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Il Piping and Instrumentation Diagram o Process and Instrumentation Diagram (abbreviato P&ID o P&I^[1]), in inglese anche engineering flow-sheet o engineering line diagram^[2], in italiano spesso nominato schema di marcia^[3] o schema meccanico, è un disegno che mostra le interconnessioni tra le apparecchiature di un processo, il sistema delle tubazioni di interconnessione e la strumentazione utilizzata per il controllo del processo stesso^[4].

Ruolo del P&ID

Qui sotto un esempio di P&ID relativo ad un evaporatore realizzato per la cristallizzazione per via evaporativa di cloruro di sodio.

I simboli impiegati per descrivere la strumentazione sono a volte conformi agli standard della Instrumentation, Systems, and Automation Society (ISA), Standard S5; data però la necessità di realizzare degli schemi quanto più possibile aderenti alla realtà impiantistica, si tende ad evitare uno schematismo eccessivo (ne è esempio lo schema meccanico illustrato a fianco).

Altri standard utilizzati per la rappresentazione del P&ID sono la BS 1646 (British Standards Institution) e la DIN 28004 (Deutsches Institut für Normung).

Il P&ID riveste un ruolo fondamentale nelle fasi di manutenzione e modifica del processo descritto, in quanto descrive in maniera puntuale la sequenza fisica (ovvero le interconnessioni) delle apparecchiature e dei sistemi. Inoltre il P&ID viene utilizzato in fase di progettazione per sviluppare gli schemi di controllo del processo, e permette la successiva fase di investigazione a fini operativi e di sicurezza, nella quale ad esempio si inseriscono gli studi HAZOP (Hazards and Operability).

Contenuto del P&ID

Esempio di identificazione utilizzata in un P&ID.

In un P&ID sono rappresentati:

strumentazione di controllo, con relativa identificazione
apparecchiature meccaniche, con relativa identificazione
tutte le valvole del processo, con relativa identificazione
tubazioni (piping), con indicate le dimensioni e relativa identificazione
spurghi, drenaggi, linee per campionamento, raccorderia
direzione dei flussi di massa
interconnessioni tra i sistemi.

Indicazioni sulla funzione degli strumenti

Per identificare la strumentazione di controllo in un P&ID si utilizza in genere il simbolo di un cerchietto diviso in due parti:

nella parte superiore è indicata una sequenza di poche lettere, che specificano la funzione dello strumento
nella parte inferiore è indicato un numero per differenziare tutti gli strumenti aventi la stessa funzione.

Nella tabella seguente sono indicate le abbreviazioni per indicare la funzione degli strumenti, in conformità agli standard BS 1646 del 1979^[5].

	Proprietà misurata	Indicatore	Registratore	Trasmettitore	Controllore	Indicatore e controllore	Registratore e controllore
Portata (Flow rate)	F	FI	FR	FT	FC	FIC	FRC
Livello (Level)	L	LI	LR	LT	LC	LIC	LRC
Pressione (Pressure)	P	PI	PR	PT	PC	PIC	PRC
Analisi qualità (Quality)	Q	QI	QR	QT	QC	QIC	QRC
Radiazione (Radiation)	R	RI	RR	RT	RC	RIC	RRC
Temperatura (Temperature)	T	TI	TR	TT	TC	TIC	TRC
Peso (Weight)	W	WI	WR	WT	WC	WIC	WRC
altra proprietà, specificata in una nota	X	XI	XR	XT	XC	XIC	XRC

A queste combinazioni di lettere si può aggiungere:

A per indicare un allarme, preceduta da H (High), HH (Very High), L (Low) o LL (Very Low) a seconda che l'allarme intervenga se i valori misurati sono maggiori o minori dei valori limiti (ad esempio PAH: allarme per pressione sopra il valore limite). I valori HH e LL sono usati solo in presenza di un valore H o L per distinguere due soglie di intervento.
D per indicare una differenza o un differenziale (ad esempio PDI: indicatore di pressione differenziale).
F come seconda lettera per un rapporto (ad esempio FFC: controllore di rapporto di portate).
T per indicare la funzione di trasmettitore (ad esempio TT: trasmettitore di temperatura).
S per indicare la funzione di interruttore : "Switch" (ad esempio TSH : termostato con intervento di H "High" )

Simboli delle apparecchiature

Di seguito vengono riportati alcuni dei simboli delle apparecchiature normalmente riportati su un P&ID. Esistono molte norme che raccolgono diverse simbologie. In questo caso i simboli rappresentati sono presi dalle normative DIN 30600 e ISO 14617.

**Simboli delle apparecchiature in un P&ID**
Tubazione (pipe)	Tubazione isolata	Tubazione incamiciata	Tubo con scambio termico (riscaldato o raffreddato)
Recipiente agitato incamiciato	Recipiente agitato con mezzi tubi per lo scambio termico	Recipiente in pressione (orizzontale)	Recipiente in pressione (verticale)
Pompa (generica)	Compressore o pompa a vuoto (generici)	Sacco	Bombola per gas
Ventilatore	Ventilatore assiale	Ventilatore radiale	Essiccatore
Colonna a riempimento	Colonna a piatti	Forno metallurgico	Torre di raffreddamento
Scambiatore di calore	Scambiatore di calore	Raffreddatore	Scambiatore a piastre
Scambiatore a doppio tubo	Scambiatore a fascio tubiero e mantello con tubi diritti	Scambiatore di calore a fasci tubiero e mantello con tubi ad U	Scambiatore a spirale
Sfiato per gas coperto	Sfiato per gas curvo	Filtro antiparticolato^[6]	Imbuto
Trappola vapore	Vetro per l'ispezione	Riduttore di pressione	Tubo flessibile
Valvola	Valvola di controllo	Valvola ad azionamento manuale	Valvola di non ritorno
Valvola a spillo	Valvola a farfalla	Valvola a diaframma	Valvola a sfera

Note

^ unibs.it Archiviato il 12 ottobre 2012 in Internet Archive.
^ Questi termini si trovano nel Coulson & Richardson, cap. 5, p. 193
^ Linee guida AFI, p. 96.
^ Una definizione rigorosa è data dall'Institute of Instrumentation and Control
^ Alan S. Foust,I principi delle operazioni unitarie, capitolo 5, pagine 193-196.
^ Da non confondere con il filtro attivo antiparticolato.

Bibliografia

(EN) Robert Perry, Don W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, 8ª ed., McGraw-Hill, 2007, ISBN 0-07-142294-3.
(EN) J. M. Coulson, J. F. Richardson, Coulson & Richardson's Chemical Engineering, volume 1, 5ª ed., 1996, ISBN 0-7506-2557-0.
Alan S. Foust, Leonard A.Wenzel; Curtis W. Clump; Luis Maus; L. Bryce Andersen, I principi delle operazioni unitarie, Ambrosiana, 1967, ISBN 88-408-0117-0.
Buone pratiche di fabbricazione. Linee guida AFI, Tecniche Nuove, 2006, ISBN 88-481-1988-3.

Voci correlate

Altri progetti

Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su Piping & Instrumentation Diagram

Collegamenti esterni

Rappresentazione grafica dei processi chimici (PDF) ^{[collegamento interrotto]}, su studenti.dicamp.units.it.
Normalizzazione/Unificazione (PDF) ^{[collegamento interrotto]}, su studenti.dicamp.units.it.
The P&ID at The Engineering Tool Box, su engineeringtoolbox.com. URL consultato il 23 settembre 2008 (archiviato dall'url originale il 9 marzo 2009).
ISO reference for P&ID symbols, su iso.org.
Engineering Symbology, Prints and Drawing, su artikel-software.com.
P&ID at engineeringtoolbox.com, su engineeringtoolbox.com. URL consultato il 23 settembre 2008 (archiviato dall'url originale il 9 marzo 2009).
How To Read P&IDs, su lamspeople.epfl.ch. URL consultato il 23 settembre 2008 (archiviato dall'url originale il 5 agosto 2008).
BFD, PFD e P&ID (PDF), su chem.polimi.it. URL consultato il 24 settembre 2008 (archiviato dall'url originale il 2 marzo 2006).
Simboli P&ID (PDF), su industrialtext.com.