Cách đọc bản vẽ P&ID gồm bốn bước: xem chú giải, lần theo mũi tên dòng chảy, đọc mã thiết bị và mã đường ống, rồi đối chiếu với datasheet của nhà sản xuất. P&ID là viết tắt của Piping and Instrumentation Diagram, tức sơ đồ đường ống và thiết bị đo lường. Trên sơ đồ P&ID, mỗi thiết bị, van và đường ống đều có ký hiệu và mã riêng.
Bài này giải thích bản vẽ P&ID là gì, các ký hiệu P&ID hay gặp, cách đọc mã thiết bị theo ISA 5.1 và một vòng điều khiển lưu lượng mẫu.
Ký hiệu P&ID là gì?
Ký hiệu P&ID là bộ hình vẽ và chữ viết tắt dùng để thể hiện thiết bị, đường ống, van và thiết bị đo trên sơ đồ công nghệ. Bản vẽ P&ID là gì? Đó là tài liệu cho biết thiết bị nằm ở đâu trong quy trình, làm chức năng gì và lưu chất đi theo hướng nào. Người thiết kế, thi công, vận hành và bảo trì cùng đọc một tài liệu nên không phải đoán ý nhau.
Bộ ký hiệu đo lường và điều khiển thường theo ANSI/ISA-5.1 (bản hiện hành là ANSI/ISA-5.1-2024), còn hình vẽ thiết bị cơ khí và đường ống thường theo quy ước của công ty hoặc theo ISO 10628. Mỗi dự án có thể điều chỉnh, nên chú giải của bản vẽ là căn cứ cuối cùng.
Phân biệt P&ID với PFD và sơ đồ mạch khí nén
PFD (Process Flow Diagram) là sơ đồ dòng công nghệ ở mức tổng quát: thiết bị chính, dòng vật chất, cân bằng nhiệt và khối lượng. P&ID chi tiết hơn nhiều, vì có từng van, từng thiết bị đo, từng vòng điều khiển và cấp ống.
| Loại sơ đồ | Mục đích | Có gì trên bản vẽ |
|---|---|---|
| PFD | Cho thấy luồng công nghệ tổng thể | Thiết bị chính, dòng vật chất, thông số vận hành chính; thường không có van phụ |
| P&ID | Thiết kế chi tiết, thi công, vận hành, bảo trì | Mọi thiết bị, đường ống, van, thiết bị đo, vòng điều khiển, mã đường ống |
| Sơ đồ mạch khí nén | Mô tả mạch điều khiển xi lanh, van phân phối trong hệ thống khí nén | Ký hiệu theo ISO 1219: van phân phối, xi lanh, nguồn khí, cửa nối |
Sơ đồ mạch khí nén dùng ký hiệu riêng, không dùng bong bóng ISA. Xem thêm bài sơ đồ mạch khí nén theo ISO 1219.
Tầm quan trọng của P&ID
Với sơ đồ P&ID, kỹ sư thiết kế phát hiện sớm thiếu van chặn, thiếu điểm lấy mẫu hay thiếu thiết bị đo ngay trên giấy; người vận hành biết lưu chất đi từ đâu đến đâu; đội bảo trì xác định đúng van cô lập cần khóa khi xử lý sự cố.
Các thành phần của P&ID
Một bản vẽ P&ID thường có bốn nhóm thành phần:
- Thiết bị xử lý: máy bơm, máy nén, bộ trao đổi nhiệt, bồn, bình. Ký hiệu cho biết loại thiết bị và vị trí của nó trong quy trình.
- Đường ống: thể hiện bằng các đường nối giữa thiết bị. Kiểu nét, mũi tên và mã đường ống cho biết loại ống, lưu chất và chiều dòng chảy.
- Thiết bị đo lường và điều khiển: đo lưu lượng, áp suất, nhiệt độ, mức, cùng bộ điều khiển và van điều khiển. Thiết bị đo và bộ điều khiển vẽ bằng hình tròn (bong bóng) kèm mã chữ và số; van điều khiển vẽ bằng ký hiệu van có bộ chấp hành, mã của nó ghi trong bong bóng đặt cạnh.
- Chú giải (legend): giải thích ký hiệu, nét vẽ và chữ viết tắt dùng trong bản vẽ. Gặp ký hiệu lạ, hãy xem chú giải trước khi suy đoán.
Khung tên bản vẽ ghi số bản vẽ và lần sửa đổi. Các điểm đánh dấu HOLD cho biết chỗ chưa chốt thiết kế, nên cần chú ý trước khi thi công.
Biểu tượng, ký hiệu P&ID
Dưới đây là sáu nhóm ký hiệu P&ID hay gặp nhất.
Ký hiệu P&ID đường ống
Đường ống dẫn lưu chất giữa các thiết bị. Trên bản vẽ, ống công nghệ là nét liền kèm mũi tên chiều chảy, ống chính thường vẽ đậm hơn ống nhánh. Tín hiệu giữa các thiết bị đo được vẽ bằng nét mảnh riêng để không nhầm với ống. Hiểu thêm về mạng lưới ống ở bài tổng quan về hệ thống đường ống.
| Loại đường | Cách vẽ thường gặp |
|---|---|
| Ống công nghệ | Nét liền đậm, có mũi tên chiều chảy |
| Tín hiệu khí nén (ISA 5.1) | Nét mảnh có từng cặp gạch chéo ngắn (//) |
| Tín hiệu điện (ISA 5.1) | Nét đứt; bản vẽ theo ấn bản cũ có thể dùng nét liền với ba gạch chéo |
| Liên kết phần mềm, dữ liệu (ISA 5.1) | Nét mảnh có các vòng tròn nhỏ, hoặc kiểu riêng của dự án |
Ký hiệu P&ID van
Phần lớn van trên P&ID vẽ từ hai tam giác chạm đỉnh nhau, rồi thêm chi tiết bên trong hoặc bên trên để phân biệt loại và cách vận hành (tay quay, màng, motor). Bảng dưới đây liệt kê sáu ký hiệu thường gặp; danh sách đầy đủ có trong bảng ký hiệu các loại van công nghiệp.
| Loại van | Hình dạng thường vẽ |
|---|---|
| Van cổng | Hai tam giác chạm đỉnh, không thêm chi tiết bên trong |
| Van cầu | Hai tam giác chạm đỉnh, có vòng tròn đặc ở giữa |
| Van bi | Hai tam giác chạm đỉnh, có vòng tròn ở giữa (kiểu vẽ khác nhau tùy chú giải) |
| Van bướm | Một vạch (tượng trưng đĩa van) cắt qua tâm, đặt giữa hai tam giác hoặc hai vạch song song; kiểu vẽ khác nhau tùy chú giải |
| Van một chiều | Hai tam giác chạm đỉnh, một tam giác tô đen hoặc có vạch chắn, kèm mũi tên chỉ chiều dòng cho phép |
| Van an toàn | Thân góc vuông, có biểu tượng lò xo; cửa vào dưới, cửa xả ra bên |
Ký hiệu P&ID máy bơm
Máy bơm hút và đẩy chất lỏng, tạo áp suất cho đường ống. Ký hiệu thường là hình tròn có cửa hút và cửa đẩy. Quạt và máy nén có hình tương tự nhưng khác ở nét chi tiết.
Ký hiệu P&ID bộ trao đổi nhiệt
Bộ trao đổi nhiệt truyền nhiệt giữa hai dòng lưu chất mà không trộn lẫn chúng. Nhóm này gồm bình ngưng, bộ làm mát, bộ gia nhiệt. Ký hiệu thể hiện kiểu thiết bị (ống chùm, tấm, ống lồng ống) và hai dòng đi qua, một phía vỏ và một phía ống.
Ký hiệu P&ID bồn chứa
Bồn, bình chứa dùng để chứa và lưu trữ lưu chất. Hình dạng bồn khác nhau (đứng, nằm, đáy cầu hay đáy phẳng, có nắp hay hở) nên ký hiệu cũng khác nhau. Cạnh ký hiệu thường ghi mã thiết bị (T-101, V-201) và thông số thiết kế.
Ký hiệu P&ID thiết bị đo
Thiết bị đo xác định lưu lượng, nhiệt độ, áp suất, mức. Chúng được vẽ thành hình tròn (bong bóng) chứa mã chữ và số, cách đọc mã nằm ở phần sau. Ví dụ PT là bộ truyền tín hiệu áp suất, gồm một cảm biến áp suất và bộ chuyển đổi gửi tín hiệu về phòng điều khiển.
Còn một đồng hồ áp suất chỉ hiển thị tại chỗ sẽ có mã PI, vẽ bong bóng không có vạch ngang.
Hạn chế của P&ID
P&ID có ba giới hạn cần biết:
- Không vẽ theo tỉ lệ: bản vẽ cho biết loại thiết bị, mối liên hệ và vị trí trong quy trình, không cho biết kích thước hay khoảng cách thật. Muốn thi công phải xem thêm bản vẽ bố trí và bản vẽ isometric.
- Ký hiệu chưa hoàn toàn thống nhất: dù có ISA 5.1 hay ISO 10628, mỗi công ty hoặc dự án vẫn vẽ một số ký hiệu khác đôi chút, nên phải đọc chú giải của đúng bản vẽ đang xem.
- Không ghi tiêu chuẩn chế tạo và vật liệu: P&ID cho biết có một van bi trên đường ống và cấp ống của đường đó, nhưng không ghi van chế tạo theo tiêu chuẩn nào, thân, bi, gioăng bằng vật liệu gì hay kiểu nối cụ thể. Thông tin đó nằm trong bảng spec cấp ống, datasheet và quy định về tiêu chuẩn thiết kế và chế tạo van.
Cách đọc bản vẽ P&ID
Cách đọc bản vẽ P&ID hiệu quả là đi theo thứ tự cố định, không nhìn ngay vào chi tiết nhỏ:
- Xem khung tên và chú giải: xác định số bản vẽ, hệ thống, lần sửa đổi, rồi đọc legend để biết ký hiệu, nét vẽ và chữ viết tắt của dự án.
- Lần theo dòng chảy: đi theo mũi tên từ thiết bị đầu vào đến đầu ra. Khi đường ống kết thúc bằng ký hiệu nối sang bản vẽ khác (off-page connector), chuyển tới bản vẽ có số ghi trong ký hiệu đó.
- Đọc mã và nhãn: đọc mã thiết bị, mã đường ống và các ghi chú tại từng điểm. Cách đọc hai loại mã phổ biến nhất nằm ngay bên dưới.
- Đối chiếu tài liệu và thiết bị thực tế: so mã trên bản vẽ với datasheet, danh mục thiết bị, rồi với nhãn trên thiết bị ngoài hiện trường. Với van, ký hiệu trên thân van (cấp áp lực, vật liệu, chiều dòng chảy) giúp xác nhận van lắp thật đúng với van trên bản vẽ.
Đọc mã thiết bị theo ISA 5.1
Thiết bị đo và điều khiển được vẽ bằng một hình tròn, bên trong ghi mã gồm chữ và số. Theo ANSI/ISA-5.1 (Instrumentation Symbols and Identification, bản hiện hành ANSI/ISA-5.1-2024), chữ cái đầu cho biết đại lượng đo. Ngay sau nó có thể có chữ bổ nghĩa cho đại lượng, như D (chênh lệch) trong PDT là bộ truyền chênh áp, Q (tích lũy) trong FQI là bộ chỉ thị tổng lưu lượng. Các chữ cái còn lại cho biết chức năng của thiết bị. Số đi kèm là số hiệu vòng điều khiển (loop), các thiết bị cùng vòng dùng chung số này.
Bảng 1 là các chữ cái đầu hay gặp nhất:
| Chữ đầu | Đại lượng (tiếng Anh) | Ví dụ |
|---|---|---|
| A | Phân tích (Analysis) | AT: bộ truyền tín hiệu pH, nồng độ O2 |
| F | Lưu lượng (Flow) | FT: bộ truyền tín hiệu lưu lượng |
| L | Mức (Level) | LT: bộ truyền tín hiệu mức |
| P | Áp suất hoặc chân không (Pressure) | PI: đồng hồ áp suất |
| T | Nhiệt độ (Temperature) | TE: phần tử cảm biến nhiệt độ |
Bảng 2 là các chữ cái đứng sau, cho biết thiết bị làm gì với đại lượng đó:
| Chữ sau | Chức năng (tiếng Anh) | Ý nghĩa thực tế |
|---|---|---|
| E | Phần tử cảm biến (Element) | Bộ phận tiếp xúc trực tiếp với quá trình, như tấm orifice, que đo nhiệt |
| T | Truyền tín hiệu (Transmitter) | Biến đại lượng đo thành tín hiệu chuẩn, như 4–20 mA |
| I | Chỉ thị (Indicate) | Hiển thị giá trị cho người vận hành |
| C | Điều khiển (Control) | So sánh với giá trị đặt rồi đưa tín hiệu ra |
| S | Công tắc (Switch) | Đóng hoặc cắt tiếp điểm khi chạm ngưỡng |
| V | Van, cửa gió (Valve) | Phần tử chấp hành trên đường ống |
| H, L | Cao, thấp (High, Low) | Chữ bổ nghĩa, chỉ ngưỡng báo động hoặc ngắt |
Ghép các chữ lại sẽ ra tên thiết bị. Một số ví dụ:
- FIC-101: bộ điều khiển có chỉ thị lưu lượng (Flow Indicating Controller), thuộc vòng điều khiển 101.
- LSH-402: công tắc mức cao (Level Switch High), thường dùng để báo hoặc ngắt khi bồn đầy.
Vị trí lắp đặt được thể hiện bằng hình bao quanh và vạch ngang trong bong bóng. Bảng 3 dùng theo thông lệ ISA 5.1, nhưng nhiều dự án quy định riêng nên cần xác nhận lại trong chú giải:
| Hình vẽ | Ý nghĩa |
|---|---|
| Hình tròn, không có vạch | Thiết bị lắp tại hiện trường |
| Hình tròn, một vạch ngang liền | Thiết bị ở bảng hoặc màn hình điều khiển chính mà người vận hành thao tác được |
| Hình tròn, hai vạch ngang liền | Thiết bị ở bảng phụ, bảng tại chỗ vẫn tiếp cận được |
| Hình tròn, vạch ngang nét đứt | Thiết bị ở vị trí người vận hành thường không tiếp cận, như sau bảng |
| Hình tròn nằm trong hình vuông | Hiển thị và điều khiển dùng chung, thường là trên DCS |
| Hình thoi nằm trong hình vuông | Bộ điều khiển logic khả trình PLC |
| Hình lục giác | Chức năng do máy tính thực hiện (computer function) |
Ví dụ đọc một vòng điều khiển lưu lượng
Để thấy các mã làm việc cùng nhau, hãy đọc một vòng điều khiển lưu lượng hơi cấp cho bộ gia nhiệt. Đây là ví dụ minh họa, đọc từ cảm biến đến van:
- FT-101 ở hiện trường (hình tròn không vạch) đo lưu lượng. Phần tử cảm biến FE-101, ví dụ tấm orifice trên đường ống, tạo chênh áp; bộ truyền chuyển chênh áp đó thành tín hiệu điện 4–20 mA.
- Nét đứt (tín hiệu điện) dẫn tín hiệu từ FT-101 tới FIC-101. Bong bóng này là hình tròn trong hình vuông, có vạch ngang liền, nghĩa là chức năng điều khiển nằm trong hệ DCS, hiển thị trên màn hình phòng điều khiển, và người vận hành đặt giá trị lưu lượng mong muốn tại đây.
- FIC-101 so lưu lượng đo với giá trị đặt rồi gửi tín hiệu điều khiển tới FV-101, van điều khiển trên đường hơi. Nếu van dùng bộ chấp hành khí nén, giữa hai thiết bị thường có bộ chuyển đổi dòng sang áp suất (I/P) mang mã FY-101: đoạn vào FY-101 là nét đứt (điện), đoạn ra tới van là nét có gạch chéo (khí nén).
- Cạnh FV-101 có ghi FC (Fail Closed). Khi mất khí cấp hoặc mất tín hiệu, lò xo trong bộ chấp hành đẩy van về vị trí đóng. Với đường hơi gia nhiệt, đóng là hướng an toàn vì cắt nguồn nhiệt. Các chữ cùng nhóm: FO (Fail Open, mất năng lượng thì mở), FL (Fail Last/Locked, giữ nguyên vị trí).
Không nhầm FC/FO với NO/NC. FC/FO cho biết van điều khiển tự về đâu khi mất khí hoặc mất điện. NO/NC ghi cạnh van tay trên P&ID là trạng thái quy định khi vận hành bình thường, ví dụ van bypass NC, van cô lập NO; nhiều bản vẽ còn tô đen ký hiệu van để chỉ van thường đóng. Van tay không tự đổi trạng thái, người vận hành phải đóng mở và nhận biết vị trí ngoài hiện trường theo ký hiệu đóng mở trên van nước.
Đọc mã đường ống
Mỗi đường ống thường có một dòng mã ngắn ngay trên hoặc cạnh đường vẽ. Dòng mã ghép nhiều trường theo thứ tự cỡ ống, lưu chất, số hiệu đường ống và cấp ống (spec). Ví dụ minh họa:
6″-CW-1021-A1A
- 6″: cỡ ống danh nghĩa 6 inch, tương đương DN150. Cách đổi giữa các hệ đơn vị xem ở bài quy đổi DN sang phi và inch.
- CW: mã lưu chất, ở đây quy ước là nước làm mát (Cooling Water). Mã này do từng dự án đặt.
- 1021: số hiệu của đường ống, dùng để gọi tên và truy vết đường này.
- A1A: cấp ống (piping class, spec), quy định vật liệu, giới hạn áp suất – nhiệt độ, loại mặt bích, loại van và độ dày ống. Độ dày ống theo SCH cho từng cỡ ống được ghi trong bảng spec của cấp ống đó.
Một số dự án thêm trường ở cuối, như ký hiệu bọc cách nhiệt hoặc bảo ôn. Thứ tự và cách đặt mã có thể khác nhau, nên cần xem quy ước trong chú giải hoặc tiêu chuẩn đường ống của dự án. Khi đã biết cấp ống, bạn tra được loại van và mặt bích đúng cho đường đó.
Chọn van theo bản vẽ P&ID tại Viva
Tại Viva, kỹ sư nhận bản vẽ P&ID hoặc datasheet rồi đối chiếu với model van trong kho. Viva giao hàng miễn phí nội thành Hà Nội, giá niêm yết chưa VAT, bảo hành 24 tháng với hàng EM-FLOW và 12 tháng với sản phẩm khác. Xem danh mục van công nghiệp gồm van bi, van bướm, van cổng, van an toàn.
Địa chỉ: Số 20 ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội
Phụ trách kinh doanh: Miss Hoa
Câu hỏi thường gặp về cách đọc bản vẽ P&ID
P&ID là gì?
P&ID là viết tắt của Piping and Instrumentation Diagram, sơ đồ đường ống và thiết bị đo lường. Bản vẽ P&ID thể hiện thiết bị, đường ống, van và thiết bị đo cùng mối liên hệ giữa chúng trong một quy trình, bằng ký hiệu quy ước.
Đọc bản vẽ P&ID bắt đầu từ đâu?
Cách đọc bản vẽ P&ID bắt đầu từ khung tên và chú giải để biết ký hiệu, chữ viết tắt của bản vẽ. Sau đó lần theo mũi tên dòng chảy từ đầu vào đến đầu ra, rồi đọc mã thiết bị và mã đường ống ở từng điểm.
FIC-101 nghĩa là gì?
Theo ISA 5.1, F là lưu lượng, I là chỉ thị, C là điều khiển, nên FIC là bộ điều khiển có chỉ thị lưu lượng. Số hiệu vòng điều khiển là 101; FT-101 và FV-101 cùng vòng với nó.
Mã đường ống 6″-CW-1021-A1A đọc thế nào?
Đây là ví dụ minh họa: cỡ ống 6 inch, lưu chất mã CW (nước làm mát), số hiệu đường ống 1021, cấp ống A1A. Thứ tự và mã lưu chất do từng dự án quy định nên cần đối chiếu với chú giải.
P&ID khác PFD ở điểm nào?
PFD là sơ đồ dòng công nghệ tổng quát, chỉ có thiết bị chính và dòng vật chất. P&ID chi tiết hơn, có từng van, thiết bị đo, vòng điều khiển và mã đường ống.
