老Kの毎週のコラム――石油化学プラント設計業界の話 第15回 PID版の説明とPID変更管理

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この投稿は、2020年9月19日15時35分にhenglinkouによって最終的に編集されました。老Kの毎週の連載――石油化学プラント設計業界の話 第15回：PIDのバージョン説明とPIDの変更管理。パイプ・インストルメンテーション・ダイアグラムの英語表記はPIDで、海外では一般的にP&IDと呼ばれます。PIDは石油化学プロジェクトにおいて非常に重要な設計文書であり、PIDのバージョンや変更管理を適切に行わないと、設計の進行が混乱することになります。プロセス設計者はよく、下流の専門部門からPIDのバージョンアップが頻繁で修正が多いと不満を言われることがあり、時には下流の専門部門で使用されているPIDが最新版でないという事態も発生する。さらにプロセス専門部門自体でも、PIDのバージョンが混同されることがある。設計を開始する前に、本プロジェクトの状況に応じてPIDのバージョンを適切に定義し、設計計画に盛り込む必要がある。この点については、設計マネージャーと工程担当者が高い重視を払うべきであり、実際には多くのプロジェクトでこの点が十分に重視されていないのが現状である。国際的な慣習に従い、エンジニアリング設計段階でPIDは7つのバージョンに分けられます。PID図が比較的シンプルなプロジェクトの場合は、PIDのバージョンを簡略化することができます。国際的な慣習により、PIDのバージョン定義は以下の通りです（『化学プロセス設計マニュアル 第5版 下巻』より抜粋）：
バージョン　説明
A版（初期条件版）　プロセスシステムの専門家がPID設計の基本的内容を受け取ったら、プロセスパッケージの作成が全て終了するのを待たずにPIDの設計作業を開始でき、これにより設計期間を短縮できる。A版図は、主に工程、設備、配管、計器などの構成要素間の全体的な関係を反映しており、装置内の設備配置、主要な配管のルート、特殊な配管や管支持架の検討、さらには自動制御などの関連分野における基本設計を行うために用いられる。A版図には、少なくとも以下の内容が含まれます。 （1）位置番号が付けられているすべての機器、機械、駆動装置および予備機を一覧にし、未定の機器は備考欄に記載するか、一般的な記号や長方形で一時的に機器の位置番号を示すべきであり、まず主要な技術データや構造材質を明記する。 （2）主要なプロセス用配管（間欠的に使用される配管を含む）には、材料のコードおよび公称直径を記載する。配管の順番番号、配管の等級、断熱・遮音用のコードは一時的に記載しなくてもよいが、材料の流れの方向は明示しなければならない。 （3）装置や配管に接続されている公共用設備や補助材料用の配管には、材料のコードや公称直径を記載する必要がある。順序番号、配管の等級、断熱・遮音用のコードは一時的に記載しなくてもよいが、媒体の流れの方向は必ず示さなければならない。蒸気配管の材質コードは、圧力等級を反映させるもので、例えばLS、MS、HSなどとする。 （4）工程の生産を制御・調整する主要なバルブは、記載しなければならない。配管上の二次的なバルブ、管継手、特殊な管（バルブ）部品は一時的に表示しなくてもよく、表示する場合は番号や記号を付けなくても構いません。 （5）主要な安全弁および破壊板には記載するが、寸法や番号は記載しない。 （6）全ての制御弁には寸法や番号の記載、および追加のバイパス弁は必要ない。 （7）主要な検出・制御計器および機能の識別マークを記入する（一次素子、トランスミッタ、補助計器、付属品などは必ずしも一つ一つ描く必要はなく、回路番号を付けないこともできる）。また、計器の表示や制御が行われる場所、例えば上位機、DCS、または現場内のさまざまな位置も示す。 （8）配管材料の特別な要求事項（例：合金材料、非金属材料、高圧配管など）または配管の等級を記載する。 （9）減圧システムおよび解放システムの要件を示す。 （10）必要な機器の重要な高さ基準値（最小寸法）および重要な設計寸法、機器・配管・計装に関する特定の配置要件、その他の重要な設計要件の説明（例：配管の対称性要求、真空配管など）。 （11）一式（セット）機器の供給範囲と設計業者の分担範囲。 （12）ホームページの画像にある文字コード、略語、各種図形記号、および計器の図形記号。 （13）補助材料、共用材料の配管および計装フロー図、ならびに装置間の配管および計装フロー図は準備作業用であり、通常はA版図には反映されない。 PID B版（内部監査版） PIDはまず内部監査を行い、その後発注者の監査に提出する。プロセス（システム）専門は、B版図を完成させる前に安全性の分析と必要な計算を行い、各専門分野の作業や協議を経て、A版図を基にしてB版図をさらに詳細化・補完して完成させます。設計段階の制約や製造業者の状況、図面資料の不足といった客観的な要因による制限を除けば、B版図はできるだけ完璧であるべきだ。 A版の内容をベースに、B版では以下の内容も追加する必要があります。 （1）すべてのプロセス配管、公共工程配管、補助材料用配管を補完し、起動・停止用配管、ブロー・置換・再生用配管を含めて配管番号を付与する。同一の配管に異なる等級がある場合は、区分記号を示さなければならない。 （2）製造メーカーが既に提供している条件、図面、資料に基づく機器（ポンプ、圧縮機、専用機械など）の接続寸法、および必要な補助材料システム、共用材料システム。例えば、冷却、潤滑、シール、排気および系統の排液に関する接続管の直径、接続形態、規格、設計要件などであり、入手した資料の量に応じて図面を作成する。 (3) すべての検出・制御計器および機能表示を補完し、回路番号を付ける。ただし、製造元が同梱する計器は除く。 （4）位置番号が記載されているすべての機器、機械、駆動装置および予備機を補充し、番号付けとマークを行う。全ての特殊な配管（バルブ）部品を補充し、番号付けとラベリングを行う。 （5）全てのサンプリング・分析ポイントを決定し、番号を付けてマークする。 （6）流量制御用スロットルプレート、安全弁、破壊板、ドレンバルブ、減圧弁にはマーキングと番号を付ける。 （7）制御弁の詳細な記載、ハンドルの有無、エネルギー事故時の弁の開閉位置、およびバイパス弁群など。制御弁（または制御弁の前後の異径管）のサイズは、一時的に記入しなくてもよい。 （8）説明が必要な詳細図と未決定（hold）の問題。 （9）トップページの画像に関する内容を充実させる。 （10）補助材料・公共材料の配管・計装フローチャートおよび配分図（公共材料発生図および公共材料配分図）、ならびに装置間配管・計装フローチャート。これらと内容が類似するB版も同時に発行する。 PID C版（ユーザー承認版）は、設計部門による内部レビューの後、プロセス（システム）専門チームが各専門分野（起動エンジニアを含む）と内部で調整した変更事項や意見をパイプライン・計装フロー図に反映させ、ユーザーの審査用としてのC版図を作成します。 C版図で補充が必要な内容は、一般的に以下の通りです。 （1）製造メーカーが追加で提供する資料の内容。 （2）プロセス（システム）専門分野が必要と判断するすべてのバルブ、およびすべての特殊な管（バルブ）部品。 （3）すべての配管要件および配管の表示を補完・完善する。 （4）各回路の計器構成および既に決定されている計器の種類に基づき、計器記号を詳細に記載する。個別の回路において一部の計器種類がまだ確定していない場合は、簡略化した表現を用いることができる。計器の公共工程および防凍・保温に関する要件は、完全に記載されていること。 （5）機器、機械、駆動装置の技術的特徴データは正確でなければならず、一式の機器範囲および設計分担範囲は明確であり、各種の境界線を示して対応する図番を記載する。 （6）全ての未決定（hold）問題の範囲を明確にする。 C版図は95％の完全性と正確性が保証されており、ユーザーが設計が生産要件を満たしているかを総合的に評価することができます。 PID 0版（設計版）のCレイアウトをユーザーに送信した後、ユーザーは関連する専門家を集めて審査を行います。設計業者のプロジェクト（設計）マネージャーおよび工程、自動制御、配管などの関連専門家が審査会に出席して議論する。審査会が提出した正式な書面による審査意見に基づき、配管計装フローチャートのC版を修正・補足し、最終的に配管計装フローチャートの0版を完成させた。 0版は、機器配置図、配管配置図、詳細モデルの配管、および関連する専門分野における詳細設計の根拠となるものです。 PID第1版（詳細設計第1版）は、機器配置図、配管配置図、およびモデルに基づき、さらに配管図に基づく詳細な水力計算によって決定された管径をもとに、プロセス（システム）部門と配管部門が共同で作成し、第1版の配管・計装フロー図を発行する。しかし、変更量はごく限られており、通常は3％～5％未満です。一般的に、0版図には以下の内容を追加する必要があります。 （1）製造メーカーが提供する最終資料。 （2）バージョン0の回路図に基づきプロセス（システム）専門分野に戻った後、配管や自動制御などの専門分野がバージョン0の回路図に加えた変更や修正内容に応じて、バージョン0のPID図を修正する。 PID第2版（詳細設計第2版） 第2版の図面は必要に応じてのみ公開されます。工程フローまたは機器発注において、機器の選定や仕様に変更がある場合のみ、公表する必要があります。 一般的に、1つの図面には以下の内容を追加する必要があります。 （1）各関連専門分野（配管、自動制御、機械、ポンプなどの専門分野）が1版のPID図を修正した後、プロセス（システム）専門分野に修正内容を返す。 （2）製造業者による最終提供資料の修正内容。 PID第3版（施工版） この図面は、施工、据付、操作マニュアルの作成、運転指導、生産、事故処理などのための根拠として使用されます。 第3版において、外部の状況により最終的な資料を提供できないことから生じた「未定」の問題については、メモの形で設計マネージャーに通知し、条件が整った際には、プロセス（システム）の専門担当者が引き続き作業を完了させるものとする。図面の修正や配布については、第3版の図面が公開された後は、一式を再公開することはなく、「未決定」の問題を修正・解決するための個別のPIDのみをわずかに変更して別途公開する。 パイプライン計装フローチャート第3版の内容と深さについては、以下の点に注意する必要があります。 （1）製造元の図面および資料の要件、ならびに運転エンジニアが定める要件を満たすものでなければならない。 （2）図面上の放空・放浄については、すべて明記すること。（3）図面の接続関係や境界交差点については、完全かつ正確でなければならない。 （4）図上のすべての修正を示す修正記号および修正範囲線は、すべて消去しなければならない。 （5）すべての「未定」の問題および説明が必要な問題に対する処理方針。 PID図の修正管理については、一般的にPID図に雲マークを付ける方法が用いられ、前バージョンの図と比較して変更された部分に雲マークで示します。PIDの変更は、すべて審査を経てから公開できます。また、プロジェクト開始時からPID変更管理表（Excelファイルを利用可）を作成することをお勧めします。これにより、分かりやすく、追跡も可能になります。管理表の形式は以下のようにすることを推奨します：PID　管理表の修正　番号　修正日　PID　番号の修正内容　修正理由
老kは毎週「石油化学設計業界について」というテーマで記事を書いています。過去の記事は以下のリンクからご覧ください：
第1記事　中国の調査設計業界の発展史
https://bbs.hcbbs.com/thread-3031149-1-1.html
第2記事　調査設計業界の管理について
https://bbs.hcbbs.com/thread-3036417-1-1.html
第3記事　設計院における図面作成技術の発展
https://bbs.hcbbs.com/thread-3039960-1-1.html
第4記事　石油化学設計院における専門分業の変遷
https://bbs.hcbbs.com/thread-3045261-1-1.html
第5記事　石油化学エンジニアリング会社の組織構造
https://bbs.hcbbs.com/thread-3050591-1-1.html
第6記事　設計管理における契約管理
https://bbs.hcbbs.com/thread-3054762-1-1.html
第7記事　設計管理における設計基礎データの管理
https://bbs.hcbbs.com/thread-3058184-1-1.html
第8記事　設計管理における設計品質管理
https://bbs.hcbbs.com/thread-3061718-1-1.html
第9記事　設計管理における設計進行管理
https://bbs.hcbbs.com/thread-3062161-1-1.html
第10記事　設計管理における設計文書の管理
https://bbs.hcbbs.com/thread-3069580-1-1.html
第11記事　設計管理における会議管理
https://bbs.hcbbs.com/thread-3073327-1-1.html
第12記事　設計管理におけるボーナス配分の管理
https://bbs.hcbbs.com/thread-3077492-1-1.html
第13記事　石化プロジェクトの建設手順
https://bbs.hcbbs.com/thread-3082708-1-1.html
第14記事　プロセス設計の内容と手順について
https://bbs.hcbbs.com/thread-3086849-1-1.html