چگونه نمادهای شیر کنترل را در P&ID بخوانیم

نمادهای شیر کنترل در یک P&ID با شروع از شکل پایه بدنه پاپیونی، سپس بررسی نشانگر داخلی برای نوع شیر، شماره برچسب برای شناسایی و نماد محرک برای روش کنترل خوانده می‌شوند. در مجموع، این عناصر به شما می‌گویند که شیر چه کاری انجام می‌دهد، چگونه کار می‌کند و در فرآیند کلی کجا قرار می‌گیرد.

چرا نمادهای شیر کنترل در یک P&ID برای درک فرآیند اهمیت دارند

نمودار لوله‌کشی و ابزار دقیق (P&ID) نقشه مرجع اصلی برای یک کارخانه فرآیند صنعتی است. شیرهای کنترل نشان داده شده در این نمودار، عناصر مکانیکی نهایی هستند که فشار، جریان، دما و سطح مایع را تنظیم می‌کنند.

مهندسان از P&ID برای طراحی کارخانه قبل از شروع ساخت و ساز استفاده می‌کنند. پس از تأیید، همین نمودار راهنمای تیم‌های خرید، فروشندگان تجهیزات و خدماتی است که همه چیز را در محل نصب می‌کنند.

اشتباه خواندن یک نماد واحد می‌تواند مشکلات واقعی ایجاد کند. ممکن است یک خط بیش از حد تحت فشار قرار گیرد، یا جریان به طور غیرمنتظره‌ای در جایی که نباید، معکوس شود. به همین دلیل است که نمادهای شیر PID از قراردادهای استاندارد پیروی می‌کنند به جای اینکه بسته به شرکت یا مهندس متفاوت باشند.

توجه: نقشه‌های لوله‌کشی و نقشه‌های کامل P&ID از مجموعه‌های نمادهای همپوشان اما متمایز استفاده می‌کنند. این راهنما در مورد نمادهای شیر لوله‌کشی توضیح می‌دهد که این دو کجا از هم جدا می‌شوند.

بلوک‌های سازنده نمادهای شیر و شماره‌های برچسب P&ID

هر نماد شیر استاندارد با دو مثلث که به سمت یکدیگر اشاره می‌کنند، شروع می‌شود که به عنوان “پاپیونی” شناخته می‌شود. این شکل بدنه شیر فیزیکی را که در خط لوله قرار دارد نشان می‌دهد.

مهندسان نقش خاص هر شیر را با استفاده از برچسب‌های الفبایی عددی تعریف شده توسط ANSI/ISA-5.1، استاندارد اصلی صنعت برای نمادهای ابزار دقیق، شناسایی می‌کنند. چند نمونه رایج:

• FV-101 شیر جریان شماره 101 را مشخص می‌کند
• LV-202 شیر سطح شماره 202 را نشان می‌دهد
• PV و TV پیشوندها به ترتیب شیرهای فشار و دما را مشخص می‌کنند
• TT, PT، و FT نشان‌دهنده فرستنده‌های دما، فشار و جریان، ابزارهایی که سیگنال‌ها را به این شیرها ارسال می‌کنند

شیرهای دروازه‌ای دارای ویژگی‌های برچسب‌گذاری خاص خود هستند که دانستن آن‌ها، به‌ویژه در مورد یادداشت‌های اندازه‌گیری، ارزش دارد. ما این موضوع را با جزئیات بیشتری در نحوه خواندن نماد شیر دروازه‌ای در P&ID.

یادداشت‌های نزدیک نماد اغلب شامل داده‌های اندازه‌گیری و درجه‌بندی هستند. یادداشتی مانند 2 اینچ 300 RF PB به این معنی است که شیر 2 اینچ قطر دارد، دارای درجه‌بندی ANSI کلاس 300 است، دارای اتصال صورت برجسته است و از طراحی تریم متعادل پیستونی استفاده می‌کند. این نوع اختصار به مهندسان اجازه می‌دهد تا مشخصات کامل یک برگه مشخصات را در چند کاراکتر روی نقشه قرار دهند.

نمادهای رایج شیر و معنی هر کدام

طراحی داخلی شیر نحوه کنترل جریان سیال را تعیین می‌کند، بنابراین P&IDها از نشانگرهای داخلی متمایز برای هر نوع استفاده می‌کنند:

• شیرهای کروی: یک نقطه جامد کوچک در محل تقاطع مثلث‌ها، که نشان‌دهنده مسیر جریان ساخته شده برای تنظیم دقیق (کنترل دقیق سرعت حرکت سیال در خط) است
• شیرهای توپی و پلاگ: یک دایره یا خط کوچک در داخل پاپیون، که نشان‌دهنده طرح‌های چرخش یک چهارم، سریع‌الاثر است
• شیرهای پروانه‌ای: یک خط مورب از مرکز نماد
• شیرهای دروازه‌ای: یک پاپیون ساده بدون علامت داخلی، که برای جداسازی ساده کاملاً باز یا کاملاً بسته استفاده می‌شود
• شیرهای چک: فلشی که تنها جهت مجاز جریان را نشان می‌دهد
• شیرهای دیافراگمی: خطی منحنی بالای بدنه پاپیون
• شیرهای سوزنی: نمادی باریک و مخروطی که برای تنظیم بسیار دقیق جریان، اغلب در خطوط ابزار دقیق یا نمونه‌برداری استفاده می‌شود
• شیرهای زاویه‌ای: پاپیونی که با زاویه قائمه کشیده شده تا تغییر جهت لوله در شیر را نشان دهد
• شیرهای برقی: پاپیونی که با نماد سیم‌پیچ مستطیلی کوچک جفت شده است، نشان‌دهنده باز یا بسته شدن شیر از طریق سیگنال الکتریکی به جای نیروی دستی یا پنوماتیک است
• شیرهای اطمینان: مثلثی که از خط دور شده و نماد فنر در بالای آن قرار دارد، برای تخلیه خودکار فشار اضافی استفاده می‌شود

نحوه نمایش عملگرها و لوازم جانبی در نماد

یک شیر تنها زمانی “شیر کنترلی” می‌شود که یک عملگر برای راه‌اندازی خودکار آن متصل شود. در P&ID، عملگر به صورت شکلی کشیده می‌شود که به بالای ساقه شیر متصل است:

• دیافراگم پنوماتیک: یک گنبد منحنی، رایج‌ترین عملگر برای حلقه‌های کنترل خفه‌کن
• پیستون/سیلندر: جعبه‌ای مستطیلی که برای عملیات پنوماتیک یا هیدرولیک فشار بالا استفاده می‌شود.
• موتور الکتریکی: دایره‌ای کوچک با حرف “M” در داخل آن.

دو لوازم جانبی اغلب در کنار نماد محرک ظاهر می‌شوند:

• الف موقعیت‌دهنده به صورت جعبه‌ای کوچک در کنار محرک کشیده می‌شود. این موقعیت‌دهنده موقعیت شیر را بر اساس سیگنال کنترل‌کننده تنظیم دقیق می‌کند، شبیه به نحوه تنظیم مداوم دریچه گاز توسط کروز کنترل در خودرو برای حفظ سرعت تعیین شده.
• الف شیر برقی ممکن است بین منبع هوا و محرک قرار گیرد. این شیر به عنوان یک سوئیچ سریع روشن/خاموش برای سیگنال هوا عمل می‌کند و اغلب برای مجبور کردن شیر به موقعیت ایمن در هنگام خاموش شدن اضطراری استفاده می‌شود.

رفتار ایمن در هنگام خرابی با یک فلش یا کد حرفی مشخص می‌شود. فلش رو به بالا یا “FO” به معنای باز شدن شیر در هنگام خرابی است، در حالی که فلش رو به پایین یا “FC” به معنای بسته شدن آن در هنگام خرابی است. این به اپراتورها می‌گوید که شیر در صورت قطع برق یا منبع هوا دقیقاً چگونه عمل خواهد کرد.

خواندن یک حلقه کنترل کامل

برای ردیابی یک حلقه کنترل کامل، مسیر سیگنال را از سنسور میدانی از طریق کنترل‌کننده تا شیر دنبال کنید. یک حلقه معمولی شامل یک فرستنده، مانند TT برای دما، یک کنترل‌کننده که سیگنال را پردازش می‌کند، و شیر محرک که به آن پاسخ می‌دهد. در بسیاری از کارخانه‌ها، این کنترل‌کننده بخشی از یک سیستم کنترل توزیع شده (DCS) یا کنترل‌کننده منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) بزرگتر است که ده‌ها حلقه را به طور همزمان مدیریت می‌کند.

دو نوع خط نشان می‌دهند که این اجزا چگونه با هم ارتباط برقرار می‌کنند:

• الف خط چین نشان‌دهنده سیگنال الکتریکی است، که معمولاً استاندارد 4-20 میلی‌آمپر است و گاهی اوقات با سیگنال دیجیتال HART همراه است.
• الف خط جامد که با علامت هش مورب قطع شده است نشان دهنده خط تامین هوای پنوماتیک است

با دنبال کردن این خطوط از فرستنده تا شیر نهایی، می توانید تشخیص دهید که آیا اندازه گیری رو به افزایش باعث باز شدن بیشتر شیر یا بسته شدن آن می شود. این مهارت واحد، یک نقشه متراکم و ترسناک را به داستانی واضح از علت و معلول در کل فرآیند تبدیل می کند.

جایگاه شیرهای پلاگ در سیستم های P&ID

شیرهای پلاگ دستگاه های جداسازی با چرخش یک چهارم و با یکپارچگی بالا هستند که به دلیل سطوح نشیمنگاه بدون حفره و خود تمیز شونده، نسبت به شیرهای توپی برای جریان های فرآیندی با فشار بالا، حاوی لجن زیاد یا بسیار خورنده ترجیح داده می شوند. در یک نقشه استاندارد P&ID ANSI/ISA-5.1، شیر پلاگ با شکل لوزی (الماس) یا یک مستطیل داخلی صریح در داخل بدنه پاپیونی، به جای یک دایره باز، از شیر توپی متمایز می شود.

مهندسان B2B هنگام بررسی شیرهای پلاگ در P&ID باید سه لایه فنی را در نظر بگیرند:

• منطق چند پورتی. شیرهای پلاگ سه راهی و چهار راهی از نشانگرهای نماد T-port یا L-port تخصصی استفاده می کنند. اینها نشان دهنده منطق انحراف یا اختلاط ساخته شده در یک بدنه شیر واحد هستند و نیاز به چندین شیر جداسازی را از بین می برند.
• مشخصات روانکاری. یادداشت های P&ID نشان می دهند که آیا خط نیاز به شیر پلاگ روانکاری شده (تزریق دوره ای درزگیر برای خطوط نفت/گاز با فشار بالا) یا شیر پلاگ آستردار/لاین دار غیر روانکاری شده (آستین PTFE برای مقاومت شیمیایی بدون نشتی) دارد. این بر زیرساخت نگهداری و برگه های داده شیر تأثیر می گذارد.
• مقیاس گشتاور محرک. شیرهای پلاگ به جای حلقه های نشیمنگاه موضعی، به تماس سطح به سطح متکی هستند، که به معنای گشتاور شکست بالاتر نسبت به شیرهای توپی است. هنگام خودکار شدن، نماد محرک (به عنوان مثال، یک پیستون پنوماتیک) اغلب با یک ردپای فیزیکی بزرگتر در نقشه های چیدمان مطابقت دارد تا این تقاضای گشتاور را برآورده کند.