ISO 13478:2007
(Main)Thermoplastics pipes for the conveyance of fluids — Determination of resistance to rapid crack propagation (RCP) — Full-scale test (FST)
Thermoplastics pipes for the conveyance of fluids — Determination of resistance to rapid crack propagation (RCP) — Full-scale test (FST)
ISO 13478:2007 specifies a full-scale test (FST) method for determining the arrest or propagation of a crack initiated in a thermoplastics pipe at a specified temperature and internal pressure. The method is also suitable for the determination of defined critical pressure, critical stress and critical temperature parameters. It is applicable to the assessment of the performance of thermoplastics pipes intended for the supply of gases or liquids. In the latter case, air could also be present in the pipe.
Tubes en matières thermoplastiques pour le transport des fluides — Détermination de la résistance à la propagation rapide de la fissure (RCP) — Essai grandeur nature (FST)
L'ISO 13478:2007 spécifie une méthode d'essai grandeur nature pour la détermination de l'arrêt ou de la propagation d'une fissure initiée dans un tube en matière thermoplastique, à une température et sous une pression interne spécifiées. La méthode convient également pour la détermination de paramètres de pression, contrainte et température critiques définis. Elle est applicable à l'évaluation de la performance des tubes en thermoplastique destinés à l'alimentation en gaz ou en liquides Dans ce dernier cas, de l'air peut également être présent dans le tube.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13478
Second edition
2007-08-15
Thermoplastics pipes for the conveyance
of fluids — Determination of resistance to
rapid crack propagation (RCP) —
Full-scale test (FST)
Tubes en matières thermoplastiques pour le transport des fluides —
Détermination de la résistance à la propagation rapide de la fissure
(RCP) — Essai grandeur nature (FST)
Reference number
©
ISO 2007
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Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Symbols . 2
5 Principle. 2
6 Test parameters . 3
7 Materials . 3
8 Apparatus . 3
9 Test-pipe preparation . 7
10 Conditioning and backfill. 7
11 Test procedure . 8
12 Validity of results. 8
13 Test report . 9
Annex A (normative) Determination of critical pressure (or hoop stress). 10
Annex B (normative) Determination of critical temperature. 13
Bibliography . 14
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 13478 was prepared by Technical Committee ISO/TC 138, Plastics pipes, fittings and valves for the
transport of fluids, Subcommittee SC 5, General properties of pipes, fittings and valves of plastic materials and
their accessories — Test methods and basic specifications.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 13478:1997), which has been technically
revised.
iv © ISO 2007 – All rights reserved
Introduction
Test methods that measure the resistance of internally pressurized plastics pipes to rapid fracture propagation
[1]
(RCP) have been standardized: ISO 13477 and this International Standard. The S4 method specified in
ISO 13477 utilizes short lengths of pipe to determine a critical RCP pressure or temperature for the pipe.
Longer pipes up to 20 m in length are the basis of this full-scale test (FST) method for measurement of these
critical parameters. On the one hand, the S4 method uses internal baffles to prevent rapid decompression of
the internal test pressure, thus ensuring that the high-speed crack tip is exposed to the full pipe pressure
throughout the test. The FST, on the other hand, has no baffles installed and is more related to field service.
The crack tip is subjected to a reducing pressure by decompression effects as the crack propagates. This
arrangement reflects the RCP mode of failure of long pipelines and is assumed to be the reference test
method. The critical RCP values derived from each test are different but can be correlated experimentally. A
mathematical equation for correlation has been developed for polyethylene (PE) pipes (see ISO 13477).
INTERNATIONAL STANDARD ISO 13478:2007(E)
Thermoplastics pipes for the conveyance of fluids —
Determination of resistance to rapid crack propagation (RCP) —
Full-scale test (FST)
1 Scope
This International Standard specifies a full-scale test (FST) method for determining the arrest or propagation
of a crack initiated in a thermoplastics pipe at a specified temperature and internal pressure. The method is
also suitable for the determination of defined critical pressure, critical stress and critical temperature
parameters.
It is applicable to the assessment of the performance of thermoplastics pipes intended for the supply of gases
or liquids. In the latter case, air could also be present in the pipe.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application 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 1167-1, Thermoplastics pipes, fittings and assemblies for the conveyance of fluids — Determination of
the resistance to internal pressure — Part 1: General method
ISO 3126, Plastics piping systems — Plastics components — Determination of dimensions
ISO 11922-1, Thermoplastics pipes for the conveyance of fluids — Dimensions and tolerances — Part 1:
Metric series
3 Terms and definitions
For the purposes of this International Standard, the terms and definitions given in ISO 11922-1 and the
following apply.
3.1
critical pressure
p
c
highest crack-arrest pressure below the lowest crack-propagation pressure
3.2
critical hoop stress
σ
c
highest crack-arrest hoop stress below the lowest crack-propagation hoop stress
3.3
critical temperature
T
c
lowest crack-arrest temperature above the highest crack-propagation temperature
3.4
crack arrest
event characterized by the length of the longest crack that is less than or equal to 90 % of the length of the
test pipe
3.5
rapid crack propagation
RCP
event characterized by the length of the longest crack that is greater than 90 % of the length of the test pipe
4 Symbols
1)
p test pressure, in bar
1)
p critical pressure, in bar
c
σ critical hoop stress, in megapascals (MPa)
c
T critical temperature, in degrees Celsius (°C)
c
d mean outside diameter of test pipe, in millimetres
em
D average of the mean outside diameters, d , of the pipe sections, in millimetres
em
e mean wall thickness of the test pipe along the (main) crack, in millimetres.
t
5 Principle
A thermoplastics pipe, maintained at a specified temperature and containing a fluid at a specified test
pressure, is subjected to an impact designed to initiate a crack. The crack can then arrest within a short
distance or continue to propagate at high speed along the pipe.
The test temperature and test pressure are as defined in the referring standard and are related to the intended
operating conditions.
The pressurizing fluid is identical to that used in the intended application, or else is a substitute fluid, e.g. air or
nitrogen, which gives equivalent results.
The test simulates the performance of a buried pipe in service under conditions which do not retard the rate of
decompression of the pressurizing fluid through any fracture.
The pipe is subsequently examined to determine whether arrest or propagation of the crack has occurred.
From a series of such tests at different pressures but at a constant temperature, a critical pressure or critical
stress for crack propagation can be determined (see Annex A).
Similarly, by testing at a series of temperatures while maintaining a constant pressure or hoop stress, the
critical temperature for RCP can be determined (see Annex B).
5 2
1) 1 bar = 0,1 MPa = 10 Pa; 1 MPa = 1 N/mm .
2 © ISO 2007 – All rights reserved
6 Test parameters
It is assumed that the following parameters will be set by the referring product standard:
a) the diameter(s) and series of the pipe(s) to be tested;
b) the pressurizing fluid (7.4), e.g. gas, water, water plus air or nitrogen;
c) the test pressure(s);
d) the test temperature(s).
7 Materials
7.1 Methylated spirits or ethanol, for use as a cooling fluid (see 8.4.3).
7.2 Solid carbon dioxide, for use as a cooling agent (see 8.4.3).
7.3 Washed gravel, with a size range of 20 mm to 40 mm diameter (see Clause 10).
7.4 Pressurizing fluid, which shall be as specified in the referring standard.
NOTE 1 It is satisfactory to use nitrogen or air as the pressurizing fluid instead of natural gas, as the measured
pressure for rapid crack propagation (RCP) will be only slightly less than that obtained with natural gas. The
decompression speed (velocity of sound) at 0 °C of nitrogen and air is 337 m/s and 334 m/s, respectively, compared with
approximately 430 m/s for natural gas.
NOTE 2 In water-pipeline systems, which contain water only, the phenomenon of crack propagation is unlikely to occur.
However, when entrained air bubbles or air pockets are present, it is possible. It is usual to test with between 5 % and
10 % by volume of air in the water to determine the resistance to crack propagation. A test on water pipe using 100 % gas,
air or nitrogen is more likely to result in RCP and therefore will be expected to give a pessimistic result (also see
Reference [2] for RCP testing of pipes filled or partially filled with water).
8 Apparatus
8.1 Temperature-controlled trough, capable of accommodating the overall pipe length normally of 14 m
to 20 m (also see Clause 9). The trough shall have means for maintaining the temperature specified by the
referring standard to within ± 1,5 °C along the whole test pipe length. The temperature may be controlled by
recirculation of water or air around the test pipe (see Figure 1). The temperature shall be monitored at
intervals along the test length. If necessary, the water shall contain antifreeze to avoid ice build-up around the
test pipe.
NOTE Temperature monitoring along the test length at intervals not exceeding 3 m and around the pipe at the
3 o’clock and 9 o’clock positions has been found to be satisfactory.
Dimensions in millimetres
Key
l test length (overall pipe length, l, 14 m to 20 m)
t
1 steel pipe reservoir
2 gravel
3 required butt-fusion joints
4 initiation ring
5 cooling trough
6 pneumatic piston
7 blade
8 end cap
Figure 1 — Example of test facility for full-scale rapid crack propagation
8.2 Steel-pipe reservoir, connected to the test pipe at one end of the trough. The steel p
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 13478
Deuxième édition
2007-08-15
Tubes en matières thermoplastiques pour
le transport des fluides — Détermination
de la résistance à la propagation rapide
de la fissure (RCP) — Essai grandeur
nature (FST)
Thermoplastics pipes for the conveyance of fluids — Determination of
resistance to rapid crack propagation (RCP) — Full-scale test (FST)
Numéro de référence
©
ISO 2007
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Publié en Suisse
ii © ISO 2007 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 1
4 Symboles . 2
5 Principe. 2
6 Paramètres d'essai . 3
7 Matériaux . 3
8 Appareillage . 3
9 Préparation du tube soumis à essai . 7
10 Conditionnement et remplissage . 7
11 Mode opératoire d'essai. 8
12 Validité des résultats. 8
13 Rapport d'essai . 9
Annexe A (normative) Détermination de la pression (ou contrainte de paroi) critique. 10
Annexe B (normative) Détermination de la température critique. 13
Bibliographie . 14
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments 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.
L'ISO 13478 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 138, Tubes, raccords et robinetterie en matières
plastiques et leurs accessoires, sous-comité SC 5, Propriétés générales des tubes, raccords et robinetteries
en matières plastiques et leurs accessoires — Méthodes d'essai et spécifications de base.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 13478:1997), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
iv © ISO 2007 – Tous droits réservés
Introduction
Les méthodes d'essai qui mesurent la résistance à la propagation rapide de fissure (RCP) des tubes en
[1]
plastique mis sous pression ont été normalisées: ISO 13477 et la présente Norme internationale. La
méthode S4 spécifié dans l'ISO 13477 utilise des courts tronçons de tube pour déterminer une pression ou
une température RCP critique du tube. La présente méthode grandeur nature (FS) qui permet le mesurage de
ces paramètres critiques est basée sur des tubes de longueur supérieure pouvant aller jusqu'à 20 m. La
méthode S4 utilise des flasques internes pour empêcher une décompression rapide de la pression interne,
permettant ainsi que la pointe de la fissure qui se propage à une vitesse élevée soit exposée à la pression
complète pendant tout l'essai. De son côté, l'essai FS n'utilise aucun flasque et il est plus représentatif des
conditions de service sur site. La pointe de la fissure est soumise à une pression qui décroît sous l'effet de la
décompression alors que la fissure se propage. Cette disposition reflète le mode de rupture RCP des
canalisations et il est admis qu'elle soit la méthode de référence. Les valeurs critiques de RCP obtenues à
partir de chaque essai sont différentes, mais il est possible de les corréler expérimentalement. Une équation
donnant la corrélation a été développée pour les tubes en polyéthylène (voir l'ISO 13477).
NORME INTERNATIONALE ISO 13478:2007(F)
Tubes en matières thermoplastiques pour le transport des
fluides — Détermination de la résistance à la propagation
rapide de la fissure (RCP) — Essai grandeur nature (FST)
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie une méthode d'essai grandeur nature pour la détermination de
l'arrêt ou de la propagation d'une fissure initiée dans un tube en matière thermoplastique, à une température
et sous une pression interne spécifiées. La méthode convient également pour la détermination de paramètres
de pression, de contrainte et de température critiques définis.
Elle est applicable à l'évaluation de la performance des tubes en thermoplastique destinés à l'alimentation en
gaz ou en liquides Dans ce dernier cas, de l'air peut également être présent dans le tube.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 1167-1, Tubes, raccords et assemblages en matières thermoplastiques pour le transport des fluides —
Détermination de la résistance à la pression interne — Partie 1: Méthode générale
ISO 3126, Systèmes de canalisations en plastiques — Composants en plastiques — Détermination des
dimensions
ISO 11922-1, Tubes en matières thermoplastiques pour le transport des fluides — Dimensions et
tolérances — Partie 1: Série métrique
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 11922-1 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1
pression critique
p
c
pression d'arrêt de la fissure la plus élevée au-dessous de la pression de propagation de la fissure la plus
faible
3.2
contrainte de paroi critique
σ
c
contrainte de paroi d'arrêt de la fissure la plus élevée au-dessous de la contrainte de paroi de propagation de
la fissure la plus faible
3.3
température critique
T
c
température d'arrêt de la fissure la plus faible au-dessus de la température de propagation de la fissure la
plus élevée
3.4
arrêt de la fissure
événement caractérisé par la longueur de la fissure la plus longue qui est inférieure ou égale à 90 % de la
longueur du tube soumis à essai
3.5
propagation rapide de la fissure
RCP
événement caractérisé par la longueur de la fissure la plus longue qui est supérieure à 90 % de la longueur
du tube soumis à essai
4 Symboles
1)
p pression d'essai, en bar
1)
p pression critique, en bar
c
σ contrainte de paroi critique, en mégapascals (MPa)
c
T température critique, en degrés Celsius (°C)
c
d diamètre extérieur moyen du tube soumis à essai, en millimètres
em
D moyenne arithmétique des diamètres extérieurs moyens, d , des sections du tube, en millimètres
em
e épaisseur de paroi moyenne du tube soumis à essai le long de la fissure (principale), en millimètres
t
5 Principe
Un tube en matière thermoplastique, maintenu à une température spécifiée et contenant un fluide à une
pression d'essai spécifiée, est soumis à un choc destiné à initier une fissure. Ensuite, la fissure peut s'arrêter
sur une distance courte ou continuer à se propager à une vitesse élevée le long du tube.
La température d'essai et la pression d'essai sont telles que définies dans la norme se référant à la présente
Norme internationale et sont en relation avec les conditions de service.
Le fluide de mise en pression est identique à celui utilisé dans l'application envisagée ou est un fluide de
remplacement, par exemple de l'air ou de l'azote, donnant des résultats équivalents.
L'essai simule le comportement d'un tube enterré en service dans des conditions qui ne freinent pas la vitesse
de décompression du fluide à travers une fente.
Le tube est ensuite examiné pour déterminer s'il s'est produit un arrêt ou une propagation de la fissure.
Une pression critique ou une contrainte critique de propagation de la fissure peut être déterminée à l'aide
d'une série d'essais de ce type, réalisés à des pressions différentes mais à température constante (voir
Annexe A).
5 2
1) 1 bar = 0,1 MPa = 10 Pa; 1 MPa = 1 N/mm .
2 © ISO 2007 – Tous droits réservés
De même, la température critique de propagation de la fissure peut être déterminée à l'aide d'une série
d'essais réalisés à des températures différentes, mais à pression ou à contrainte de paroi constante (voir
Annexe B).
6 Paramètres d'essai
On suppose que les paramètres suivants sont fixés par la norme de produit se référant à la présente Norme
internationale:
a) le(s) diamètre(s) et la série du/des tube(s) soumis à essai;
b) le fluide de mise sous pression (7.4), par exemple du gaz, de l'eau, de l'eau avec de l'air ou de l'azote;
c) la/les pression(s) d'essai;
d) la/les température(s) d'essai.
7 Matériaux
7.1 Alcool dénaturé ou éthanol, utilisé comme fluide de réfrigération (voir 8.4.3).
7.2 Neige carbonique, utilisée comme agent de réfrigération (voir 8.4.3).
7.3 Gravier propre, d'un diamètre allant de 20 mm à 40 mm (voir Article 10).
7.4 Fluide de mise sous pression, qui doit être tel que spécifié dans la norme se référant à la présente
Norme internationale.
NOTE 1 Il est acceptable d'utiliser de l'azote ou de l'air comme fluide de mise sous pression à la place du gaz naturel,
car la pression mesurée pour la propagation rapide de fissure (RCP) est juste un peu plus faible que celle obtenue avec
du gaz naturel. La vitesse de décompression (c'est-à-dire celle du son) à 0 °C de l'azote et de l'air est respectivement de
337 m/s et de 334 m/s, alors que celle du gaz naturel est d'environ 430 m/s.
NOTE 2 Dans les systèmes de canalisation d'eau contenant uniquement de l'eau, le phénomène de propagation de
fissure est improbable. Toutefois, il peut être observé en présence de bulles ou de poches d'air. Il est courant de faire des
essais avec de 5 % à 10 % de volume d'air dans l'eau pour déterminer la résistance à la propagation de fissure. Un essai
...
Questions, Comments and Discussion
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