Cách đọc ký hiệu van điều khiển trên P&ID

Các ký hiệu van điều khiển trên P&ID được đọc bằng cách bắt đầu với hình dạng thân hình nơ cơ bản, sau đó kiểm tra ký hiệu bên trong để biết loại van, số hiệu để nhận dạng và ký hiệu bộ truyền động để biết phương pháp điều khiển. Cùng nhau, các yếu tố này cho bạn biết van làm gì, cách thức hoạt động và vị trí của nó trong quy trình tổng thể.

Tại sao các ký hiệu van điều khiển trên P&ID lại quan trọng đối với việc hiểu quy trình

Sơ đồ đường ống và thiết bị (P&ID) là bản vẽ tham chiếu chính cho một nhà máy quy trình công nghiệp. Các van điều khiển được hiển thị trên sơ đồ này là các bộ phận cơ khí cuối cùng điều chỉnh áp suất, lưu lượng, nhiệt độ và mức chất lỏng.

Các kỹ sư sử dụng P&ID để thiết kế nhà máy trước khi bắt đầu xây dựng. Sau khi được phê duyệt, cùng một sơ đồ này sẽ hướng dẫn các nhóm mua sắm, nhà cung cấp thiết bị và các đội lắp đặt mọi thứ tại công trường.

Đọc sai một ký hiệu duy nhất có thể gây ra những vấn đề thực sự. Một đường ống có thể bị quá áp, hoặc lưu lượng có thể đảo chiều bất ngờ khi không nên. Đây là lý do tại sao các ký hiệu van PID tuân theo các quy ước tiêu chuẩn thay vì thay đổi theo công ty hoặc kỹ sư.

Ghi chú: Các bản vẽ hệ thống ống nước và bản vẽ P&ID đầy đủ sử dụng các bộ ký hiệu chồng chéo nhưng khác biệt. Hướng dẫn này về ký hiệu van hệ thống ống nước phân tích sự khác biệt giữa hai loại.

Các thành phần cơ bản của ký hiệu van và số hiệu P&ID

Mọi ký hiệu van tiêu chuẩn đều bắt đầu bằng hai hình tam giác hướng vào nhau, được gọi là “hình nơ”. Hình dạng này đại diện cho thân van vật lý nằm trong đường ống.

Các kỹ sư xác định vai trò cụ thể của từng van bằng cách sử dụng các số hiệu chữ và số được định nghĩa bởi ANSI/ISA-5.1, tiêu chuẩn ngành chính cho các ký hiệu thiết bị đo lường. Một vài ví dụ phổ biến:

• FV-101 chỉ định Van Lưu lượng số 101
• LV-202 chỉ định Van Mức số 202
• PV Và TV các tiền tố đánh dấu van Áp suất và Nhiệt độ tương ứng
• TT, PT, Và FT biểu thị Bộ truyền nhiệt độ, áp suất và lưu lượng, các thiết bị gửi tín hiệu đến các van này

Van cổng có những điểm đặc biệt riêng về cách đánh dấu cần biết, đặc biệt là các ghi chú về kích thước. Chúng tôi đề cập đến điều này chi tiết hơn trong cách đọc ký hiệu van cổng trong P&ID.

Các ghi chú gần ký hiệu thường bao gồm dữ liệu về kích thước và định mức. Một ghi chú như 2″ 300 RF PB có nghĩa là van có đường kính 2 inch, định mức theo Lớp ANSI 300, có kết nối mặt nâng, và sử dụng thiết kế cân bằng piston. Loại viết tắt này cho phép các kỹ sư đóng gói chi tiết của một bảng thông số kỹ thuật đầy đủ vào một vài ký tự trên bản vẽ.

Các Ký hiệu Van Phổ biến và Ý nghĩa của Chúng

Thiết kế bên trong của van quyết định cách nó kiểm soát dòng chảy, vì vậy P&ID sử dụng các ký hiệu bên trong riêng biệt cho từng loại:

• Van cầu: Một chấm nhỏ đặc ở giao điểm của các hình tam giác, cho biết đường dẫn dòng chảy được thiết kế để điều chỉnh chính xác (kiểm soát tốt tốc độ dòng chảy qua đường ống)
• Van bi và van nút: Một vòng tròn nhỏ hoặc một đường thẳng bên trong hình nơ, biểu thị thiết kế đóng mở nhanh, một phần tư vòng quay
• Van bướm: Một đường chéo qua tâm của ký hiệu
• Van cổng: Một hình nơ đơn giản không có ký hiệu bên trong, dùng để cô lập hoàn toàn mở hoặc đóng hoàn toàn
• Van kiểm tra: Một mũi tên chỉ hướng duy nhất dòng chảy được phép di chuyển
• Van màng: Một đường cong phía trên thân hình nơ
• Van kim: Một ký hiệu thu hẹp, thuôn nhọn dùng để điều chỉnh dòng chảy rất nhỏ, thường ở các đường ống dụng cụ hoặc lấy mẫu
• Van góc: Một hình nơ vẽ vuông góc để thể hiện đường ống đổi hướng tại van
• Van điện từ: Một hình nơ ghép với một ký hiệu cuộn dây hình chữ nhật nhỏ, cho biết van mở hoặc đóng thông qua tín hiệu điện thay vì lực thủ công hoặc khí nén
• Van giảm áp: Một hình tam giác hướng ra khỏi đường ống với ký hiệu lò xo ở trên, dùng để xả áp suất dư tự động

Bộ truyền động và phụ kiện xuất hiện trên ký hiệu như thế nào

Một van chỉ trở thành “van điều khiển” khi có bộ truyền động được gắn vào để vận hành nó tự động. Trên P&ID, bộ truyền động được vẽ dưới dạng một hình dạng kết nối với đỉnh của trục van:

• Màng khí nén: Một vòm cong, bộ truyền động phổ biến nhất cho các vòng điều khiển lưu lượng
• Piston/Xi lanh: Một hộp hình chữ nhật, được sử dụng cho hoạt động khí nén hoặc thủy lực áp suất cao
• Động cơ điện: Một hình tròn nhỏ có chữ “M” bên trong

Hai phụ kiện thường xuất hiện cùng với ký hiệu bộ truyền động:

• MỘT bộ định vị được vẽ như một hộp nhỏ bên cạnh bộ truyền động. Nó tinh chỉnh vị trí của van dựa trên tín hiệu của bộ điều khiển, tương tự như cách kiểm soát hành trình trên ô tô liên tục điều chỉnh ga để duy trì tốc độ cài đặt.
• MỘT van điện từ có thể nằm giữa nguồn cấp khí và bộ truyền động. Nó hoạt động như một công tắc bật/tắt nhanh cho tín hiệu khí, thường được sử dụng để buộc van vào vị trí an toàn khi tắt khẩn cấp.

Hành vi an toàn được đánh dấu bằng mũi tên hoặc mã chữ. Mũi tên hướng lên hoặc “FO” có nghĩa là van mở khi gặp sự cố, trong khi mũi tên hướng xuống hoặc “FC” có nghĩa là van đóng khi gặp sự cố. Điều này cho người vận hành biết chính xác van sẽ hoạt động như thế nào nếu mất điện hoặc nguồn cấp khí.

Đọc một Vòng Lặp Điều Khiển Hoàn Chỉnh

Để theo dõi một vòng lặp điều khiển đầy đủ, hãy đi theo đường đi của tín hiệu từ cảm biến trường qua bộ điều khiển đến van. Một vòng lặp điển hình bao gồm một bộ truyền tín hiệu, chẳng hạn như TT cho nhiệt độ, một bộ điều khiển xử lý tín hiệu và van được truyền động phản ứng với nó. Trong nhiều nhà máy, bộ điều khiển này là một phần của Hệ thống Điều khiển Phân tán (DCS) hoặc Bộ điều khiển Logic Lập trình (PLC) lớn hơn, quản lý hàng chục vòng lặp cùng một lúc.

Hai loại đường cho thấy các thành phần này giao tiếp như thế nào:

• MỘT đường nét đứt biểu thị tín hiệu điện, phổ biến nhất là tiêu chuẩn 4-20mA, đôi khi được xếp lớp với tín hiệu HART kỹ thuật số
• MỘT đường liền nét gạch chéo với các dấu gạch chéo biểu thị một đường cấp khí nén

Bằng cách làm theo các đường này từ bộ truyền đến van cuối cùng, bạn có thể cho biết liệu phép đo tăng lên sẽ khiến van mở ra thêm hay đóng lại. Kỹ năng đơn lẻ này biến một bản vẽ dày đặc, đáng sợ thành một câu chuyện rõ ràng về nguyên nhân và kết quả trên toàn bộ quy trình.

Van bi đóng vai trò gì trong Hệ thống P&ID

Van bi là thiết bị cách ly quay một phần tư, có độ tin cậy cao, được chọn thay vì van bi cho các dòng quy trình áp suất cao, nhiều bùn hoặc ăn mòn cao, nhờ bề mặt ngồi không có khoang, tự làm sạch. Trên bản vẽ P&ID ANSI/ISA-5.1 tiêu chuẩn, van bi được phân biệt với van bi bằng hình dạng hình thoi (kim cương) hoặc hình chữ nhật bên trong rõ ràng bên trong thân hình nơ, thay vì một vòng tròn trống.

Các kỹ sư B2B nên xem xét ba lớp kỹ thuật khi xem xét van bi trên P&ID:

• Logic đa cổng. Van bi ba chiều và bốn chiều sử dụng các ký hiệu cổng T hoặc cổng L chuyên dụng. Chúng chỉ ra logic chuyển hướng hoặc trộn được tích hợp vào một thân van duy nhất, loại bỏ nhu cầu về nhiều van cách ly.
• Đặc tả bôi trơn. Các ghi chú P&ID sẽ đánh dấu xem một đường có cần van bi bôi trơn (tiêm chất bịt kín định kỳ cho các đường dầu/khí áp suất cao) hay van bi có ống lót/lót không bôi trơn (ống lót PTFE để chống ăn mòn không rò rỉ) hay không. Điều này ảnh hưởng đến cơ sở hạ tầng bảo trì và bảng dữ liệu van.
• Tỷ lệ mô-men xoắn bộ truyền động. Van bi dựa vào tiếp xúc bề mặt với bề mặt thay vì các vòng đệm cục bộ, có nghĩa là mô-men xoắn phá vỡ cao hơn van bi. Khi được tự động hóa, ký hiệu bộ truyền động (ví dụ: piston khí nén) thường tương ứng với diện tích vật lý lớn hơn trên bản vẽ bố trí để xử lý nhu cầu mô-men xoắn này.