Diagrama de instrumentos y tuberias

Un diagrama de tuberías e instrumentación (P&ID o PID) es un diagrama detallado en la industria de procesos que muestra las tuberías y el proceso. equipo junto con los dispositivos de instrumentación y control. También se le llama diagrama de flujo mecánico (MFD).

Superordinado al P&ID está el diagrama de flujo del proceso (PFD), que indica el flujo más general de los procesos de la planta y la relación entre los principales equipos de una instalación de la planta.

Contenido y función

Un diagrama de tuberías e instrumentación (P&ID) se define de la siguiente manera:

1. Un diagrama que muestra la interconexión del equipo de proceso y la instrumentación utilizada para controlar el proceso. En la industria del proceso, se utiliza un conjunto estándar de símbolos para preparar dibujos de procesos. Los símbolos de instrumentos utilizados en estos dibujos se basan generalmente en la Sociedad Internacional de Automatización (ISA) Standard S5.1
2. El dibujo esquemático primario utilizado para establecer una instalación de control de procesos.

Suelen contener la siguiente información:

• Equipo mecánico, incluyendo:
  • Barcos de presión, columnas, tanques, bombas, compresores, intercambiadores de calor, hornos, pozos, ventiladores, torres de refrigeración, turbo-expandadores, trampas de cerdo (ver 'symbols' abajo)
  • Discos de entierro, orificios de restricción, tensores y filtros, trampas de vapor, trampas de humedad, gafas de vista, silenciadores, bengalas y ventas, detendores de llamas, rotores de vórtice, eductores

• Procesamiento de tuberías, tamaños e identificación, incluyendo:
  • Clases de tubería y números de línea de tuberías
  • Direcciones de flujo
  • Referencias de interconexión
  • Líneas permanentes de puesta en marcha, inundación y derivación
  • Pipelines y líneas de corriente
  • Persianas y persianas de espectáculo
  • Aislamiento y localización de calor
• Instrumentación y designación de control de procesos (nombres, números, identificadores de etiquetas únicos), incluyendo:
  • Válvulas y sus tipos e identificaciones (por ejemplo, aislamiento, cierre, válvulas de alivio y seguridad, interbloqueo de válvulas)
  • Control de entradas y salidas (sensores y elementos finales, interlocks)
  • Varios - ventosas, drenajes, bridas, accesorios especiales, líneas de muestreo, reductores y swages
• Interfaz para cambios de clase
• Sistema de control informático
• Determinación de componentes y subsistemas entregados por otros

Los P&ID se elaboran originalmente en la etapa de diseño a partir de una combinación de datos del diagrama de flujo del proceso, el diseño del equipo mecánico del proceso y el diseño de ingeniería de instrumentación. Durante la etapa de diseño, el diagrama también proporciona la base para el desarrollo de esquemas de control del sistema, lo que permite realizar más investigaciones operativas y de seguridad, como un estudio de peligros y operatividad (HAZOP). Para hacer esto, es fundamental demostrar la secuencia física de los equipos y sistemas, así como también cómo se conectan estos sistemas.

Los P&ID también desempeñan un papel importante en el mantenimiento y modificación del proceso después de la construcción inicial. Las modificaciones están escritas en rojo en los diagramas y son registros vitales del diseño actual de la planta.

También son vitales para permitir el desarrollo de;

• Planes de control y cierre
• Necesidades de seguridad y reglamentación
• Secuencias de inicio
• Comprensión operacional.

Los P&ID forman la base de los diagramas sinópticos en vivo que se muestran en las interfaces gráficas de usuario de grandes sistemas de control industrial, como SCADA y sistemas de control distribuido.

Identificación y designación de referencia

Basado en el ESTÁNDAR ANSI/ISA S5.1 e ISO 14617-6, el P&ID se utiliza para la identificación de mediciones dentro del proceso. Las identificaciones constan de hasta 5 letras. La primera letra de identificación es para el valor medido, la segunda es un modificador, la tercera indica la función pasiva/lectura, la cuarta - función activa/salida y la quinta es el modificador de función. A esto le sigue el número de bucle, que es exclusivo de ese bucle. Por ejemplo, FIC045 significa que es el controlador indicador de flujo en el circuito de control 045. Esto también se conoce como "etiqueta" Identificador del dispositivo de campo, que normalmente se asigna a la ubicación y función del instrumento. El mismo circuito puede tener FT045, que es el transmisor de flujo en el mismo circuito.

Para la designación de cualquier equipo en los sistemas industriales el estándar IEC 61346 (Sistemas industriales, instalaciones y equipos y productos industriales - Principios y denominaciones de referencia) se puede aplicar. Para la función Medición el diseñador de referencia B se utiliza, seguido de la letra enumerada anteriormente para la variable medida.

Para la designación de referencia de cualquier equipo en una central eléctrica se puede aplicar el Sistema de Clasificación de Centrales Eléctricas KKS.

Símbolos de aparatos y equipos químicos

A continuación se enumeran algunos símbolos de aparatos y equipos químicos normalmente utilizados en un P&ID, según ISO 10628 e ISO 14617.

Símbolos de aparatos químicos y equipo

	Pipe		Tubo aislado		Tubo de gato		Tubo refrigerado o calentado
	Conexión flexible		Bomba hidráulica		Bomba		Bomba de vacío o compresor
	Fan		Axial fan		Ventilador radial		Dryer
	Barco de mezcla de chaqueta (autoclave)		Medio vaso de mezcla de tuberías		Vaso horizontal presurizado		Barco vertical presurizado
	Columna embalada		Columna		Furnace		Torre de refrigeración
	Cambio de calor		Coil heat exchanger		Más guay		Cambio de calor de placas
	Intercambiador de calor de tubería doble		intercambiador de calor de tubos rectos fijos		Intercambiador de calor de tubos en forma de U		Intercambiador de calor espiral
	Ventilador de gas cubierto		Ventilador de gas curvado		Filtro de aire		embudo o tundish
	Trampa de vapor		Ver vidrio		Válvula de reducción de presión		Valvula
	Válvula de puerta		Válvula de control		Válvula manual		Válvula de comprobación
	Válvula de aguja		Válvula de mariposa		Válvula de diafragma		Válvula
	Válvula de comprobación		Retrocededor de borrador		Bolsa		Botella de gas
	Válvula de globo		Válvula de 3 vías		Compresor de pistón o reciprocación		Válvula de alivio
	Disco de ruptura		Turboexpander		Bomba centrífuga		Bomba de reciprocación

Uso histórico

Antes de la llegada del diseño asistido por ordenador (CAD) a finales de los años 1980, los P&ID se dibujaban a mano. La plantilla de dibujo que se muestra a continuación, de tamaño real de 225 mm por 111 mm, es típica de las que se utilizan para dibujar P&ID.

Plantilla de dibujo manual de diagramas de tuberías e instrumentación (década de 1980). Clave de símbolo: