Préface
Ce document constitue la quinzième édition de la norme CSA B51, Code des chaudières, appareils et tuyauteries sous pression. Les révisions approuvées mais non publiées depuis la publication de la dernière Note à l’utilisateur visant la quartorzième édition sont incorporées à cette édition. Les modifications apportées à la version anglaise qui ont fait l’objet de la note à l’utilisateur no 2 ont été incorporées au texte. Cette quinzième édition remplace les éditions précédentes publiées en 1939, 1945, 1951, 1955, 1960, 1965, 1969, 1972, 1975, 1981, 1986, 1991 et 1995.
Le contenu de l’édition précédente a été conservé, mais a fait l’objet de révisions importantes et la mise en page a été modifiée ; ainsi, les exigences administratives font maintenant l’objet du chapitre 4. Les exigences techniques sont contenues dans les autres chapitres. De nouvelles exigences ont été ajoutées.
Le comité CSA sur la norme B51 travaille étroitement avec les comités sur le Boiler and Pressure VesselCode de I’ASME et avec les inspecteurs du National Board of Boiler and Pressure Vessel Inspectors.
La norme B51 est une norme recommandée qui n‘a pas force de loi, a moins d’avoir été officiellement adoptée par les autorités compétentes. Les appendices CSA ne constituent généralement pas des parties obligatoires de celles-ci. Toutefois, on conseille au lecteur de consulter des autorités compétentes quant à l‘adoption de la norme, étant donné que le code a pu être adopté avec dérogations ou des ajouts, avec ou sans les appendices.
Le code vise principalement deux buts : premièrement, assurer la sécurité en ce qui a trait à la conception, la construction, l‘installation, le fonctionnement, l’inspection, la mise à l‘essai et la réparation des chaudières, des appareils sous pression e t de l’équipement connexe ; et deuxièmement, encourager les autorités compétentes à adopter des exigences uniformes.
II est aussi dans l‘intention du comité de se réunir pour réviser le code de façon périodique, dans le but de tenir compte des changements technologiques et de maintenir l’uniformité partout au Canada.
La version française de cette norme a été préparée par la CSA, d‘après l’édition anglaise publiée en septembre 1997. Celle-ci a été élaborée par le Comité technique sur les chaudières et appareils sous pression, sous l’autorité du Comité directeur de normalisation sur la sécurité du public, et a été homologuée par le Comité technique.
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B51-97 Première partie Code des chaudières, appareils et tuyauteries sous pression
Domaine d'application
1.1
Sous réserve de l'article 1.2, cette norme s'applique aux appareils sous pression, aux chaudières, aux accessoires et aux tuyauteries régis par la loi et définis dans cette norme.
Notes :
1) Les règlements de certaines provinces peuvent stipuler des limites de dimensionnement différentes de celles de cette norme. I1 est donc recommandé de consulter les pouvoirs de réglementation.
2) Les bouteilles cylindriques et sphériques, les tubes et les récipients utilisés pour le transport, quel que soit le moyen, sont régis pas la Loi sur le transport des marchandises dangereuses et le Règlement s'y rapportant. Les exigences de cette norme ne visent pas à contredire cette loi et ce Règlement, ni à s'y substituer.
3) Les valeurs anglo-saxonnes correspondantes aux unités SI (métriques) sont indiquées entre parenthèses à titre d'information seulement. Le diamètre nominal des tuyaux est indiqué sans notation dimensionnelle.
4) Les pressions indiquées sont des pressions manométriques, c.-à-d. supérieures à la pression atmosphérique.
1.2
Les exigences relatives aux tuyauteries et aux récipients sous pression dans les postes d'approvisionnement en gaz naturel comprimé font l'objet des deuxième et troisième parties de la norme B51-97.
1.3
Ce code ne vise pas les composants sous pression comme ceux utilisés dans les ascenseurs et monte-charge hydrauliques.
1.4
En cas de divergence entre un article de cette norme et les codes et normes auxquels il y est fait référence, les exigences de la présente norme ont préséance.
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B52 -97, Deuxième partie Bouteilles d haute pression pour le stockage à bord des véhicules automobiles du gaz naturel utilisé comme carburant
Préface
L’appendice C de la norme CSA B51 -Ml991 énonçait les exigences relatives aux récipients de gaz naturel comprimé à bord des véhicules, permettant ainsi la fabrication de réservoirs sécuritaires et appropriés aux conditions d’utilisation. Cependant, certaines exigences de l’appendice C étaient jugées trop normatives et, dans certains cas, les règles de calcul n‘étaient pas prescrites correctement.
La deuxième partie de la norme CSA B51-1995, qui remplace l’appendice C de la norme B51 -Ml991 , s’inspire de l‘édition de juin 1994 de la norme préliminaire I S 0 TC58/SC3/WC17, High Pressure Cylinders for the On-board Storage of Natural Gas as a Fuel for Automotive Vehicles.
Le marché naissant des véhicules au gaz naturel crée une demande pour un grand nombre de bouteilles légères à haute pression destinées au stockage à bord de carburant. Ce type d’utilisation exige que le poids des bouteilles soit d‘environ la moitié de celui des bouteilles TC-3AA et que, en même temps, il y ait conservation ou amélioration du degré de sécurité offert présentement par les autres réservoirs sous pression. La réalisation de ces exigences sous-entend ce qui suit :
a) la prescription précise et complète des conditions d’utilisation afin d’établir fermement la conception et l’utilisation des bouteilles ;
b) une analyse de la mécanique de rupture des éléments finis ou l’équivalent afin d’évaluer la résistance à la fatigue due aux pressions cycliques et de déterminer la taille admissible des vices des bouteilles ou des âmes métalliques ;
c) des essais de qualification de la conception ;
d) des essais non destructifs et des inspections de toutes les bouteilles de série ;
e) des essais destructifs des bouteilles et de leurs matériaux prélevées de chaque lot de bouteilles
produits ;
f) les constructeurs doivent disposer d‘un programme complet de contrôle de la qualité qui soit documenté et mis en application ;
g) une réinspection périodique et, si nécessaire, un contre-essai, selon les spécifications du constructeur ; et
h) les constructeurs doivent spécifier, dans leur calcul, la durée de vie utile assurée de leurs bouteilles.
Le projet de norme IS0 comprend ces exigences. Les conceptions conformes à cette norme ou à la deuxième partie de la norme CSA B51 doivent:
i) prévoir une résistance à la fatigue supérieure à la vie utile exigée ;
ii) les bouteilles pourront présenter des fuites, sans toutefois éclater, lorsqu’elles sont soumises à l’essai de cycles de pression jusqu’à défaillance ;
iii) lorsqu’elles sont soumises à des essais de rupture sous pression hydrostatique, les bouteilles présenteront des facteurs de «contrainte à la pression de rupture» par rapport à une «contrainte à la pression de service» supérieurs aux valeurs prescrites pour le type de conception et de matériaux utilisés.
Le sous-comité B51 de la CSA responsable de l’élaboration de cette norme a consulté le comité de I’American Cas Association responsable de l’établissement de la norme ANSI/ACA NCV2, Basic Requirements for Compressed Natural Gas Vehicle (NGV) Fuel Containers. Ces deux groupes se consacrent à l’élaboration de normes dont les exigences sont harmonisées le plus possible.
Les propriétaires ou les utilisateurs de bouteilles conformes à cette norme sont avisés que les bouteilles sont sécuritaires si elles sont utilisées dans les conditions prévues et selon la durée de vie spécifiée. La date limite d’utilisation est inscrite sur chaque bouteille et il incombe au propriétaire ou à l‘utilisateur de s’assurer que les bouteilles ne sont pas utilisées après cette date.
Domaine d’application
1.1
Cette norme définit les exigences minimales concernant les bouteilles de gaz légères, rechargeables et produites en série, l’équipement d’origine et les transformations, dont la capacité en eau est supérieure à 20 L (1 220 po3) mais d’au plus 1 O00 L (35‘3 pi3). Les bouteilles ne sont destinées qu’au stockage du gaz naturel comprimé sous haute pression, utilisé comme carburant à bord des véhicules automobiles auxquels elles seront fixées. Le type d’acier, d’aluminium ou de matériau non métallique, de même que la conception e t le mode de fabrication des bouteilles, doivent être adaptés aux conditions d’utilisation prescrites.
1.2
Les bouteilles dont traite cette
a) CNC-1 - Métal ;
b) CNC-2 - Âme métallique circonférentiel) ;
c) CNC-3 - Âme métallique bobinée) ; et norme portent les désignations suivantes : renforcée de filaments continus imprégnés de résine (à bobinage renforcée de filaments continus imprégnés de résine (entièrement
d) CNC-4 - Âme non métallique renforcée de filaments continus imprégnés de résine (entièrement en matériaux composites).
La vie utile de la bouteille doit être établie par le constructeur e t peut varier selon les applications. La définition de la vie utile est basée sur 1 O00 remplissages par année. La vie utile maximale des bouteilles de conception de types CNC-2, CNC-3 et CNC-4 est de 20 ans. On utilise, pour toutes les bouteilles, un principe de calcul de «durée de vie assurée».
La vie utile des bouteilles métalliques et à âme métallique dépend de la vitesse de croissance des fissures dues à la fatigue. L‘inspection aux ultra-sons, ou l‘équivalent, de chaque bouteille ou âme doit être effectuée pour assurer l’absence de défauts dépassant la taille maximale permise établie par la mécanique de rupture. Cette méthode permet d’optimiser la conception e t la fabrication des bouteilles légères servant à l’alimentation des véhicules en gaz naturel. En ce qui a trait aux bouteilles entièrement en matériaux composites dotées d’âmes non métalliques non porteuses, des méthodes de calcul, des essais de qualification de la conception et des techniques de contrôle de la fabrication confirment leur «durée de vie assurée».
1.4
Cette norme ne traite pas de l’emploi de bouteilles ou d’âmes en acier inoxydable ou en métal soudé.
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B51-97, Troisième partie Exigences relatives et aux tuyauteries et aux récipients de stockage souterrain sous pression des postes d'approvisionnement en GNC
Préface
La troisième partie de la norme CSA B51 constitue une partie obligatoire de la norme. Les exigences suivantes ont été regroupées dans une partie distincte afin de bien différencier les exigences relatives aux postes d’approvisionnement en GNC de celles qui traitent des chaudières, des récipients et des tuyauteries sous pression en général et, par conséquent, d’en faciliter l‘utilisation. Les exigences relatives aux réservoirs de carburant des véhicules sont décrites dans la deuxième partie de la norme CSA B51.
Les pressions de calcul spécifiées dans cette partie pour les postes d’approvisionnement s’appuient sur les pressions limites de remplissage prescrites à l’article 4.2 de la deuxième partie de la norme CSA B51, Récipients sous pression pour le stockage ù bord des véhicules automobiles du gaz naturel utilisé comme carburant. La compatibilité des nouveaux postes et des nouveaux récipients pour véhicules est ainsi assurée. L‘utilisation des pressions limites de remplissage prescrites est conforme à l’objectif que la CSA s’est donné en vue d’harmoniser le plus possible ses normes avec celles des autres pays.
La norme CAN/CCA-B149.1 spécifie comme suit la pression maximale de remplissage pour les véhicules à gaz naturel au Canada :
a) jusqu’à l’équivalent à température pondérée de 200 bars (2900 Ib/po2) à 15 “C (59 OF) ; et
b) la pression à température pondérée ne doit pas être supérieure à 248’2 bars (3600 Ib/po2).
Selon les données disponibles, les récipients des véhicules conçus et enregistrés en conformité avec les éditions précédentes de l’appendice C de la norme CSA B51 conviennent aux pressions limites de remplissage prescrites aujourd’hui.
Domaine d’application
1.1
La troisième partie de la norme CSA B51-97 traite des exigences visant les tuyauteries et les récipients de stockage souterrain sous pression utilisés dans les postes d’approvisionnement en gaz naturel comprimé (CNC).
1.2
Les tuyauteries sous pression visées par cette partie sont les sections de tuyaux comprises :
a) entre la fin de la tuyauterie de l’entreprise desservie, généralement au compteur, et l’entrée du compresseur du poste d’approvisionnement en CNC, pour une pression de calcul supérieure à 414 kPa (60 Ib/po2) ; et
b) entre l’entrée du compresseur et la buse du distributeur, à l’exception des pièces mécaniques du compresseur et des sous-systèmes c o n p pour une pression de calcul d’au plus 414 kPa (60 Ib/po2).
1.3
Les récipients de stockage souterrain dont traite cette partie sont sous pression et sont installés dans les postes d’approvisionnement en CNC ; ils servent à stocker du CNC destiné aux réservoirs a carburant les véhicules.
