✅ 1. P&ID란? 배관 및 계장 선도의 정의와 기본 개념
P&ID(Piping and Instrumentation Diagram)는 배관, 밸브, 펌프, 계장기기 등 공정에 필요한 장치와 신호선의 상호 연결 관계를 도식화한 도면입니다.
한마디로 말해 공장의 ‘혈관과 신경망’을 나타내는 지도라 할 수 있습니다.
설계자, 시공자, 운전자는 이 도면을 기반으로 장치를 설치하고, 운전하며, 유지보수를 진행합니다.
많은 분들이 P&ID와 PFD(Process Flow Diagram)를 혼동하지만, PFD는 공정의 흐름(물질, 에너지)에 초점을 두고,
P&ID는 장치의 상세 구성과 제어 방식, 배관 구조, 계장 정보까지 포함한다는 점에서 훨씬 정교합니다.
| 목적 | 공정 흐름 개요 | 설계·운전 상세도 |
| 정보 | 유량, 압력, 반응 순서 | 밸브 위치, 제어계, 배관 재질 |
| 사용 시점 | 기본 설계 | 상세 설계~운전·정비 |
P&ID는 단지 도면이 아니라, 설계와 운전, 위험성 분석의 근거 문서입니다.
✅ 2. P&ID가 산업설계와 운전에 미치는 영향
P&ID는 단순한 설계도면이 아닙니다. 플랜트 설계·시공·시운전·운전·정비 전 과정에 걸쳐 쓰이는 중심 자료입니다.
예를 들어 공정 설계 단계에서는 유체 흐름과 제어 전략을 논의할 수 있는 기초가 되고,
시공 단계에서는 밸브의 방향, 배관의 위치, 설치 순서 등을 판단하는 데 활용됩니다.
또한 운전 중에는 정비 작업 허가서(PTW), 고장진단, 계장 오류 추적 등에서도 P&ID는 빠질 수 없습니다.
무엇보다 중대사고 예방을 위한 HAZOP(위험 및 운전성 분석)의 기준 문서로 활용되므로, 도면 하나의 정확도가 안전 전체를 좌우합니다.
| 설계 | 배관 구조, 제어계 결정 |
| 시공 | 배치 확인, 설치 순서 파악 |
| 운전 | 제어 시스템 유지, 설비 정비 |
| 분석 | HAZOP 등 위험성 평가 기초자료 |
실제로 사고 발생 시 가장 먼저 참조하는 문서도 바로 이 P&ID입니다.
✅ 3. P&ID 심볼과 약어 해설: 실무에서 자주 쓰는 기호 정리
P&ID를 읽으려면 먼저 **심볼(Symbol)**과 **약어(Abbreviation)**에 익숙해져야 합니다.
각 설비와 계장은 도면상에서 표준화된 기호로 나타나며, 국제적으로는 ISA(Instrumentation Society of America), ISO 기준이 널리 사용됩니다.
✅ P&ID 주요 계장기기 심볼 정리표 (10선)
| 1 | 압력계 (Pressure Gauge) | ●―PG | PG-101 | 일반적인 기계식 압력 측정기기. 현장에서 직접 수치 확인 가능. |
| 2 | 압력 트랜스미터 (Pressure Transmitter) | ○ | PT-102 | 압력을 전기 신호로 변환. DCS나 PLC에 데이터 송신. |
| 3 | 레벨계 (Level Gauge) | ☐―LG | LG-201 | 탱크 내부 액면을 기계식 또는 유리관으로 확인. |
| 4 | 레벨 트랜스미터 (Level Transmitter) | ○ | LT-202 | 액체 높이를 측정해 전기 신호로 출력. 수위 자동 제어에 사용. |
| 5 | 유량계 (Flow Indicator) | ●―FI | FI-301 | 유체의 유량을 현장에서 계측. 간단한 인라인 타입 많음. |
| 6 | 유량 트랜스미터 (Flow Transmitter) | ○ | FT-302 | 유량을 정밀 측정하여 신호 전달. 자동 제어 및 모니터링에 사용. |
| 7 | 온도계 (Temperature Gauge) | ●―TG | TG-401 | 배관이나 장치에 부착되어 온도 수치 현장 확인 가능. |
| 8 | 온도 트랜스미터 (Temperature Transmitter) | ○ | TT-402 | 열저항(RTD) 또는 써모커플(TC) 방식으로 온도 전기 신호 변환. |
| 9 | 컨트롤 밸브 (Control Valve) | ─(◉)─ | CV-501 | 자동으로 개도 조절 가능. 압력·유량·레벨 등 제어용. |
| 10 | 솔레노이드 밸브 (Solenoid Valve) | ─[S]─ | SV-502 | 전기 신호로 개폐. 공압/수압 라인에서 자동화 많이 사용됨. |
P&ID는 한 줄 한 줄이 실제 장비나 배선과 연결되기 때문에, 기호 하나라도 잘못 해석하면 현장 설치에 문제가 생길 수 있습니다.
이 때문에 도면에 쓰이는 심볼 표준은 프로젝트마다 **도면설명서(Legend Sheet)**로 따로 제공되며, 이를 참조해 해석하는 습관이 중요합니다.
✅ 4. P&ID 읽는 법: 초보도 이해하는 해석 방법
P&ID를 처음 접하는 사람은 복잡한 선과 기호, 숫자에 당황하기 쉽습니다. 하지만 핵심만 파악하면 도면 해석은 의외로 단순합니다.
읽는 순서는 보통 다음과 같습니다:
① 흐름의 방향 확인 → ② 배관 라인 추적 → ③ 밸브/장치 식별 → ④ 제어계 연결 확인 → ⑤ 태그 번호 해석
태그 번호는 아래와 같이 구성됩니다:
PT-101A
- P: 압력 (Pressure)
- T: 트랜스미터 (Transmitter)
- 101: Loop 번호
- A: 위치/구분자
| 라인 흐름 | 일반적으로 왼쪽에서 오른쪽, 아래에서 위로 흐름 표시 |
| 태그 번호 | 계장/설비마다 고유 부여, Loop No. 중심 |
| 제어 연결 | DCS, PLC, 수동 여부를 선 종류로 구분 |
처음엔 어려워 보여도, 10장 이상 도면을 보면 흐름이 보이기 시작합니다.
✅ 5. P&ID 작성 절차와 도면 구성 요소 정리
P&ID는 일반적으로 기본 설계 → 상세 설계 → 시공/운전 검토의 과정을 거쳐 작성됩니다.
작성 시 포함되어야 할 핵심 요소는 다음과 같습니다:
| 배관라인 | 유체 흐름선, 라인 넘버, 관경, 재질 등 |
| 주요 설비 | 펌프, 탱크, 열교환기, 콤프레서 등 |
| 밸브 및 기기 | 방향, 종류(수동, 자동, 체크 등) 표시 |
| 계장 및 제어 | 트랜스미터, 컨트롤러, PLC 연결, 신호방식 |
작성 시 가장 중요한 것은 표준 통일성과 실현 가능성입니다.
즉, 설계는 이상적이되 설치 가능한 구조로 반영되어야 하며, 운영 중 장치 변경이 발생하면 도면도 즉시 수정되어야 합니다.
도면 업데이트를 소홀히 하면 나중에 작업 중 위험 상황이나 오작동으로 이어질 수 있습니다.
✅ 6. P&ID와 위험성 평가(HAZOP)의 연계 활용
P&ID는 단순 설계도면을 넘어, 위험성 평가(HAZOP)의 기반 자료로 활용됩니다.
HAZOP은 “무엇이 잘못될 수 있는가?”, “그 결과는 무엇인가?”를 도출하는 팀 분석 기법인데, 이때 분석의 ‘출발점’이 바로 P&ID입니다.
예를 들어, 밸브가 닫히지 않았을 경우 유체가 어디까지 흐를지, 센서가 고장 났을 때 경보가 울리는지 등을 도면 상에서 시나리오별로 검토합니다.
| Guide Word 분석 | 흐름(Flow), 압력(Pressure), 온도(Temp) 정보 추출 |
| 원인 분석 | 장치 오작동, 제어계 오류 확인 |
| 결과 분석 | 배관 구조 및 연결 경로 참조 |
따라서 P&ID가 부정확하거나 최신 상태가 아닐 경우, HAZOP 분석의 신뢰성도 무너집니다.
정확한 도면 관리가 곧 안전의 시작입니다.
✅ 7. 현장에서 유용한 P&ID 작성 및 검토 팁
실무자 입장에서 P&ID를 활용할 때는 정확성, 일관성, 최신성이 핵심입니다. 다음은 실무에서 자주 쓰이는 팁입니다.
- 라인넘버 체계 통일: 배관 번호를 일관되게 부여해야 유지보수 시 혼란이 없습니다.
- 현장 피드백 수렴: 도면상에서는 이상적인 배관이 현장에서는 충돌할 수 있으므로, 시공자 피드백은 필수입니다.
- 변경 사항 즉시 반영: 공사 중 설비 변경이 있다면 P&ID도 함께 업데이트되어야 합니다.
- 설치 후 'As-built 도면' 확보: 시운전 완료 후 실제 배관과 일치하는 도면을 최종 보관해야 합니다.
| 밸브 방향 표시 확인 | 설치 반대로 되면 제어 불능 |
| 신호선 구분 선명히 | DCS/PLC 연동 오류 방지 |
| 심볼 범례(Legend) 표기 | 오해 방지 및 리뷰 시 일관성 확보 |
도면은 설계가 끝이 아닙니다. 살아 움직이는 문서로 관리되어야 안전한 플랜트가 됩니다.