable for
use in the manufacture of composite gas cylinder liners. It is also applicable to the evaluation of the
suitability of plastic matrix materials used for Type 5 cylinders.
Some fluids like water, used for cylinders testing, can react positively or negatively when in contact
with plastic liners. This compatibility issue is not covered by this document.
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 178, Plastics — Determination of flexural properties
ISO 179-2, Plastics — Determination of Charpy impact properties — Part 2: Instrumented impact test
ISO 527 (all parts), Plastics — Determination of tensile properties
ISO 3167, Plastics — Multipurpose test specimens
ISO 8256, Plastics — Determination of tensile-impact strength
ISO 10286, Gas cylinders — Vocabulary
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 10286 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
blister
localized delamination or void within the liner material that looks like a bubble
3.2
maximum permissible filling mass
maximum mass of gas in kg which is allowed in a filled cylinder
Note 1 to entry: This term applies to liquefied gas.
[SOURCE: ISO 24431:2016, 3.13]
1
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ISO/FDIS 11114-5:2021(E)
3.3
Type 5 cylinder
fully wrapped cylinder without a liner and with composite reinforcement on both the cylindrical
portion and dome ends
4 General requirements
This document is designed to determine the suitability of the materials with regard to the risks
identified in ISO 11114-2 and to evaluate materials not listed in ISO 11114-2.
Two types of tests can be performed:
a) tests on discs or other specimens (see Clause 5);
b) tests on cylinders (see Clause 6).
To determine the suitability of materials for a given liner, testing shall be performed on cylinders in
accordance with Clause 6.
The tests on specimens should only be performed to compare different plastic materials (e.g. to select
the most suitable material) or to check if some zones on the liner permeate more than others, or both.
Tests on disc or specimen are difficult in case of Type 5 cylinders. Therefore, tests on cylinders are
recommended.
Some substances (e.g. moisture, sulfur compounds) can have a positive or negative effect on the
material performance, and this shall be taken into account when designing and carrying out tests.
These substances can be present in the gas or released by the plastic materials, or both.
Analysis of test gas shall be recorded to identify any possible contamination (e.g. moisture, sulfur
compounds, etc.) both prior to and after the test.
5 Tests to be performed on specimens
5.1 Permeation test
5.1.1 Disc samples
The disc samples shall be taken either from a liner or using samples manufactured according to the
intended process, such as injection moulding or blow moulding (e.g. to select the most suitable material).
NOTE 1 Treatments such as curing can affect the properties of the liner materials.
It is recommended that all process steps that influence the behaviour of the liner material that are
applied to the finished cylinder, including thermal treatment, are applied to the specimens.
In case of comparison between two or more materials, it is recommended that samples are manufactured
using the same process. Preferably, the process should match the intended liner manufacturing process.
It is also possible to check which process is the most appropriate liner manufacturing process.
An external diameter of the test specimen disk between 40 mm and 80 mm is typically recommended.
The thickness of the sample can vary depending on the thickness of the liner and the pressure to be
applied during the test.
The dimensions (including thickness), the preparation and the manufacturing process of the sample, as
well as the location of the disc, shall be recorded.
NOTE 2 If sample preparation includes machining, this will affect the permeation due to the non-homogeneity
of the sample.
2
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ISO/FDIS 11114-5:2021(E)
The moisture content and outgassing of the test specimen can affect measurement results of the disc
sample permeation test. It is recommended to dehumidify and outgas the test specimen, for example,
1)
heating to 65 °C under vacuum (~10 to 50 mbar ) until < 0,1 % mass loss over a period of 24 h is
observed.
5.1.2 Test bench and set-up
The test cell concept (see Figures 1 and 2) allows pressurization of one side of the test sample and
support of the low-pressure side while allowing the permeated test gas to flow through and exit to the
detector. Detection and measurement of the permeated gas can be accomplished by several methods,
including (but not limited to):
— measurement by permeated volume (e.g. using a pipette);
— measurement by mass spectroscopy;
2)
— measurement by gas concentration in a fixed volume (ppm );
— measurement by pressure rise in a fixed volume;
or by any other equivalent methods.
The permeated gas shall be connected to the detector.
The exposed surface of the disc should have typically a diameter of 30 mm if the external diameter is
equal to 40 mm.
Elastomer O-rings may be used to seal against the test specimen, as any permeation through the
O-ring on the high-pressure side will exit the test cell without interfering with the permeated gas
measurement. The permeation that occurs in the low-pressure O-ring will be minimal as the pressure
of the permeated gas is low and therefore the concentration will be low.
Coupon-level permeation at pressure requires physical support on the low-pressure s
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.