Come leggere i simboli delle valvole di controllo su un P&ID

I simboli delle valvole di controllo su un P&ID vengono letti partendo dalla forma base del corpo a farfalla, quindi controllando il marcatore interno per il tipo di valvola, il numero di identificazione per l'identificazione e il simbolo dell'attuatore per il metodo di controllo. Insieme, questi elementi ti dicono cosa fa la valvola, come funziona e dove si inserisce nel processo generale.

Perché i simboli delle valvole di controllo su un P&ID sono importanti per la comprensione del processo

Un diagramma di tubazioni e strumentazione (P&ID) è il disegno di riferimento principale per un impianto di processo industriale. Le valvole di controllo mostrate su questo diagramma sono gli elementi meccanici finali che regolano pressione, flusso, temperatura e livello del liquido.

Gli ingegneri utilizzano il P&ID per progettare l'impianto prima che inizi la costruzione. Una volta approvato, lo stesso diagramma guida i team di acquisto, i fornitori di attrezzature e le squadre che installano tutto in cantiere.

Una lettura errata di un singolo simbolo può causare problemi reali. Una linea potrebbe essere sovrapressurizzata o il flusso potrebbe invertirsi inaspettatamente quando non dovrebbe. Questo è il motivo per cui i simboli delle valvole PID seguono convenzioni standardizzate anziché variare per azienda o ingegnere.

Nota: I piani di tubazioni e i disegni P&ID completi utilizzano set di simboli sovrapposti ma distinti. Questa guida sui simboli delle valvole di tubazioni spiega dove i due divergono.

I blocchi costitutivi dei simboli delle valvole e dei numeri di identificazione P&ID

Ogni simbolo di valvola standard inizia con due triangoli che puntano l'uno verso l'altro, noti come “farfalla”. Questa forma rappresenta il corpo della valvola fisica che si trova nella tubazione.

Gli ingegneri identificano il ruolo specifico di ciascuna valvola utilizzando tag alfanumerici definiti da ANSI/ISA-5.1, lo standard industriale principale per i simboli di strumentazione. Alcuni esempi comuni:

• FV-101 designa Flow Valve numero 101
• LV-202 indica Level Valve numero 202
• PV E TV i prefissi contrassegnano rispettivamente le valvole di pressione e temperatura
• TT, PT, E FT indicano Trasmettitori di Temperatura, Pressione e Flusso, gli strumenti che inviano segnali a queste valvole

Le valvole a saracinesca presentano peculiarità di marcatura proprie che vale la pena conoscere, soprattutto per quanto riguarda le note di dimensionamento. Trattiamo questo argomento in modo più approfondito in come leggere il simbolo della valvola a saracinesca in P&ID.

Le note vicino al simbolo includono spesso dati di dimensionamento e classificazione. Una nota come 2″ 300 RF PB significa che la valvola ha un diametro di 2 pollici, è classificata ANSI Classe 300, ha una connessione a facce rialzate e utilizza un design di bilanciamento a pistone. Questo tipo di abbreviazione consente agli ingegneri di inserire una scheda tecnica completa di dettagli in pochi caratteri sul disegno.

Simboli comuni delle valvole e cosa significa ciascuno

Il design interno di una valvola determina come controlla il movimento del fluido, quindi i P&ID utilizzano marcatori interni distinti per ogni tipo:

• Valvole a globo: Un piccolo punto solido all'intersezione dei triangoli, che indica un percorso di flusso costruito per una regolazione precisa (controllo fine sulla velocità con cui il fluido si muove lungo la linea)
• Valvole a sfera e a tappo: Un piccolo cerchio o una linea all'interno del papillon, che rappresenta design a quarto di giro e ad azione rapida
• Valvole a farfalla: Una linea diagonale attraverso il centro del simbolo
• Valvole a saracinesca: Un semplice nodo a farfalla senza marcatore interno, utilizzato per un semplice isolamento completamente aperto o completamente chiuso
• Valvole di ritegno: Una freccia che mostra l'unica direzione in cui il flusso è consentito
• Valvole a membrana: Una linea curva sopra il corpo a farfalla
• Valvole a spillo: Un simbolo ristretto e affusolato utilizzato per una regolazione del flusso molto fine, spesso in linee di strumentazione o di campionamento
• Valvole angolari: Un nodo a farfalla disegnato ad angolo retto per mostrare il cambio di direzione del tubo alla valvola
• Valvole a solenoide: Un nodo a farfalla abbinato a un piccolo simbolo di bobina rettangolare, che indica che la valvola si apre o si chiude tramite un segnale elettrico anziché una forza manuale o pneumatica
• Valvole di sicurezza: Un triangolo che punta lontano dalla linea con un simbolo di molla in cima, utilizzato per sfogare automaticamente la pressione in eccesso

Come appaiono attuatori e accessori sul simbolo

Una valvola diventa una “valvola di controllo” solo quando viene collegato un attuatore per azionarla automaticamente. Su un P&ID, l'attuatore è disegnato come una forma collegata alla parte superiore dello stelo della valvola:

• Diaframma pneumatico: Una cupola curva, l'attuatore più comune per i loop di controllo di strozzamento
• Pistone/Cilindro: Una scatola rettangolare, utilizzata per operazioni pneumatiche o idrauliche ad alta pressione
• Motore Elettrico: Un piccolo cerchio con la lettera “M” all'interno

Due accessori compaiono spesso accanto al simbolo dell'attuatore:

• UN posizionatore è disegnato come una piccola scatola accanto all'attuatore. Affina la posizione della valvola in base al segnale del controllore, simile a come il cruise control in un'auto regola costantemente l'acceleratore per mantenere una velocità impostata.
• UN elettrovalvola può trovarsi tra l'alimentazione dell'aria e l'attuatore. Agisce come un interruttore on/off rapido per il segnale dell'aria, spesso utilizzato per forzare la valvola nella sua posizione di sicurezza in caso di arresto di emergenza.

Il comportamento di fail-safe è contrassegnato da una freccia o da un codice alfanumerico. Una freccia verso l'alto o “FO” significa che la valvola si apre in caso di guasto, mentre una freccia verso il basso o “FC” significa che si chiude in caso di guasto. Questo indica agli operatori esattamente come si comporterà la valvola se perde alimentazione o aria.

Lettura di un Ciclo di Controllo Completo

Per tracciare un ciclo di controllo completo, seguire il percorso del segnale dal sensore sul campo attraverso il controllore fino alla valvola. Un ciclo tipico include un trasmettitore, come TT per la temperatura, un controllore che elabora il segnale e la valvola azionata che risponde ad esso. In molti impianti, questo controllore fa parte di un DCS (Distributed Control System) o PLC (Programmable Logic Controller) più ampio che gestisce dozzine di cicli contemporaneamente.

Due tipi di linea mostrano come comunicano questi componenti:

• UN linea tratteggiata rappresenta un segnale elettrico, più comunemente lo standard 4-20mA, a volte stratificato con un segnale digitale HART
• UN linea continua attraversata da tratteggi diagonali rappresenta una linea di alimentazione pneumatica dell'aria

Seguendo queste linee dal trasmettitore alla valvola finale, è possibile capire se una misurazione crescente farà aprire ulteriormente o chiudere la valvola. Questa singola abilità trasforma un disegno denso e intimidatorio in una chiara storia di causa ed effetto sull'intero processo.

Dove si inseriscono le valvole a maschio nei sistemi P&ID

Le valvole a maschio sono dispositivi di isolamento a quarto di giro e ad alta integrità, scelti rispetto alle valvole a sfera per flussi di processo ad alta pressione, ricchi di fanghi o altamente corrosivi, grazie alle loro superfici di tenuta prive di cavità e autopulenti. Su un disegno P&ID standard ANSI/ISA-5.1, una valvola a maschio si distingue da una valvola a sfera per una forma a rombo (diamante), o un rettangolo interno esplicito all'interno del corpo a farfalla, piuttosto che un cerchio aperto.

Gli ingegneri B2B dovrebbero considerare tre livelli tecnici quando esaminano le valvole a maschio su un P&ID:

• Logica multi-porta. Le valvole a maschio a tre e quattro vie utilizzano marcatori simbolici specializzati a porta a T o a porta a L. Questi indicano la logica di diversione o miscelazione integrata in un singolo corpo valvola, eliminando la necessità di più valvole di isolamento.
• Specifiche di lubrificazione. Le note P&ID segnaleranno se una linea richiede una valvola a maschio lubrificata (iniezione periodica di sigillante per linee di petrolio/gas ad alta pressione) o una valvola a maschio non lubrificata con manicotto/rivestimento (manicotto in PTFE per resistenza chimica a tenuta stagna). Ciò influisce sull'infrastruttura di manutenzione e sulle schede tecniche delle valvole.
• Scalatura della coppia dell'attuatore. Le valvole a maschio si basano sul contatto superficie-superficie piuttosto che su anelli di sede localizzati, il che significa una coppia di spunto maggiore rispetto alle valvole a sfera. Quando sono automatizzati, il simbolo dell'attuatore (ad esempio, un pistone pneumatico) corrisponde spesso a un ingombro fisico maggiore sui disegni di layout per gestire questa richiesta di coppia.