ISO 28765:2008
(Main)Vitreous and porcelain enamels — Design of bolted steel tanks for the storage or treatment of water or municipal or industrial effluents and sludges
Vitreous and porcelain enamels — Design of bolted steel tanks for the storage or treatment of water or municipal or industrial effluents and sludges
ISO 28765:2008 establishes the requirements for the design and use of vitreous-enamel-coated bolted cylindrical steel tanks for the storage or treatment of water or municipal or industrial effluents and sludges. It applies to the design of the tank and any associated roof and gives guidance on the requirements for the design of the foundation. It applies where the tank is cylindrical and is mounted on a load-bearing base substantially at or above ground level; the product of the tank diameter in metres and the wall height in metres lies within the range 5 to 500; the tank diameter does not exceed 100 m and the total wall height does not exceed 50 m; the stored material has the characteristics of a liquid, exerting a negligible frictional force on the tank wall; the stored material may be undergoing treatment as part of a municipal or industrial effluent treatment process; the internal pressure in the headspace above the liquid does not exceed 50 kPa and the internal partial vacuum above the liquid does not exceed 10 kPa; the walls of the tank are vertical; the floor of the tank is substantially flat at its intersection with the wall; the floor of the tank may have a rise or fall built in to allow complete emptying of the tank contents, the slope of which does not exceed 1:100; there is negligible inertial and impact load due to tank filling; the minimum thickness of the tank shell is 1,5 mm; the material used for the manufacture of the steel sheets is carbon steel (tanks constructed of sheets made from aluminium or stainless steel are outside the scope of this International Standard); the temperature of the tank wall during operation is within the range -50 °C to +100 °C under all operating conditions. This International Standard also gives details of procedures to be followed during installation on site and for inspection and maintenance of the installed tank. It does not apply to chemical-reaction vessels. It does not apply to tanks fitted with floating roofs. It does not cover resistance to fire.
Émaux vitrifiés — Conception de réservoirs en acier boulonnés pour le stockage ou le traitement des eaux ou des effluents d'eaux usées urbains ou industriels
L'ISO 28765:2008 établit les exigences relatives à la conception et à l'utilisation de réservoirs cylindriques en acier boulonnés revêtus d'émail vitrifié pour le stockage et le traitement des eaux ou des effluents d'eaux usées urbains ou industriels. Elle s'applique à la conception de réservoirs et de tout toit associé et fournit des lignes directrices concernant les exigences relatives à la conception de l'assise. Elle s'applique lorsque: le réservoir est cylindrique et qu'il est monté sur une surface portante située en grande partie au niveau du sol ou au-dessus du niveau du sol; le produit du diamètre du réservoir, en mètres, et de la hauteur de paroi, en mètres, est compris entre 5 et 500; le diamètre du réservoir ne dépasse pas 100 m, et la hauteur totale de paroi ne dépasse pas 50 m; le matériau stocké a les caractéristiques d'un liquide, exerçant une force de frottement négligeable sur la paroi du réservoir; il peut être soumis à un traitement faisant partie d'un processus de traitement des effluents d'eaux usées urbains ou industriels; la pression interne de l'espace libre au-dessus du liquide ne dépasse pas 50 kPa et la pression du vide partiel interne au-dessus du liquide ne dépasse pas 10 kPa; les parois du réservoir sont verticales; le fond du réservoir est essentiellement plat à l'intersection avec la paroi; il peut présenter une inclinaison dont la pente ne doit pas dépasser 1 % afin de pouvoir vider complètement son contenu; la charge d'impact et d'inertie est négligeable en raison du remplissage du réservoir; l'épaisseur minimale de l'enveloppe du réservoir est de 1,5 mm; le matériau utilisé pour la fabrication des tôles est un acier au carbone (les réservoirs construits à partir de tôles d'aluminium ou d'acier inoxydable n'entrent pas dans le domaine d'application de la présente Norme internationale); la température de la paroi du réservoir en cours de fonctionnement se situe entre -50 °C et +100 °C dans toutes les conditions de fonctionnement. L'ISO 28765:2008 fournit également des informations détaillées concernant les modes opératoires à suivre durant l'installation sur site ainsi que pour le contrôle et l'entretien du réservoir installé. Elle ne s'applique pas aux réservoirs pour réaction chimique. Elle ne s'applique pas aux réservoirs à toit flottant. Elle ne couvre pas la résistance au feu.
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 28765
First edition
2008-10-01
Vitreous and porcelain enamels —
Design of bolted steel tanks for the
storage or treatment of water or
municipal or industrial effluents and
sludges
Émaux vitrifiés — Conception de réservoirs en acier boulonnés pour le
stockage ou le traitement des eaux ou des effluents d'eaux usées
urbains ou industriels
Reference number
ISO 28765:2008(E)
©
ISO 2008
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ISO 28765:2008(E)
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Published in Switzerland
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ISO 28765:2008(E)
Contents Page
Foreword. iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 2
3 Terms and definitions. 3
4 Symbols and abbreviated terms . 5
5 Units . 6
6 Information and requirements to be agreed and documented . 6
6.1 General. 6
6.2 Information to be provided by the purchaser . 6
6.3 Information to be provided by the designer .7
7 Applicable standards. 7
8 Loads. 8
8.1 General. 8
8.2 Contents . 8
8.3 Tank structure . 9
8.4 Roof. 9
8.5 Equipment loads . 10
8.6 Access . 10
8.7 Environmental . 10
8.8 Ancillary items . 11
9 Design . 11
9.1 General. 11
9.2 Steel. 11
9.3 Tank. 12
9.4 Openings . 17
9.5 Effects of accidents. 18
10 Vitreous-enamel coating . 19
10.1 Vitreous enamel . 19
10.2 Coating. 19
10.3 Vitreous-enamel quality . 19
10.4 Protection during shipping. 25
10.5 Maintenance . 25
11 Installation . 25
11.1 General guidance. 25
11.2 Foundations . 25
11.3 Inspection of the vitreous-enamel coating at the construction site. 25
12 Disinfection . 25
Bibliography . 26
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ISO 28765:2008(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 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 28765 was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) (as EN 15282) and was
adopted, under a special “fast-track procedure”, by Technical Committee ISO/TC 107, Metallic and other
inorganic coatings, in parallel with its approval by the ISO member bodies.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 28765:2008(E)
Vitreous and porcelain enamels — Design of bolted steel tanks
for the storage or treatment of water or municipal or industrial
effluents and sludges
1 Scope
This International Standard establishes the requirements for the design and use of vitreous-enamel-coated
bolted cylindrical steel tanks for the storage or treatment of water or municipal or industrial effluents and
sludges.
It applies to the design of the tank and any associated roof and gives guidance on the requirements for the
design of the foundation.
It applies where
a) the tank is cylindrical and is mounted on a load-bearing base substantially at or above ground level;
b) the product of the tank diameter in metres and the wall height in metres lies within the range 5 to 500;
c) the tank diameter does not exceed 100 m and the total wall height does not exceed 50 m;
d) the stored material has the characteristics of a liquid, exerting a negligible frictional force on the tank wall;
the stored material may be undergoing treatment as part of a municipal or industrial effluent treatment
process;
e) the internal pressure in the headspace above the liquid does not exceed 50 kPa and the internal partial
vacuum above the liquid does not exceed 10 kPa;
f) the walls of the tank are vertical;
g) the floor of the tank is substantially flat at its intersection with the wall; the floor of the tank may have a
rise or fall built in to allow complete emptying of the tank contents, the slope of which does not exceed
1:100;
h) there is negligible inertial and impact load due to tank filling;
i) the minimum thickness of the tank shell is 1,5 mm;
j) the material used for the manufacture of the steel sheets is carbon steel (tanks constructed of sheets
made from aluminium or stainless steel are outside the scope of this International Standard);
k) the temperature of the tank wall during operation is within the range −50 °C to +100 °C under all
operating conditions.
This International Standard also gives details of procedures to be followed during installation on site and for
inspection and maintenance of the installed tank.
It does not apply to chemical-reaction vessels.
It does not apply to tanks fitted with floating roofs.
It does not cover resistance to fire.
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ISO 28765:2008(E)
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 2178, Non-magnetic coatings on magnetic substrates — Measurement of coating thickness — Magnetic
method
ISO 2747, Vitreous and porcelain enamels — Enamelled cooking utensils — Determination of resistance to
thermal shock
ISO 2859-1, Sampling procedures for inspection by attributes — Part 1: Sampling schemes indexed by
acceptance quality limit (AQL) for lot-by-lot inspection
ISO 4532, Vitreous and porcelain enamels — Determination of the resistance of enamelled articles to
impact — Pistol test
ISO 6370-2, Vitreous and porcelain enamels — Determination of the resistance to abrasion — Part 2: Loss in
mass after sub-surface abrasion
ISO 8289:2000, Vitreous and porcelain enamels — Low voltage test for detecting and locating defects
ISO 15686-1, Buildings and constructed assets — Service life planning — Part 1: General principles
ISO 28706-1:2008, Vitreous and porcelain enamels — Determination of resistance to chemical corrosion —
Part 1: Determination of resistance to chemical corrosion by acids at room temperature
ISO 28706-2:2008, Vitreous and porcelain enamels — Determination of resistance to chemical corrosion —
Part 2: Determination of resistance to chemical corrosion by boiling acids, boiling neutral liquids and/or their
vapours
ISO 28706-3:2008, Vitreous and porcelain enamels — Determination of resistance to chemical corrosion —
Part 3: Determination of resistance to chemical corrosion by alkaline liquids using a hexagonal vessel
ISO 28706-4:2008, Vitreous and porcelain enamels — Determination of resistance to chemical corrosion —
Part 4: Determination of resistance to chemical corrosion by alkaline liquids using a cylindrical vessel
EN 101, Ceramic tiles — Determination of scratch hardness of surface according to Mohs
EN 1993-1-6, Eurocode 3 — Design of steel structures — Part 1-6: Strength and Stability of Shell Structures
EN 1993-4-1, Eurocode 3 — Design of steel structures — Part 4-1: Silos
EN 1993-4-2, Eurocode 3 — Design of steel structures — Part 4-2: Tanks
EN 1998-4, Eurocode 8 — Design of structures for earthquake resistance — Part 4: Silos, tanks and pipelines
EN 10209:1996, Cold rolled low carbon steel flat products for vitreous enamelling — Technical delivery
conditions
EN 14430:2004, Vitreous and porcelain enamels — High voltage test
ANSI/AWWA D 103-97, Factory-Coated Bolted Steel Tanks for Water Storage
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ISO 28765:2008(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
brief
working document which specifies at any point in time the relevant needs and aims of the project, the
resources to be provided by the client, the details of the project and any applicable design requirements within
which all subsequent briefing (when needed) and designing can take place
3.2
client
person or organization that requires a tank to be provided, altered or extended and is responsible for initiating
and approving the brief
3.3
defect
break in the surface of the vitreous enamel
3.4
designer
person or organization responsible for stating the shape and specification of the component to be designed
3.5
design life
service life intended by the designer
3.6
discontinuity
defect area or spot that allows an electric current to pass when tested with low-voltage or high-voltage test
apparatus
3.7
enamel supplier
person or organization supplying materials for use by the vitreous enameller in the enamelling process
3.8
freeboard
distance between the top of the cylindrical-tank vertical shell wall and the surface of the contained liquid at the
specified operating level
3.9
headspace pressure
pressure within a roofed tank above the stored liquid
3.10
inspection area
area inside a boundary 25 mm from any panel edge or hole and outside a boundary 25 mm from any opening
or hole within the body of a panel
3.11
liquid
bulk substance that exerts substantially the same vertical and horizontal pressures and has no fixed shape
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ISO 28765:2008(E)
3.12
maintenance
combination of all technical and associated administrative actions during the service life to retain a tank or its
parts in a state in which it can perform its required function
3.13
manufacturer
person or organization that manufactures the tank or parts of the tank
3.14
purchaser
person or organization purchasing the tank from the supplier
NOTE The purchaser can also be the client.
3.15
rectification
return of a tank or its parts to an acceptable condition by the renewal, replacement or repair of worn, damaged
or degraded parts
3.16
supplier
person or organization that supplies the tank or parts of the tank
3.17
service life
period of time after installation during which the tank or its parts meets or exceeds the performance
requirements
3.18
tank
cylindrical, vertical shell for containing liquid, with or without a roof, which is constructed from vitreous-
enamelled curved steel panels bolted together on the construction site and mounted on a base which may
also form the floor of the container
3.19
vitreous enameller
person undertaking and controlling the process of preparing the steel sheets and applying the vitreous-enamel
coating to the surfaces of the steel sheets
NOTE The vitreous enameller will normally be the manufacturer.
3.20
vitreous enamel
substantially vitreous, or glassy, inorganic silica coating bonded to steel by fusion at a temperature above
750 °C
NOTE 1 This coating is applied for protective purposes to the internal liquid contact surface of the steel and for
functional and decorative purposes to the external surface of the steel.
NOTE 2 The coating is produced by a proprietary formulation of silica glass, minerals and clays to produce a medium,
dry or suspended in water, which can be sprayed on to the surface of curved steel sheets and subsequently fusion bonded.
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ISO 28765:2008(E)
4 Symbols and abbreviated terms
For the purposes of this document, the following symbols and abbreviations apply.
D tank diameter
E Young's modulus of elasticity
F static hoop force
H
g acceleration due to gravity
H depth of liquid at point under consideration, measured from the liquid surface at the maximum
possible filling level
H total vertical wall height
0
l length of shell between intermediate stiffeners
I second moment of area of a stiffener
z
p static liquid pressure at a specified depth
n
p headspace pressure
h
r tank radius
q critical external buckling pressure
r,cr
q maximum stagnation pressure due to wind
w
max
w proportion of dissolved solids in sludge
t shell plate thickness
ν Poisson's ratio
γ partial load factor
ρ relative density of a liquid
σ stress
σ critical axial buckling resistance
z,cr
(subscript) critical
cr
(subscript) dissolved solids
ds
(subscript) headspace
h
(subscript) maximum value
max
(subscript) normal to the tank wall
n
(subscript) sludge
s
(subscript) wind
w
(subscript) coincident with the central axis of a shell of revolution
z
(subscript) coincident with the radial axis of a shell of revolution
ϕ
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ISO 28765:2008(E)
5 Units
The use of one of the following sets of consistent units is recommended:
⎯ dimensions: m, mm
3 3
⎯ unit weight: kN/m , N/mm
⎯ forces and loads: kN, N
⎯ line forces and line loads: kN/m, N/mm
⎯ pressures and area-distributed actions: kPa, MPa
3 3
⎯ unit mass: kg/m , kg/mm
2 2
⎯ acceleration: km/s , m/s
⎯ membrane-stress resultants: kN/m, N/mm
⎯ bending-stress resultants: kNm/m, Nmm/mm
2
⎯ stresses and elastic moduli: kPa, MPa (1 MPa = 1 N/mm )
6 Information and requirements to be agreed and documented
6.1 General
For the safe design and manufacture of the tank and associated parts, the specification shall be agreed
between the contracting parties.
6.2 Information to be provided by the purchaser
The purchaser shall provide the supplier with a specification that shall include, but not be limited to, the
following:
a) The specification of the stored liquid, that shall include, but not be limited to, the following:
1) the name and/or a description of the liquid;
2) the relative density;
3) any relevant properties or characteristics particular to the liquid to be stored;
4) the operating-temperature range.
b) The environmental conditions, that shall include, but not be limited to, the following:
1) wind;
2) seismic action;
3) snow;
4) ice;
5) temperature ranges.
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ISO 28765:2008(E)
c) The use and planned dimensions of the tank, that shall include, but not be limited to, the following:
1) the rates of fill and discharge;
2) a summary describing the purpose of the tank and its method of operation;
3) the net effects of the process on the tank or any of its components;
4) the tank dimensions.
d) The planned location of all openings in the tank shell and roof.
e) Attached equipment:
1) method of attachment;
2) dead and live loads;
3) connections.
f) The proximity of other tanks and buildings.
6.3 Information to be provided by the designer
The designer shall provide essential data concerning the design limitations of the tank, that shall include, but
not be limited to, the following:
a) the name and a description of the stored liquid or liquids;
b) the range of the relative densities of the stored liquid or liquids;
c) the limits of the environmental criteria used in the design, including, where relevant, the design wind
speed, the design operating-temperature range, the design snow load and the seismic zone and seismic
coefficients;
d) the maximum access and superimposed loads used in the design;
e) a maintenance plan conforming to the requirements of ISO 15686-1;
f) guidance concerning change of use;
g) all relevant data assumed by the designer in the design process.
7 Applicable standards
All activities specified in this International Standard shall be carried out under an appropriate quality
[1]
management system. A quality management system conforming to ISO 9001 will be deemed to satisfy this
requirement.
The designer and client shall agree, through consultation, upon the applicable standards to be used for design
purposes. Where provision is not made within this International Standard, other international or national
standards may be specified.
The applicable standards agreed upon shall include, but not be limited to, standards providing details of
parameters for the following design procedures:
a) hydrostatic loads;
b) wind loads;
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ISO 28765:2008(E)
c) seismic loads;
d) access loads;
e) snow loads;
f) rain loads;
g) load factors;
h) sheet strength calculations;
i) bolt strength calculations;
j) stability calculations;
k) foundation design.
8 Loads
8.1 General
All tanks and supporting structures shall be designed on a “limit state design” basis.
8.2 Contents
8.2.1 General
Loads due to the liquid shall be calculated considering:
a) the relative density of the specified range of liquids to be stored in the tank;
b) the geometry of the tank;
c) the maximum possible depth of the liquid in the tank.
If the liquid to be stored is sludge, and unless reliable or measured data are provided, the value of the relative
density of the sludge, ρ , may be estimated by simple proportion using the following equation:
s
ρρ=+11w − (1)
()
sds
where ρ is taken as 1,9 in the case of municipal sewage sludge.
ds
8.2.2 Freeboard
The freeboard used for design purposes shall be as agreed between the client and the designer.
Where the tank is designed for seismic conditions, sufficient freeboard shall be provided to contain the
sloshing wave determined in accordance with EN 1998-4. This shall take account of any equipment and
structural members in the top of the tank.
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ISO 28765:2008(E)
8.2.3 Hydrostatic pressure
Determine the hydrostatic pressure, p , in kPa, acting on the tank shell at depth H using the following
n
equation:
p=×Hgρ×+p (2)
nh
8.2.4 Axial wall forces
The axial wall forces per unit shell width shall be determined taking account of the following:
a) the tank dead weight;
b) the imposed load;
c) the axial tension and compression due to the wind overturning moment;
d) the axial tension and compression due to seismic actions.
8.2.5 Filling and discharging
The method of filling and discharging the liquid can affect the load and shall be considered by the designer.
These influences include, but are not limited to, the following:
a) the filling position — the inlet stream impinging on the tank wall;
b) completion of discharge — the risk of a hydrodynamic “water hammer” effect if the outlet is closed rapidly;
c) fatigue — the effect of the frequency of the filling and discharge cycles;
d) pressure and/or partial vacuum;
e) venting;
f) rapid changes in temperature.
8.3 Tank structure
The dead load shall be determined as the total weight of all structural components and permanent fittings.
8.4 Roof
The tank designer shall take account of all forces on the tank shell from the roof. These forces may include,
but are not necessarily limited to, the following:
a) distributed in-plane and radial forces transmitted by structural roof members;
b) concentrated in-plane and radial forces resulting from structural features of the roof;
c) asymmetrical forces due to uneven distribution of imposed roof loads;
d) forces induced in the roof by differential settlement of the foundation.
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ISO 28765:2008(E)
8.5 Equipment loads
8.5.1 General
In the calculation of the total load on the tank, the designer shall take into account the effect of the attached
equipment for both static and dynamic loads.
8.5.2 Static load
The static load of any equipment attached to the tank shall be determined as the weight of the equipment,
including associated mounting fixtures and any liquid within the equipment, as advised by the purchaser.
8.5.3 Dynamic load
The dynamic forces caused by any equipment shall be determined, where applicable. They may include, but
are not necessarily limited to, the following:
a) starting and operating forces from any rotating or moving piece of equipment mounted on or in the tank;
b) forces imposed on the tank or its attachments from installed process equipment (e.g. forces from
restraining cables of floating aerators);
c) forces imposed on the tank or its attachments due to the operation of installed process equipment
(e.g. forces on attached baffle plates due to forced movement of the tank contents).
8.6 Access
Loads due to access equipment such as walkways and platforms shall be determined taking account of the
type of access required.
a) Where access is for cleaning and repair only, the superimposed load shall be taken as not less than
2
0,75 kN/m .
b) Where access is required for operational procedures, the superimposed load shall be taken as not less
2
than 3,0 kN/m .
Where a roof is fitted with a hand-railing, the area within the hand-railing shall be considered as accessible.
8.7 Environmental
8.7.1 General
Environmental loads shall be determined taking into account the design life of the tank.
8.7.2 Seismic action
Where relevant, seismic action shall be determined from the applicable standard.
The designer shall consider the following as a minimum requirement:
a) horizontal acceleration;
b) vertical acceleration;
c) sloshing of the contents;
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ISO 28765:2008(E)
d) the anchorage method;
e) dynamic ground response.
Guidance on the determination of seismic action can be found in the International Building Code, in
ANSI/AWWA D 103-97 and in EN 1998-1 and EN 1998-4. When applying ANSI/AWWA D 103-97 in locations
outside North America, zones determined from the 1997 Uniform Building Code may be taken as equivalent.
For the purposes of this International Standard, the loads determined in accordance with
ANSI/AWWA D 103-97 may be considered as characteristic loads.
8.7.3 Wind
The wind speed and pressure to be used for design purposes shall be determined from the applicable
standard for the site location.
8.7.4 Snow
Where applicable, the load induced by snow shall be determined from the applicable standard for the site
location.
8.7.5 Ice
Where applicable, the load induced by ice on the roof shall be determined from the applicable standard for the
site location.
8.8 Ancillary items
The designer shall take account of the forces from ancillary items such as ladders, platforms, valves and
machinery.
9 Design
9.1 General
The design of the tank shall be carried out using a “limit state design” approach. Design life assessment shall
be based on ISO 15686-1.
9.2 Steel
9.2.1 Specification
The steel used shall have a specification, as agreed between the manufacturer, the des
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 28765
Première édition
2008-10-01
Émaux vitrifiés — Conception de
réservoirs en acier boulonnés pour
le stockage ou le traitement des eaux
ou des effluents d'eaux usées urbains
ou industriels
Vitreous and porcelain enamels — Design of bolted steel tanks
or the storage or treatment of water or municipal or industrial effluents
and sludges
Numéro de référence
ISO 28765:2008(F)
©
ISO 2008
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ISO 28765:2008(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2008 – Tous droits réservés
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ISO 28765:2008(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives.2
3 Termes et définitions .3
4 Symboles et abréviations .5
5 Unités.6
6 Informations et exigences devant être spécifiées et faire l'objet d'un accord .6
6.1 Généralités .6
6.2 Informations devant être fournies par l'acheteur.6
6.3 Informations devant être fournies par le concepteur.7
7 Normes applicables.7
8 Charges .8
8.1 Généralités .8
8.2 Contenus .8
8.3 Structure du réservoir.9
8.4 Toit .9
8.5 Charges d'équipement.9
8.6 Accès .10
8.7 Aspect environnemental.10
8.8 Articles accessoires.11
9 Conception.11
9.1 Généralités .11
9.2 Acier.11
9.3 Réservoir .12
9.4 Ouvertures .17
9.5 Conséquences des accidents .19
10 Revêtement d'émail vitrifié .19
10.1 Émail vitrifié .19
10.2 Revêtement .19
10.3 Qualité de l'émail vitrifié .20
10.4 Protection au cours de la livraison.26
10.5 Entretien .26
11 Installation.26
11.1 Lignes directrices générales.26
11.2 Assises .26
11.3 Contrôle du revêtement d'émail vitrifié sur le site de construction.26
12 Désinfection .26
Bibliographie.27
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ISO 28765:2008(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 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 28765 a été élaborée par le comité technique de normalisation (CEN) (en tant qu'EN 15282) et a été
adoptée selon une «procédure accélérée» spéciale par le comité technique ISO/TC 107, Revêtements
métalliques et autres revêtements inorganiques, parallèlement à son approbation par les comités membres de
l'ISO.
iv © ISO 2008 – Tous droits réservés
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NORME INTERNATIONALE ISO 28765:2008(F)
Émaux vitrifiés — Conception de réservoirs en acier boulonnés
pour le stockage ou le traitement des eaux ou des effluents
d'eaux usées urbains ou industriels
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale établit les exigences relatives à la conception et à l'utilisation de
réservoirs cylindriques en acier boulonnés revêtus d'émail vitrifié pour le stockage et le traitement des eaux
ou des effluents d'eaux usées urbains ou industriels.
Elle s'applique à la conception de réservoirs et de tout toit associé et fournit des lignes directrices concernant
les exigences relatives à la conception de l'assise.
Elle s'applique lorsque:
a) le réservoir est cylindrique et qu’il est monté sur une surface portante située en grande partie au niveau
du sol ou au-dessus du niveau du sol;
b) le produit du diamètre du réservoir, en mètres, et de la hauteur de paroi, en mètres, est compris entre
5 et 500;
c) le diamètre du réservoir ne dépasse pas 100 m, et la hauteur totale de paroi ne dépasse pas 50 m;
d) le matériau stocké a les caractéristiques d'un liquide, exerçant une force de frottement négligeable sur la
paroi du réservoir; il peut être soumis à un traitement faisant partie d'un processus de traitement des
effluents d'eaux usées urbains ou industriels;
e) la pression interne de l'espace libre au-dessus du liquide ne dépasse pas 50 kPa et la pression du vide
partiel interne au-dessus du liquide ne dépasse pas 10 kPa;
f) les parois du réservoir sont verticales;
g) le fond du réservoir est essentiellement plat à l'intersection avec la paroi; il peut présenter une inclinaison
dont la pente ne doit pas dépasser 1 % afin de pouvoir vider complètement son contenu;
h) la charge d'impact et d'inertie est négligeable en raison du remplissage du réservoir;
i) l'épaisseur minimale de l'enveloppe du réservoir est de 1,5 mm;
j) le matériau utilisé pour la fabrication des tôles est un acier au carbone; (les réservoirs construits à partir
de tôles d'aluminium ou d'acier inoxydable n'entrent pas dans le domaine d'application de la
présente Norme internationale);
k) la température de la paroi du réservoir en cours de fonctionnement se situe entre −50 °C et +100 °C dans
toutes les conditions de fonctionnement.
La présente Norme internationale fournit également des informations détaillées concernant les modes
opératoires à suivre durant l'installation sur site ainsi que pour le contrôle et l'entretien du réservoir installé.
Elle ne s'applique pas aux réservoirs pour réaction chimique.
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ISO 28765:2008(F)
Elle ne s'applique pas aux réservoirs à toit flottant.
Elle ne couvre pas la résistance au feu.
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 2178, Revêtement métalliques non magnétiques sur métal de base magnétique — Mesurage de
l'épaisseur du revêtement — Méthode magnétique
ISO 2747, Émaux vitrifiés — Ustensiles de cuisson émaillés — Détermination de la résistance aux chocs
thermiques
ISO 2859-1, Règles d'échantillonnage pour les contrôles par attributs — Partie 1: Procédures
d'échantillonnage pour les contrôles lot par lot, indexés d'après le niveau de qualité acceptable (NQA)
ISO 4532, Émaux vitrifiés — Détermination de la résistance au choc des pièces émaillées — Essai au pistolet
ISO 6370-2, Émaux vitrifiés — Détermination de la résistance à l'abrasion — Partie 2: Perte de masse après
abrasion de la couche superficielle
ISO 8289:2000, Émaux vitrifiés — Essai à basse tension pour la détection et la localisation des défauts
ISO 15686-1, Bâtiments et biens immobiliers construits — Prévision de la durée de vie — Partie 1: Principes
généraux et cadre
ISO 28706-1:2008, Émaux vitrifiés — Détermination de la résistance à la corrosion chimique — Partie 1:
Détermination de la résistance à la corrosion chimique par des acides à température ambiante
ISO 28706-2:2008, Émaux vitrifiés — Détermination de la résistance à la corrosion chimique — Partie 2:
Détermination de la résistance à la corrosion chimique par des acides bouillants ou des liquides neutres
bouillants, et/ou leurs vapeurs
ISO 28706-3:2008, Émaux vitrifiés — Détermination de la résistance à la corrosion chimique — Partie 3:
Détermination de la résistance à la corrosion chimique par des liquides alcalins dans un récipient hexagonal
ISO 28706-4:2008, Émaux vitrifiés — Détermination de la résistance à la corrosion chimique — Partie 4:
Détermination de la résistance à la corrosion chimique par des liquides alcalins dans un récipient cylindrique
EN 101, Carreaux et dalles céramiques — Détermination de la dureté superficielle suivant l'échelle de Mohs
EN 1993-1-6, Eurocode 3 — Calcul des structures en acier — Partie 1-6: Résistance et stabilité des
structures en coque
EN 1993-4-1, Eurocode 3 — Calcul des structures en acier — Partie 4-1: Silos
EN 1993-4-2, Eurocode 3 — Calcul des structures en acier — Partie 4-2: Réservoirs
EN 1998-4, Eurocode 8 — Calcul des structures pour leur résistance aux séismes — Partie 4: Silos,
réservoirs et canalisations
EN 10209:1996, Produits plats laminées à froid, en acier doux pour émaillage par vitrification — Conditions
techniques de livraison
EN 14430:2004, Émaux vitrifiés — Essai sous haute tension
ANSI/AWWA D103-97, Factory-Coated Bolted Steel Tanks for Water Storage
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ISO 28765:2008(F)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
programme
document de travail qui spécifie à tout moment les besoins et objectifs d'un projet de construction, les sources
qui devront être fournies par le client, les détails du projet et toutes prescriptions de conception
correspondantes, selon lesquelles tous les programmes ultérieurs (éventuels) et conceptions peuvent
s'effectuer
3.2
client
personne physique ou morale qui demande la construction, la transformation ou l'extension d'un réservoir et
qui est responsable de l'établissement et de l'approbation du programme
3.3
défaut
rupture à la surface de l'émail vitrifié
3.4
concepteur
personne physique ou morale chargée de définir la forme et les spécifications du composant à concevoir
3.5
durée de vie de conception
durée de vie prévue par le concepteur
3.6
discontinuité
point ou zone de défaut permettant à un courant électrique de passer lorsqu'il est soumis à essai au moyen
d'appareils à haute ou basse tension
3.7
fournisseur d'émail
personne physique ou morale fournissant des matériaux destinés à être utilisés par l'émailleur dans le
processus d'émaillage
3.8
espace libre
distance entre le haut de la paroi de l'enveloppe du réservoir cylindrique et la surface du liquide contenu, au
niveau de fonctionnement spécifié
3.9
pression de l'espace libre
pression exercée sur le liquide stocké à l'intérieur d'un réservoir couvert
3.10
zone d'inspection
zone située à 25 mm d'un trou ou du bord d'un panneau, et à une distance supérieure à 25 mm de toute
ouverture ou trou dans le corps du panneau
3.11
liquide
substance de charge plus ou moins informe qui exerce des pressions verticales et horizontales sensiblement
identiques
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ISO 28765:2008(F)
3.12
entretien
ensemble de toutes les actions techniques et administratives associées au cours de la durée de vie en vue de
maintenir un réservoir ou ses parties dans un état lui permettant de remplir ses fonctions
3.13
fabricant
personne physique ou morale qui fabrique le réservoir ou ses différentes pièces
3.14
acheteur
personne physique ou morale qui achète le réservoir au fournisseur
NOTE L'acheteur peut également être le client.
3.15
réparation
remise d'un réservoir ou de ses parties dans un état acceptable en remplaçant, réhabilitant ou restaurant les
parties usées, endommagées ou dégradées
3.16
fournisseur
personne physique ou morale qui fournit le réservoir ou ses différentes pièces
3.17
durée de vie
période débutant avec la mise en service, pendant laquelle un réservoir ou ses différentes parties remplissent
ou dépassent les exigences de performance
3.18
réservoir
enveloppe verticale cylindrique destinée à contenir du liquide, couverte ou non couverte, construite à partir de
panneaux incurvés en acier recouverts d'émail vitrifié et assemblés sur le site de construction par boulonnage,
puis montée sur une base pouvant également former le fond du récipient
3.19
émailleur
personne qui entreprend et contrôle le processus de préparation des tôles d'acier et qui applique le
revêtement en émail vitrifié sur les surfaces des tôles d'acier
NOTE L'émailleur est généralement le fabricant lui-même.
3.20
émail vitrifié
revêtement constitué principalement de verre de silice inorganique vitrifié, lié au métal par fusion à une
température supérieure à 750 °C
NOTE 1 Ce revêtement est appliqué pour la protection de la surface interne en acier qui est en contact avec le liquide
et, à des fins décoratives et fonctionnelles, sur la surface externe.
NOTE 2 Ce revêtement est produit par une formule brevetée mélangeant du verre de silice, des minéraux et de l'argile
pour obtenir une matière pulvérisable, sèche ou en suspension dans l'eau. Ce mélange peut être appliqué sur la surface
des tôles d'acier incurvées et ensuite lié par fusion.
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4 Symboles et abréviations
Pour les besoins du présent document, les symboles et abréviations suivants s'appliquent.
D diamètre du réservoir
E module d'élasticité de Young
F force statique du renfort
H
g accélération due à la gravité
H profondeur du liquide au point pris en considération, mesurée depuis la surface du liquide, au niveau
maximal possible de remplissage
H hauteur verticale totale de la paroi
0
l longueur de l'enveloppe entre les raidisseurs intermédiaires
I moment d'inertie axial d'un raidisseur
z
p pression statique du liquide à une profondeur spécifiée
n
p pression de l'espace libre
h
r rayon du réservoir
q pression critique externe de flambage
r,cr
q pression de stagnation maximale due au vent
w
max
w proportion de solides dissous dans la boue
t épaisseur de la tôle de l'enveloppe
ν coefficient de Poisson
γ facteur de charge partielle
ρ masse volumique relative d'un liquide
σ contrainte
σ résistance au flambage axial critique
z,cr
(indice) critique
cr
(indice) solides dissous
ds
(indice) espace libre
h
(indice) valeur maximale
max
(indice) perpendiculaire à la paroi du réservoir
n
(indice) boue
s
(indice) vent
w
(indice) coïncide avec l'axe médian de révolution de l'enveloppe
z
(indice) coïncide avec l'axe radial de révolution de l'enveloppe
ϕ
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5 Unités
Il est recommandé d'utiliser l'un des ensembles suivants d'unités conformes:
⎯ dimensions: m, mm
3 3
⎯ poids unitaire: kN/m , N/mm
⎯ forces et charges: kN, N
⎯ ligne de forces et de charges: kN/m, N/mm
⎯ pressions et actions de surface réparties: kPa, MPa
3 3
⎯ masse unitaire: kg/m , kg/mm
2 2
⎯ accélération: km/s , m/s
⎯ résultantes de contrainte de membrane: kN/m, N/mm
⎯ résultantes de contrainte de flexion: kNm/m, Nmm/mm
2
⎯ contraintes et modules d'élasticité: kPa, MPa (1 MPa = 1 N/mm )
6 Informations et exigences devant être spécifiées et faire l'objet d'un accord
6.1 Généralités
Les parties contractantes doivent convenir des différentes spécifications en vue d'une fabrication et d'une
conception sûres du réservoir et de ses différentes pièces.
6.2 Informations devant être fournies par l'acheteur
L'acheteur doit fournir des précisions au fournisseur incluant les spécifications suivantes, sans s'y limiter:
a) Les spécifications concernant le liquide stocké doivent inclure, sans s'y limiter:
1) le nom et/ou la description;
2) la masse volumique relative;
3) toute propriété ou caractéristique pertinente propre au liquide devant être stocké;
4) la plage de températures de fonctionnement.
b) Les conditions environnementales doivent inclure, sans s'y limiter:
1) le vent;
2) les conditions sismiques;
3) la neige;
4) la glace;
5) les plages de températures.
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c) Les dimensions prévues et l'utilisation du réservoir doivent inclure, sans s'y limiter:
1) le taux de remplissage et de décharge;
2) un résumé décrivant la fonction du réservoir et la méthode de fonctionnement utilisée;
3) les effets concrets du processus sur le réservoir ou sur chacun de ses composants;
4) les dimensions du réservoir.
d) L'emplacement prévu de toutes les ouvertures du toit et de l'enveloppe du réservoir.
e) Équipement fixé:
1) méthode de fixation;
2) charges permanentes et variables;
3) raccordements.
f) La proximité des autres réservoirs et bâtiments.
6.3 Informations devant être fournies par le concepteur
Le concepteur doit fournir les données essentielles concernant les limites de conception du réservoir incluant
les données suivantes, sans s'y limiter:
a) le nom et la description du ou des liquide(s) stocké(s);
b) l'étendue des valeurs de la masse volumique relative du ou des liquide(s) stocké(s);
c) les limites des critères environnementaux utilisés pour la conception comprenant, le cas échéant, les
valeurs de calcul de la vitesse du vent, la plage des températures de fonctionnement, la charge due à la
neige, ainsi que les zones et les coefficients sismiques;
d) les surcharges et l’accès maximal utilisés à la conception;
e) un plan d'entretien conforme aux exigences de l'ISO 15686-1;
f) les lignes directrices concernant les changements d'utilisation;
g) toute donnée pertinente considérée comme utile par le concepteur lors du processus de conception.
7 Normes applicables
Toutes les activités spécifiées dans la présente Norme internationale doivent être réalisées suivant un
système de management de la qualité approprié. Un système de management de la qualité selon
[1]
l'ISO 9001 est considéré comme étant conforme aux exigences.
Le concepteur et le client doivent convenir des normes applicables à utiliser pour la conception. Là où la
présente Norme internationale ne prévoit aucune disposition, d'autres Normes nationales ou internationales
peuvent être spécifiées.
Les normes applicables ayant fait l'objet d'un accord doivent inclure, sans s'y limiter, les normes fournissant
les informations relatives aux paramètres suivants utilisés pour la conception:
a) les charges hydrostatiques;
b) les charges dues au vent;
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c) les charges sismiques;
d) les charges d'accès;
e) les charges dues à la neige;
f) les charges dues à la pluie;
g) les facteurs de charge;
h) les calculs de résistance de l'enveloppe;
i) les calculs de résistance du boulonnage;
j) les calculs de stabilité;
k) la conception de l'assise.
8 Charges
8.1 Généralités
Tout réservoir ou structure de support doit être conçu sur la base d'un «calcul à l'état limite».
8.2 Contenus
8.2.1 Généralités
Les charges dues au liquide doivent être calculées en tenant compte de:
a) la masse volumique relative de la plage définie de liquides devant être stockés dans le réservoir;
b) la géométrie du réservoir;
c) la profondeur maximale possible du liquide présent dans le réservoir.
Si le liquide à stocker est de la boue et si aucune donnée mesurée ou fiable n'est fournie, la masse volumique
relative de la boue, ρ , peut être estimée par une simple proportion, à l'aide de l'équation suivante:
s
ρρ=+11w − (1)
()
sds
où ρ est égal à 1,9 s'il s'agit de boues venant des boues d'épuration urbaine.
ds
8.2.2 Espace libre
L'espace libre utilisé pour la conception doit faire l'objet d'un accord entre le client et le concepteur.
Lorsque le réservoir est conçu pour une utilisation dans des conditions sismiques, un espace libre suffisant
doit être prévu pour contenir l'onde de choc résiduelle déterminée conformément à l'EN 1998-4. Cela doit
prendre en compte tout équipement ou élément de structure situé en haut du réservoir.
8.2.3 Pression hydrostatique
Déterminer la pression hydrostatique, p , en kilopascals (kPa), agissant sur l'enveloppe du réservoir à la
n
profondeur H, à l'aide de l'équation suivante:
pH=×ρ×g+p (2)
nh
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8.2.4 Forces de paroi axiales
Les forces de paroi axiales par largeur unitaire de l'enveloppe doivent être déterminées en prenant en
compte:
a) la charge permanente du réservoir;
b) la charge imposée;
c) la tension et la compression axiales au moment du renversement occasionné par la charge due au vent;
d) la tension et la compression axiales dues à l'activité sismique.
8.2.5 Remplissage et décharge
La méthode de remplissage et de décharge du liquide peut avoir une incidence sur la charge et doit être prise
en considération par le concepteur. Ces incidences comprennent, sans toutefois s'y limiter, les éléments
suivants:
a) la position de remplissage — flux d'entrée ayant un impact sur la paroi du réservoir;
b) l'exécution de la décharge — risque d'effet hydrodynamique avec «coup de bélier» si la sortie est fermée
rapidement;
c) la fatigue — effet de la fréquence des cycles de remplissage et de décharge;
d) la pression et/ou le vide partiel;
e) la ventilation;
f) les variations rapides de température.
8.3 Structure du réservoir
La charge permanente doit être déterminée comme étant le poids total de tous les composants structurels et
équipements permanents.
8.4 Toit
Le concepteur du réservoir doit tenir compte de toutes les forces exercées par le toit sur l'enveloppe du
réservoir. Ces forces peuvent inclure, sans toutefois s'y limiter nécessairement, les éléments suivants:
a) les forces radiales réparties en surface et transmises par les éléments structurels du toit;
b) les forces radiales rassemblées en surface, résultant des particularités structurelles du toit;
c) les forces asymétriques dues à une distribution irrégulière des charges imposées au toit;
d) les forces induites dans le toit par tassement différentiel de l'assise.
8.5 Charges d'équipement
8.5.1 Généralités
Lors du calcul de la charge totale du réservoir, le concepteur doit prendre en compte l'incidence de
l'équipement fixé sur les charges dynamiques et statiques.
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ISO 28765:2008(F)
8.5.2 Charge statique
La charge statique de tout équipement fixé au réservoir doit être déterminée comme étant la masse de
l'équipement, y compris les installations fixes de montage qui lui sont associées et tout liquide faisant partie
de l'équipement, comme recommandé par l'acheteur.
8.5.3 Charge dynamique
Les charges dynamiques imposées par tout équipement doivent être déterminées, le cas échéant. Elles
peuvent inclure, sans toutefois s'y limiter nécessairement, les éléments suivants:
a) les forces liées au démarrage et au fonctionnement d'une pièce mobile ou rotative de l'équipeme
...
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