مخطط الأنابيب والأجهزة

مخطط الأنابيب والأجهزة ( P&ID ) هو مخطط تفصيلي في الصناعات التحويلية يوضح معدات العمليات بالإضافة إلى أجهزة القياس والتحكم. ويُعرف أيضاً باسم مخطط التدفق الميكانيكي (MFD). ^{[ 1 ]}

يُعد مخطط تدفق العمليات (PFD) أعلى من مخطط P&ID ، والذي يشير إلى التدفق العام لعمليات المصنع والعلاقة بين المعدات الرئيسية لمنشأة المصنع.

يُعرَّف مخطط الأنابيب والأجهزة (P&ID) على النحو التالي:

1. مخطط يوضح الترابط بين معدات المعالجة وأجهزة القياس المستخدمة للتحكم في العملية. في الصناعات التحويلية، تُستخدم مجموعة قياسية من الرموز لإعداد رسومات العمليات. وتستند رموز الأجهزة المستخدمة في هذه الرسومات عمومًا إلى معيار الجمعية الدولية للأتمتة (ISA) S5.1.
2. الرسم التخطيطي الأساسي المستخدم لتصميم تركيب نظام التحكم في العمليات .

تحتوي عادةً على المعلومات التالية:

• المعدات الميكانيكية، بما في ذلك:
  • أوعية الضغط ، والأعمدة، والخزانات، والمضخات ، والضواغط ، والمبادلات الحرارية ، والأفران ، ورؤوس الآبار ، والمراوح ، وأبراج التبريد ، والتوربينات التوسعية ، ومصائد الخنازير (انظر "الرموز" أدناه)
  • أقراص التمزق ، وفتحات التقييد، والمصافي والمرشحات، ومصائد البخار ، ومصائد الرطوبة، وزجاجات الرؤية ، وكاتمات الصوت، والمشاعل والفتحات، ومانعات اللهب ، وكسارات الدوامات ، والمُرشِّحات

• أنابيب العمليات، وأحجامها، وتعريفها، بما في ذلك:
  • فئات الأنابيب وأرقام خطوط الأنابيب
  • اتجاهات التدفق
  • مراجع الترابطات
  • خطوط بدء التشغيل الدائمة، وخطوط التنظيف، وخطوط التجاوز
  • خطوط الأنابيب وخطوط التدفق
  • الستائر والستائر الواقية من الشمس
  • العزل الحراري وتتبع الحرارة
• أجهزة التحكم في العمليات وتسميتها (الأسماء والأرقام ومعرفات العلامات الفريدة)، بما في ذلك:
  • الصمامات وأنواعها وتعريفاتها (مثل صمامات العزل، وصمامات الإغلاق، وصمامات التنفيس، وصمامات الأمان ، وأجهزة التعشيق بين الصمامات)
  • مدخلات ومخرجات التحكم ( أجهزة الاستشعار والعناصر النهائية، وأنظمة التعشيق)
  • متفرقات - فتحات تهوية، مصارف، حواف ، وصلات خاصة، خطوط أخذ عينات، مخفضات، وأنابيب مدببة
• واجهات لتغييرات الفئات
• نظام التحكم الحاسوبي
• تحديد المكونات والأنظمة الفرعية التي يقدمها الآخرون

تُعدّ مخططات الأنابيب والأجهزة (P&IDs) في الأصل خلال مرحلة التصميم، بالاعتماد على بيانات مخططات تدفق العمليات، وتصميم معدات العمليات الميكانيكية، وتصميم هندسة الأجهزة. خلال مرحلة التصميم، يُشكّل المخطط أيضًا أساسًا لتطوير أنظمة التحكم، مما يسمح بإجراء المزيد من دراسات السلامة والتشغيل، مثل دراسة المخاطر وقابلية التشغيل (HAZOP). ولتحقيق ذلك، من الضروري توضيح التسلسل المادي للمعدات والأنظمة، وكيفية ترابط هذه الأنظمة.

تلعب مخططات الأنابيب والأجهزة (P&IDs) دورًا هامًا في صيانة وتعديل العملية بعد إنشائها الأولي. تُدوّن التعديلات على المخططات بقلم أحمر، وتُعدّ سجلات حيوية لتصميم المصنع الحالي.

كما أنها ضرورية لتمكين تطوير؛

• أنظمة التحكم والإيقاف
• متطلبات السلامة واللوائح التنظيمية
• تسلسلات بدء التشغيل
• الفهم العملي.

تشكل مخططات P&ID الأساس لمخططات المحاكاة الحية المعروضة على واجهات المستخدم الرسومية لأنظمة التحكم الصناعية الكبيرة مثل SCADA وأنظمة التحكم الموزعة .

استنادًا إلى معيار ANSI / ISA S5.1 ومعيار ISO 14617-6 ، يُستخدم مخطط الأنابيب والأجهزة (P&ID) لتحديد القياسات داخل العملية. تتكون هذه التعريفات من خمسة أحرف كحد أقصى. يشير الحرف الأول إلى القيمة المقاسة، والثاني إلى مُعدِّل، والثالث إلى وظيفة القراءة/التشغيل، والرابع إلى وظيفة الإخراج/التشغيل، والخامس إلى مُعدِّل الوظيفة. يلي ذلك رقم الحلقة، وهو رقم فريد خاص بتلك الحلقة. على سبيل المثال، FIC045 تعني وحدة التحكم في مؤشر التدفق في حلقة التحكم 045. يُعرف هذا أيضًا باسم مُعرِّف "الوسم" للجهاز الميداني، والذي يُشير عادةً إلى موقع الجهاز ووظيفته. قد تحتوي الحلقة نفسها على FT045، وهو مُرسِل التدفق في الحلقة نفسها.

لتحديد أي جهاز في الأنظمة الصناعية، يمكن تطبيق معيار IEC 61346 ( الأنظمة الصناعية والمنشآت والمعدات والمنتجات الصناعية - مبادئ الهيكلة وتحديدات المرجع ). بالنسبة لوظيفة القياس، يُستخدم رمز المرجع B ، متبوعًا بالحرف المذكور أعلاه للمتغير المقاس.

يمكن تطبيق نظام تصنيف محطات الطاقة KKS لتحديد أي معدات في محطة توليد الطاقة كمرجع .

فيما يلي بعض رموز الأجهزة والمعدات الكيميائية المستخدمة عادة في مخططات الأنابيب والأجهزة (P&ID)، وفقًا لمعياري ISO 10628 و ISO 14617 .

رموز الأجهزة والمعدات الكيميائية

	ماسورة		أنبوب معزول حرارياً		أنبوب مغلف		أنبوب مبرد أو ساخن
	اتصال مرن		مضخة هيدروليكية		مضخة		مضخة تفريغ أو ضاغط
	معجب		مروحة محورية		مروحة شعاعية		مجفف
	وعاء خلط مُغلّف (أوتوكلاف)		وعاء خلط نصف أنبوبي		الأوعية الأفقية المضغوطة		الأوعية الرأسية المضغوطة
	عمود معبأ		بلاتيون		فرن		برج التبريد
	مبادل حراري		مبادل حراري ملفي		مبرد		مبادل حراري ذو صفائح وإطار
	مبادل حراري ذو أنبوب مزدوج		مبادل حراري ذو أنابيب مستقيمة ثابتة		مبادل حراري ذو أنابيب على شكل حرف U		مبادل حراري حلزوني
	فتحة تهوية غاز مغطاة		فتحة تهوية غاز منحنية		فلتر هواء		قمع أو وعاء تجميع
	مصيدة بخار		زجاج للمشاهدة		صمام تخفيض الضغط		صمام
	صمام بوابة		صمام التحكم		صمام يدوي		صمام عدم الرجوع
	صمام إبرة		صمام الفراشة		صمام غشائي		صمام كروي
	صمام عدم الرجوع		مخفف ارتداد الهواء		شنطة		أسطوانة غاز
	صمام كروي		صمام ثلاثي الاتجاهات		ضاغط مكبسي أو ترددي		صمام تخفيف الضغط
	تمزق القرص		توربو إكسباندر		مضخة طرد مركزي		مضخة ترددية

الاستخدام التاريخي

قبل ظهور التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) في أواخر ثمانينيات القرن الماضي، كانت مخططات الأنابيب والأجهزة (P&IDs) تُرسَم يدويًا. نموذج الرسم الموضح أدناه، بحجمه الفعلي 225 مم × 111 مم، هو نموذج نموذجي للنماذج المستخدمة في رسم مخططات الأنابيب والأجهزة.

نموذج رسم تخطيطي يدوي للأنابيب والأجهزة (ثمانينيات القرن العشرين). مفتاح الرموز:

1. وعاء ذو ​​طرف مقعر
2. مضخة أو ضاغط يعمل بمحرك وقاعدة تثبيت
3. الصمامات
4. مشغل غشاء الصمام
5. مبادل حراري ذو غلاف وأنابيب
6. خرطوم مرن، منفاخ
7. قاذف
8. مضخة تعمل بالآلة أو جهاز آخر
9. مخفضات

• الأجهزة في الصناعات البتروكيماوية

• تعلم كيفية قراءة رسومات P&ID - دليل شامل
• تفسير مخططات الأنابيب والأجهزة - الرموز

• Commons:Category:Chemical engineering symbols - قائمة برموز P&ID بصيغة SVG