O que é um Diagrama de Tubulação e Instrumentação (P&ID)
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Na indústria de processos, a segurança, eficiência e produtividade dependem em grande parte da capacidade de projetar, operar e manter sistemas complexos de tubulações, equipamentos e instrumentação. Para isso, é essencial contar com uma ferramenta eficaz de comunicação e planejamento que permita a engenheiros, técnicos e operadores entenderem a configuração e o funcionamento desses sistemas. É aí que entram os diagramas de tubulação e instrumentação (P&ID), também conhecidos como diagramas de processo e instrumentação.
Neste artigo, vamos explorar em detalhes o que é um P&ID, seus componentes principais, como são utilizados em diferentes indústrias e como podem ajudar a melhorar a segurança, eficiência e produtividade na operação e manutenção de sistemas de processos complexos.
1. O que é um P&ID?
Um diagrama de tubulação e instrumentação exibe os componentes da tubulação (por exemplo, equipamentos, válvulas, redutores e assim por diante) de um fluxo de processamento físico real e geralmente é usado em projetos de engenharia, como na montagem de caldeiras a vapor, permutadores de calor, caldeiras elétricas e mais.
Para ler um diagrama de tubulação e instrumentação, basta dividir o diagrama geral em partes menores e depois rastrear e seguir a tubulação de um único equipamento. O diagrama de tubulação e instrumentação também está intimamente relacionado com o Diagrama de Fluxo de Processo (DFD). Este último mostra uma representação dos passos separados de um processo em ordem sequencial.
Os muitos propósitos do uso de um diagrama de tubulação e instrumentação são:
- Entender melhor as condições do design de um projeto de engenharia;
- Operar, manter e modificar o sistema do processo eficientemente;
- Dispor o leiaute convenientemente e demonstrar a sequência física dos sistemas com foco nos esquemas de controle e desligamento, nos requisitos de segurança e nos detalhes básicos de inicialização e operacionais.
História do diagrama P&ID
Geralmente, um Diagrama de Tubulação e Instrumentação é preparado no estágio de diagrama de fluxo de processo, e os instaladores consultam esse diagrama enquanto montam um maquinário. No entanto, há outro diagrama chamado Diagrama de Fluxo de Processo, ou DFD, que precede o P&ID.
Um Diagrama de Fluxo de Processo exibe a planta do fluxo de trabalho conceitual, isto é, como o equipamento totalmente funcional vai operar após a instalação. O DFD não inclui detalhes como imagens, números ou dados sobre as medidas exatas.
Depois que um DFD é preparado, ele é usado como uma documentação de referência para desenhar um P&ID que contém os detalhes específicos do fluxo de trabalho, como o sistema de tubulação, os motores e outras unidades importantes. No entanto, é imperativo destacar que o propósito de um P&ID é ilustrar os tubos e as máquinas importantes, e portanto, ele não deve ser muito detalhado. Se uma seção em particular de um Diagrama de Tubulação e Instrumentação precisar de alguma elaboração, um diagrama separado deve ser criado para esse segmento.
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2. Elementos, usos e vantagens do P&ID
Elementos de P&ID
Não existe um modelo padronizado para um diagrama de tubulação e instrumentação, mas você pode ver alguns dos seguintes elementos:
- Os diferentes tipos de equipamentos, incluindo válvulas, redutores, drenos e assim por diante;
- Os detalhes dos equipamentos, como tamanhos, números de identificação, classificação, capacidade e mais;
- Detalhes sobre as especificações, incluindo identificação do elemento, requisito de isolamento, direção do fluxo, referência de interconexão, nível de qualidade, várias interfaces, inicialização permanente e linhas de descarga.
Usos do P&ID
Los diagramas de tuberías e instrumentación se han utilizado en muchos campos, como en el sector metalúrgico, la industria de la climatización, los sectores de generación de energía, y otros. Los usos más comunes de estos diagramas son:
- Projetar um processo de manufatura para uma usina física com etapas químicas ou mecânicas complexas. Isso é especialmente importante para controle de segurança.
- Para o treinamento de novos funcionários e contraentes antes que eles comecem a trabalhar na instalação.
- Para calcular os custos estimados de capital do projeto e desenvolver as especificações do contrato do projeto, por exemplo, as diretrizes e as normas para as operações na instalação.
Vantagens e desvantagens do P&ID
Um Diagrama de Tubulação e Instrumentação (P&ID) vem com certos méritos e deméritos, e dependendo da infraestrutura que você planeja construir, esses pontos podem variar amplamente. Contudo, algumas das vantagens e desvantagens mais comuns que que acompanham um P&ID ideal incluem: :
Vantagens：
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Permite que a equipe avalie o processo de construção com quase precisão.
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Ajuda a criar uma base sólida para programação de controle.
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Serve como uma linguagem simbólica genérica que pode ser usada por designers de todas as regiões do globo para se comunicarem uns com os outros e compartilharem suas ideias em relação à automação industrial.
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Ajuda a preparar e a implementar sistemas de controle de segurança.
Desvantagens:
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Não é totalmente confiável, pois não contém detalhes precisos.
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É desafiador desenhar um Diagrama de Tubulação e Instrumentação de forma independente, e é necessário um Diagrama de Fluxo de Processo (DFD) como uma ilustração de referência.
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Ele não pode ser reutilizado em vários projetos e um diagrama diferente deve ser adaptado para cada empresa.
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É necessário usar os símbolos e ícones corretos ao desenhar um diagrama de tubulação e instrumentação; Caso contrário, os engenheiros podem acabar preparando equipamentos defeituosos.
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3. Símbolos P&ID
Equipamento
A categoria equipamentos tem unidades variadas únicas que diferem das outras categorias dos diagramas de tubulação e instrumentação. A categoria equipamentos contém instalações e dispositivos como compressores, transportadores, motores, turbinas, aspiradores e mais.
Formas de Tubulação e Conexão
Tubos são usados para transportar substâncias fluídas na diagramação industrial. A tubulação conta com vários materiais diferentes, como metal e plástico, para criar vários tipos, incluindo tubos multilinhas, separadores e assim por diante.
Recipientes
Normalmente, um recipiente é um tipo de container usado para armazenar fluídos ou alterar as características dos fluídos durante o armazenamento. A categoria recipientes cobre de tanques a colunas, como você verá abaixo:
Permutadores de Calor
Um permutador de calor é usado para transferir calor de vários tipos de áreas ou meios eficientemente. Esta categoria inclui muitas formas diferentes de dispositivos, como caldeiras, condensadores, enroladores de mangueiras e mais.
Bombas
Geralmente, uma bomba é um tipo de dispositivo que usa pressão para elevar ou comprimir fluídos para dentro e para fora de outras instalações industriais. Esta categoria cobre bombas, ventiladores, ejetores, sprays e mais.
Instrumentos
Um instrumento é usado para medir e controlar quantidades, incluindo fluxos, temperatura ou pressão. A categoria instrumentos inclui indicadores caseiros, transmissores, medidores de barragens, controladores e assim por diante.
Válvulas
Uma válvula é usada por engenheiros para controlar o fluxo de um fluido ao abrir e fechar passagens num sistema de tubulação. Esta seção inclui rotâmetros, medidores, válvulas esféricas e mais.
4. Modelos grátis de P&ID
Diagrama de tubulação e instrumentação
Este fluxograma ilustra as etapas necessárias para a criação de um sistema de bombeamento de água. Inicialmente, a água é introduzida pela entrada, armazenada em um reservatório e, por fim, transportada por uma bomba de alta pressão (bomba HP). Todo o processo garante o fornecimento contínuo de água e o transporte eficiente. Além disso, são realizados testes e tratamento da qualidade da água para garantir um abastecimento seguro e saudável.
Processo de ebulição da água
Este Diagrama de Fluxo de Processo (PFD) fornece uma ilustração detalhada de um sistema de coluna de destilação, incluindo componentes-chave como o refervedor, o condensador e diversas válvulas de controle. Ideal para profissionais e estudantes de engenharia química, este modelo ajuda a visualizar todo o processo de destilação, desde a introdução da alimentação até o produto de fundo e a retirada do destilado.
Sistema de generación de energía
Um sistema de geração de energia, usina ou estação de energia é um conjunto de equipamentos industriais para gerar energia elétrica. No diagrama a seguir você pode ver diferentes instalações, como tanques de alimentação e turbinas LP.
Processo de evaporação
Este diagrama mostra um sistema de evaporação com alguns elementos e três evaporadores principais. Seguindo os canos neste diagrama, você pode ver claramente como a água evapora.
Sistema de ar condicionado
Este diagrama de exemplo de tubulação e instrumentação mostra o processo geral de remoção de calor e umidade de um determinado espaço para melhorar o ambiente de vida. O ar condicionado está localizado no centro e é equipado com tubos em diferentes direções.
Sistema SCR com baixo nível de poeira
O termo SCR refere-se à Redução Catalítica Seletiva e é um sistema avançado de controle de emissões. Veja o diagrama abaixo para mais informações ou baixe-o gratuitamente em formato PDF.
Aqui estão mais modelos de diagramas de tubulação e instrumentação para você usar facilmente. Todos eles são editáveis com nosso software de diagramas de tubulação e instrumentação que pode ser baixado gratuitamente. Você pode clicar em qualquer um deles para ver mais detalhes.
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| Sistema de fábrica | Sistema de controle de processo simples | Sistema de suco e néctar |
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| Exemplo de PFD para logística de grãos | Secagem e armazenamento de grãos | Exemplo de skimmer de proteína |
5. Como criar um P&ID?
Passo 1:Execute o EdrawMax no seu computador. Vá até Mais > Engenharia Industrial e abra um exemplo de P&ID.
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Passo 2: Arraste e solte os símbolos embutidos da biblioteca. Alternativamente, você pode usar um modelo predefinido para acelerar o seu trabalho.
Passo 3: Conecte as formas e os equipamentos do diagrama de tubulação e instrumentação com as tubulações em diferentes direções. Ajuste o comprimento e a largura de uma tubulação de acordo com as suas necessidades específicas. Além disso, lembre-se de que alguns equipamentos podem precisar de uma configuração especial.
Passo 4: Customize as suas formas de tubulação e instrumentação alterando a cor e o tamanho padrão. Você também pode adicionar texto ou rotular cada equipamento.
Passo 5: Quando seu P&ID estiver completo, você pode exportá-lo para JPG, PNG, SVG, PDF, Microsoft Word, Excel, PowerPoint, Visio, HTML com apenas um click. Assim, você poderá compartilhar os seus desenhos com outras pessoas que não usam o EdrawMax sem precisar procurar por maneiras de converter o formato do arquivo.
Conselhos 📚:
Ao preparar um diagrama de tubulação e instrumentação, é importante considerar alguns pontos para aproveitar ao máximo seu potencial:
- Certifique-se de incluir no P&ID elementos importantes como válvulas obrigatórias, equipamentos mecânicos, direção do fluxo, entradas do sistema de controle informatizado, etc.
- Evite adicionar informações excessivamente detalhadas, como relés de controle, ramificações de curvas, etc. Se necessário, esses elementos podem ser mostrados em um gráfico separado e mais completo.
- Elabore uma lista dos equipamentos que devem ser incluídos na unidade final e use essa lista ao preparar o diagrama de tubulação e instrumentação.
- Sempre conecte as tubulações no diagrama e realize vários testes de operação diretamente no diagrama para avaliar e eliminar falhas que possam surgir após o início da operação da unidade.
- Aceite sugestões de engenheiros e designers experientes para obter o melhor diagrama de tubulação e instrumentação possível.
6. Conclusão
Em conclusão, os diagramas de tubulação e instrumentação (P&ID) são uma ferramenta fundamental na indústria de processos, pois fornecem uma representação clara e concisa da configuração e do funcionamento de sistemas complexos de tubulações, equipamentos e instrumentação.
Ao utilizar uma linguagem simbólica e padronizada, os P&ID permitem que engenheiros, técnicos e operadores se comuniquem de forma eficaz e tomem decisões informadas sobre o projeto, a operação e a manutenção de sistemas de processo.
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