Un audit approfondito dei P&ID verifica molto più di simboli e tag number. Conferma che i diametri delle tubazioni, le disposizioni di isolamento, la strumentazione, i percorsi di sfogo, gli scarichi, le prese d'aria, le utenze e le predisposizioni per la manutenzione supportino il funzionamento sicuro dell'unità di processo. I controlli più importanti riguardano le condizioni di aspirazione delle pompe, l'isolamento tramite valvole, la funzione degli strumenti, il convogliamento degli effluenti, la conformità alle norme e se il diagramma contenga dettagli sufficienti per far funzionare e mantenere l'impianto in sicurezza.
Un P&ID dovrebbe essere verificato come un documento operativo e di salvaguardia, non semplicemente come un disegno. Ogni linea, valvola, strumento, scarico, sfiato e collegamento delle apparecchiature dovrebbe avere uno scopo di processo chiaro, una funzione operativa sicura e una configurazione manutenibile.
Verificare i collegamenti idraulici e delle apparecchiature
Controllare le tubazioni di aspirazione delle pompe
Le tubazioni di aspirazione delle pompe devono fornire un adeguato NPSH disponibile (NPSHₐ) con una perdita di carico e una velocità del flusso accettabili. Le linee di aspirazione sono spesso più grandi di quelle di mandata per ridurre le perdite per attrito, ma questo è un risultato progettuale piuttosto che una regola assoluta per ogni installazione di pompe.
L'audit deve verificare il diametro della linea di aspirazione, il percorso, i raccordi, il dislivello, i filtri, i riduttori, le valvole e le potenziali sacche di vapore. I riduttori sui collegamenti di aspirazione orizzontali delle pompe sono comunemente disposti per evitare l'intrappolamento di vapore, fatte salve le prescrizioni di progetto della pompa e delle tubazioni.
Confermare le designazioni operative delle pompe
Le pompe in parallelo devono avere tag di equipaggiamento distinti, come P-401A e P-401B, e i loro ruoli operativi devono essere chiari. Il P&ID deve identificare il funzionamento normale, la riserva, l'avviamento automatico, la protezione per portata minima e gli eventuali interlock richiesti.
Il verificatore deve anche accertare che ogni pompa possa essere isolata, scaricata, sfiatata e sottoposta a manutenzione senza creare una condizione di pericolo o disabilitare involontariamente la capacità di riserva richiesta.
Proteggere le pompe da cavitazione e funzionamento a valvola chiusa
Il P&ID deve mostrare le salvaguardie necessarie per prevenire la cavitazione, inclusa un'appropriata protezione per bassa pressione di aspirazione o basso livello, ove richiesta. Deve inoltre contemplare il ricircolo per portata minima quando una pompa potrebbe funzionare contro una valvola di mandata chiusa o quasi chiusa.
Le valvole di non ritorno sulla mandata delle pompe, le valvole di isolamento, gli indicatori di pressione e i by-pass devono essere esaminati per la loro sequenza operativa prevista. Una valvola di non ritorno non deve essere trattata come sostituto di una funzione documentata di arresto o isolamento.
Verificare isolamento, by-pass e predisposizioni per la manutenzione
Esaminare l'isolamento delle valvole di controllo
Le valvole di controllo in servizi critici o pericolosi richiedono generalmente disposizioni di isolamento affinché la valvola, l'attuatore o lo strumento associato possano essere mantenuti in sicurezza. Una disposizione a doppio blocco e scarico può essere appropriata laddove il pericolo di processo, i requisiti di contenimento o la filosofia di manutenzione richiedano un isolamento positivo.
Il P&ID deve mostrare le valvole di intercettazione a monte e a valle, il collegamento di spurgo o scarico, la destinazione dello scarico e le eventuali restrizioni sull'uso del by-pass. La disposizione esatta deve essere basata sull'analisi dei pericoli di processo, sugli standard aziendali, sulle norme applicabili e sul livello di isolamento richiesto.
Controllare le disposizioni di by-pass
Un by-pass della valvola di controllo può supportare l'avviamento, il funzionamento manuale o la manutenzione, ma può anche compromettere il controllo di processo se aperto involontariamente. L'audit deve verificare il tipo di valvola di by-pass, la posizione normale, gli eventuali requisiti di blocco o sigillatura, l'accessibilità e se l'apertura del by-pass può creare una condizione operativa non sicura.
Un by-pass non deve essere aggiunto automaticamente. Necessita di uno scopo operativo definito e deve essere coerente con la logica di controllo e la documentazione causa-effetto.
Confermare la depressurizzazione e lo scarico sicuri
Le sezioni di apparecchiature e tubazioni che possono rimanere intrappolate tra valvole chiuse devono essere dotate di sfiati, scarichi o protezione termosifone adeguati. Questi collegamenti devono scaricare in una destinazione sicura e appropriata piuttosto che in un'area di lavoro non protetta.
L'audit deve verificare se il personale di manutenzione può isolare, depressurizzare, scaricare e purgare le apparecchiature senza fare affidamento su azioni sul campo non documentate. Il P&ID deve inoltre identificare requisiti speciali per fluidi tossici, infiammabili, corrosivi o polimerizzanti.
Verificare le funzioni di strumentazione e controllo
Controllare l'accuratezza dei tag della strumentazione
I tag degli strumenti devono corrispondere alla variabile misurata e alla funzione. Ad esempio, un allarme di basso livello del liquido deve utilizzare un tag di allarme di livello appropriato come LAL, mentre un allarme di pressione utilizzerebbe una designazione di pressione come PAL.
Il tag deve inoltre corrispondere tra P&ID, indice degli strumenti, logica di controllo, lista allarmi, fogli dati e configurazione del sistema di controllo distribuito. Tag incoerenti possono causare una risposta errata agli allarmi, registri di manutenzione errati e decisioni operative non sicure.
Confermare la posizione di misurazione e il servizio
L'audit del P&ID deve verificare che gli strumenti siano collegati alla posizione di processo corretta e che il loro servizio sia adatto al fluido, alla pressione, alla temperatura, alla fase e alle condizioni di sporcamento previste. Prese di pressione, linee di impulso, pozzetti termometrici, collegamenti di livello e installazioni di misuratori di portata devono essere coerenti con il progetto di processo.
Il diagramma deve distinguere gli strumenti di processo dagli strumenti di utilità o di protezione delle apparecchiature. Deve inoltre identificare indicatori, trasmettitori, allarmi, trip, interlock e anelli di controllo richiesti, piuttosto che mostrare solo la valvola di controllo principale.
Riconciliare allarmi e interlock
Ogni allarme o trip critico deve avere uno scopo definito, una base per il set-point, una risposta dell'operatore e una relazione con il sistema di arresto. Il P&ID deve essere coerente con la matrice causa-effetto e con la filosofia di controllo.
Un allarme non è equivalente a un'azione protettiva automatica. L'audit deve determinare se il processo richiede intervento dell'operatore, un interlock, un arresto di emergenza o un livello di protezione indipendente.
Verificare scarichi, sfiati e convogliamento degli effluenti
Convogliare gli scarichi liquidi nel sistema corretto
Gli scarichi liquidi chimici devono essere convogliati alla fognatura chimica, al sistema a drenaggio chiuso, al sistema di recupero o all'impianto di trattamento designati, a seconda della composizione e del pericolo. Non devono essere collegati casualmente a uno scarico aperto o sanitario.
L'audit deve verificare la separazione degli scarichi, la pendenza ove applicabile, l'isolamento, le disposizioni di lavaggio, le implicazioni per le aree classificate e la possibilità che materiali incompatibili si mescolino in un collettore comune.
Convogliare gli sfiati di gas in sicurezza
Gli sfiati di gas infiammabili, tossici o soggetti a controllo ambientale devono essere diretti alla torcia, al collettore di sfiato, allo scrubber, all'ossidatore termico, al sistema di recupero o ad altra destinazione di trattamento approvata. Il rilascio in atmosfera è accettabile solo dove la sicurezza di processo e la progettazione ambientale lo consentano esplicitamente.
Il P&ID deve mostrare se lo sfiato è continuo, intermittente, solo per emergenza o previsto per la manutenzione. Deve inoltre tenere conto di riflusso, condensa, trascinamento di liquido, bilanciamento della pressione e posizione di scarico.
Controllare i collegamenti delle utenze e delle purghe
Vapore, azoto, aria strumenti, acqua di raffreddamento e altri collegamenti delle utenze devono essere chiaramente identificati e dotati di un adeguato isolamento e protezione contro il riflusso. I collegamenti per purga temporanea o permanente richiedono particolare attenzione perché un uso scorretto può introdurre pressione, contaminazione o un materiale incompatibile nel processo.
Gli allacciamenti alle utenze devono corrispondere alle procedure operative e ai requisiti di avviamento e arresto. Un collegamento alle utenze mostrato sul P&ID deve avere uno scopo definito, una classe di pressione e una terminazione sicura.
Verificare la disposizione delle tubazioni e la base normativa
Confermare la base di progettazione delle tubazioni
Per le tubazioni di processo, il progetto deve identificare la norma e le specifiche applicabili. ASME B31.3 è comunemente utilizzata per le tubazioni di processo che trasportano prodotti chimici, materie prime, gas, vapore, aria, acqua e prodotti intermedi, ma devono essere confermati anche gli standard di progetto e i requisiti giurisdizionali applicabili.
L'audit deve verificare le classi di linea, le valutazioni pressione-temperatura, i materiali di costruzione, le classi di flangiatura, le specifiche delle valvole, i sovrametalli di corrosione, l'isolamento termico, il tracciamento e i requisiti speciali per servizi pericolosi o corrosivi.
Riconciliare numeri di linea e diametri
Ogni linea di processo e di utilità deve avere un numero di linea coerente, un diametro nominale, una classe di piping, una direzione del flusso e un collegamento corretto all'apparecchiatura o al sistema giusto. Il P&ID deve essere coerente con la lista linee, i fogli dati delle apparecchiature, il planimetrie e i disegni isometrici.
Il dimensionamento delle linee deve riflettere i requisiti idraulici, di controllo di processo, di sfogo, di erosione, di vibrazione e di operabilità. Una linea più grande non è automaticamente migliore se crea una scarsa gammaabilità della valvola di controllo, un tempo di residenza eccessivo o uno scarico difficile.
Controllare la disposizione e le interfacce di accessibilità
Un P&ID non può dimostrare completamente la disposizione fisica, ma deve identificare i requisiti che influenzano il layout e la manutenzione. Per gli scambiatori di calore a fascio tubiero e mantello, il progetto deve riservare uno spazio di estrazione chiaro lungo l'asse del vaso affinché il fascio tubiero possa essere rimosso senza ostacoli.
Le tubazioni devono generalmente essere instradate per preservare l'accesso, le vie di fuga di emergenza, lo spazio per le ispezioni e le aree di manutenzione. Negli impianti di processo e di formazione, i cavalcavia per tubazioni spesso migliorano la sicurezza del traffico pedonale e l'accessibilità rispetto alle tubazioni posate a terra, ma la disposizione finale deve essere confermata contro la planimetria e il modello 3D.
Confermare la comprensione del processo e la completezza operativa
Utilizzare il PFD come verifica incrociata
Il Diagramma di Flusso di Processo (PFD) stabilisce il processo concettuale: apparecchiature principali, correnti primarie, condizioni operative e relazioni di materiale ed energia. Il P&ID espande quel concetto nei dettagli di piping, strumentazione, utenze, campionamento, isolamento, by-pass e disposizioni operative.
L'audit deve riconciliare entrambi i documenti. Le apparecchiature, le correnti, gli obiettivi di controllo e i confini di processo mostrati sul PFD devono apparire correttamente e coerentemente sul P&ID.
Esaminare avviamento, arresto e campionamento
Il P&ID deve contenere i collegamenti e le valvole necessari per l'avviamento, l'arresto normale, l'arresto di emergenza, il lavaggio, lo scarico, lo sfiato, il campionamento e l'isolamento. Questi dettagli sono particolarmente importanti negli impianti pilota e nelle strutture di formazione, dove gli operatori possono manipolare direttamente valvole e strumenti.
I punti di campionamento devono essere accessibili e convogliati in sicurezza. I by-pass di avviamento e i percorsi operativi temporanei devono essere chiaramente identificati e coerenti con le procedure scritte.
Verificare la protezione delle apparecchiature
L'audit deve controllare le valvole di sfogo, i dispositivi di rottura, la protezione termosifone, la protezione dal vuoto, la protezione di livello alto e basso, i trip di alta temperatura e altre salvaguardie delle apparecchiature. Ogni dispositivo di protezione deve avere un volume protetto definito e una destinazione di scarico adeguata.
La protezione deve essere esaminata rispetto a scenari credibili come uscita bloccata, esposizione al fuoco, guasto alle utenze, guasto della valvola di controllo, espansione termica, formazione di vuoto e perdita di raffreddamento o riflusso.
Comprendere i compromessi
Non applicare le regole come formule universali
Regole come "la tubazione di aspirazione della pompa deve essere più grande della tubazione di mandata" sono utili principi di screening, ma non sostituiscono i calcoli idraulici. Il progetto corretto dipende dalle caratteristiche della pompa, dalla tensione di vapore del fluido, dalla temperatura, dal dislivello, dai raccordi, dalla portata e dal margine NPSH richiesto.
Allo stesso modo, l'isolamento a doppio blocco e scarico non è richiesto in modo identico per ogni valvola di controllo. Applicarlo indiscriminatamente può aumentare i costi, la perdita di carico, i pericoli di fluido intrappolato e la complessità di manutenzione.
Evitare la conformità solo sul diagramma
Un P&ID può mostrare uno scarico, uno sfiato o una valvola di isolamento senza dimostrare che il collegamento sia accessibile, correttamente inclinato, fisicamente supportabile o instradato in sicurezza. Gli audit dei diagrammi devono pertanto essere coordinati con i layout delle apparecchiature, i modelli di piping, le liste linee, le procedure operative e gli studi di sicurezza.
Distinguere le salvaguardie dalla comodità operativa
Un by-pass, una valvola manuale, un allarme o un indicatore possono migliorare l'operabilità ma possono anche introdurre un percorso di guasto. L'audit deve chiedersi cosa succede se la valvola viene lasciata aperta, lo strumento si guasta, l'utenza viene persa o l'operatore non agisce.
Ogni salvaguardia deve avere una funzione documentata, uno stato normale definito e un requisito associato di risposta o protezione.
Fare la scelta giusta per il proprio audit
Utilizzare l'audit per testare sia la correttezza tecnica del diagramma sia la sua utilità durante il funzionamento reale.
- Se l'obiettivo principale è l'affidabilità idraulica: Verificare le perdite di aspirazione della pompa, il margine NPSH, il dimensionamento delle linee, la protezione per portata minima, le valvole di non ritorno e gli inviluppi operativi delle apparecchiature.
- Se l'obiettivo principale è la sicurezza di processo: Confermare la filosofia di isolamento, la protezione dallo sfogo, il convogliamento sicuro di sfiati e scarichi pericolosi, allarmi, trip, interlock e scenari di guasto credibili.
- Se l'obiettivo principale è la manutenibilità: Controllare i requisiti di doppio blocco e scarico, la depressurizzazione delle apparecchiature, scarichi e sfiati accessibili, lo spazio per l'estrazione del fascio dello scambiatore e l'accesso per la manutenzione.
- Se l'obiettivo principale è la qualità della strumentazione: Riconciliare tag, variabili misurate, funzioni di allarme, anelli di controllo, documentazione dei set-point e registri causa-effetto.
- Se l'obiettivo principale è la conformità a norme e specifiche: Verificare l'applicabilità dell'ASME B31.3, le classi di linea, la compatibilità dei materiali, le valutazioni pressione-temperatura, i sovrametalli di corrosione e gli standard di progetto.
- Se l'obiettivo principale è il funzionamento di impianti pilota o strutture di formazione: Assicurarsi che il P&ID supporti chiaramente avviamento, arresto, campionamento, uso delle utenze, lavaggio, intervento manuale e accesso sicuro per studenti o operatori.
Un audit rigoroso del P&ID collega ogni simbolo di progetto a una funzione di processo difendibile, a un'azione operativa sicura e a una disposizione fisica manutenibile.
Tabella riepilogativa:
| Area di audit | Controlli chiave |
|---|---|
| Progettazione idraulica | Aspirazione pompe, margine NPSH, dimensionamento linee, protezione portata minima e valvole di non ritorno |
| Isolamento e manutenzione | Valvole di intercettazione, by-pass, necessità di doppio blocco e scarico, scarichi, sfiati e depressurizzazione |
| Strumentazione | Tag accurati, posizioni di misurazione, anelli di controllo, allarmi, trip e interlock |
| Convogliamento scarichi e sfiati | Separazione e convogliamento sicuri verso fognature chimiche, drenaggi chiusi, torce, scrubber o sistemi di trattamento |
| Utenze | Collegamenti identificati, isolamento, protezione dal riflusso, requisiti di purga e terminazione sicura |
| Conformità delle tubazioni | Applicabilità ASME B31.3, classi di linea, materiali, valutazioni, sovrametallo di corrosione, isolamento e tracciamento |
| Layout e accesso | Collegamenti apparecchiature, spazio di manutenzione, accesso di emergenza, campionamento e accessibilità per operatori |
| Completezza del processo | Riconciliazione PFD, disposizioni di avviamento e arresto, campionamento, dispositivi di sfogo e scenari di guasto credibili |
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