이 글의 목적은 P&ID(Piping and Instrumentation Diagram)의 기본 개념과 정의를 현장 실무자가 정확히 이해하도록 돕고, 설계·시공·시운전·운전·유지보수 전 단계에서 통용되는 표기 체계와 데이터 항목을 정리하여 표준화된 문서 활용을 가능하게 하는 것이다.
1. P&ID란 무엇인가
P&ID는 공정설비의 배관, 계장, 밸브, 장치, 제어 로직을 한 장 또는 여러 장의 도면으로 통합 표현한 문서이다.
P&ID는 장비 배치나 높이 차 같은 3차원 정보를 제공하지 않으며, 공정 물질수지나 열수지의 계산 결과를 직접 담지 않는다.
P&ID의 핵심 기능은 유체 경로, 차단 및 제어 요소, 계측 루프, 안전장치, 퍼지·배출·배수 등 운전 및 비상 절차 수행에 필요한 인터페이스를 누락 없이 명확히 전달하는 것이다.
2. PFD와의 차이
PFD(Process Flow Diagram)는 공정 흐름과 주요 장치, 유량·온도·압력의 대표 조건 등 공정본질을 요약하는 상위 문서이다.
P&ID는 PFD를 상세화하여 실제 배관 구분, 밸브 타입, 제어 밸브 포지션, 계기 설치 위치, 드레인·벤트, 세이프티 밸브, 배관 클래스 등을 지정한다.
PFD는 공정엔지니어 주도 문서이고 P&ID는 공정·배관·계장·안전이 공동 소유하는 실무 도면이다.
3. P&ID가 다루는 범위
- 공정 및 유틸리티 배관의 연결 관계와 식별 번호를 정의한다.
- 밸브류의 타입, 작동 방식, Normally Open/Closed 상태를 명시한다.
- 계측 루프의 구성 요소와 신호 종류, 제어 모드를 표현한다.
- 압력방출장치, 인터록, 차단 시스템 등 안전 기능을 도식화한다.
- 드레인, 벤트, 샘플링 포트 등 운전 보조 포인트를 포함한다.
- 전기·기계·배관 인터페이스 경계를 표시한다.
4. P&ID의 주요 구성요소
- 장치: Vessel, Pump, Heat Exchanger, Reactor 등 장치 심볼과 태그이다.
- 배관: 라인 번호, 배관 사양 클래스, 사이즈, 유체 코드, 인슐레이션 여부이다.
- 밸브·피팅: 게이트, 글로브, 볼, 체크, SDV, BDV, PSV, Rupture Disk 등이다.
- 계장: 센서, 트랜스미터, 컨트롤러, 인디케이터, 로컬/패널 위치, 신호 종류이다.
- 제어: 루프 기능, 제어밸브 작동, Fail 상태, 인터록 및 트립 로직 개요이다.
- 보조: 드레인, 벤트, 플러싱, 스펙 브레이크, 배출 포인트, 취출 샘플 포트이다.
5. 심볼과 표기 기본
심볼은 표준화된 도형과 문자로 구성되며, 프로젝트 시작 시 공통 레전드로 고정해야 한다.
| 분류 | 예시 심볼 | 필수 표기 | 비고 |
|---|
| 장치 | 탱크, 펌프, 열교환기 | 태그, 용량/사이즈 | 필요 시 라이너, 재질 표기 |
| 배관 | 연속선, 점선, 이중선 | 라인번호, 사이즈, 클래스 | 인슐레이션, 히트트레이싱 표기 |
| 밸브 | 게이트, 글로브, 볼, 체크 | 밸브 번호, 타입, NO/NC | 구동방식(수동/전동/공압) |
| 계장 | 원형 심볼+문자 | 루프번호, 기능 코드 | 신호종류(P/I/D/E) |
| 안전 | PSV, RD, HIPPS | 설정압, 방출경로 | 차단·트립 인터페이스 |
6. 라인타입과 선종 표준
선종은 매체, 상태, 사용 목적에 따라 구분하여 가독성을 높여야 한다.
| 선종 | 용도 | 표기 규칙 |
|---|
| 실선 | 주배관 유체 라인 | 라인번호·사이즈·클래스 병기 |
| 점선 | 계기 공기, 신호선 | 신호 종류 P/I/D/E 문자 병기 |
| 쇄선 | 퓸, 배출, 벤트 | 대기/플레어/스크러버 경로 표기 |
| 이중선 | 자켓, 트레이싱 | 매체와 온도 요구조건 표기 |
7. 태깅 규칙의 기본 구조
태깅은 문서와 데이터베이스를 연결하는 핵심 체계이다.
장치 태그 예: P-101A/B (원심펌프, 듀티/스탠바이)
탱크 태그 예: T-201 (정체탱크)
열교환기 태그 예: E-301A/B (셸앤튜브, 듀티/스페어)
밸브 태그 예: XV-501 (On/Off), CV-502 (제어밸브)
라인 태그 예: 6"-150-LPG-2101-A1 (사이즈-클래스-유체-순번-영역)
계장 루프 예: PT-101, PIC-101, PV-101
| 항목 | 필드 | 설명 | 예시 |
|---|
| 라인번호 | Size-Class-Service-Seq-Area | 식별과 사양을 동시에 담는 포맷 | 8"-300-N2-0450-U1 |
| 계장루프 | Letter-Letter-Seq | 기능코드+순번 | FT-204, FIC-204 |
| 밸브 | Type-Seq | 타입 약어+순번 | SDV-015, BDV-016 |
8. 계기 기능 코드의 해석
계기 원형 심볼 내 문자는 기능을 나타낸다.
| 첫 글자 | 측정 변수 | 후속 글자 | 기능 | 예시 |
|---|
| P | 압력 | T, I, C, V | 트랜스미터, 인디케이터, 컨트롤러, 밸브 | PT, PI, PIC, PV |
| T | 온도 | T, I, C, V | 동일 | TT, TI, TIC, TV |
| F | 유량 | T, I, C, V | 동일 | FT, FI, FIC, FV |
| L | 레벨 | T, I, C, V | 동일 | LT, LI, LIC, LV |
9. P&ID의 생애주기
- 개념 단계: PFD 확정 후 주요 장치·라인 초기 배치이다.
- 기본 설계: 라인 클래스, 계장 루프, 밸브 타입 구체화이다.
- 상세 설계: 인터록, 세이프티, 벤트·드레인, 샘플링 등 완결이다.
- 시공: 자재 리스트, 아이소메트릭, 스풀, 계장 설치도와 연계이다.
- 시운전/인수: 펀치 클로징, 운전절차 검증, As-Built 반영이다.
- 운전/개선: 변경관리, 신뢰성 개선, 디지털 트윈 연계이다.
10. 개정 관리와 표기
도면 상단 또는 우측 하단에는 개정표를 배치하여 변경 이력을 추적해야 한다.
| Rev | 상태 | 변경 요약 | 작성/검토/승인 | 일자 |
|---|
| 0 | IFR | 검토용 최초 발행 | AA/BB/CC | YYYY-MM-DD |
| 1 | IFC | 시공용 발행 | AA/BB/CC | YYYY-MM-DD |
| A | As-Built | 현장 반영 | AA/BB/CC | YYYY-MM-DD |
11. 데이터 연계 문서
- 라인 리스트: 라인번호, 사이즈, 클래스, 설계/운전 조건이다.
- 밸브 리스트: 밸브 타입, 사이즈, 시트/트림, 구동 방식이다.
- 계장 리스트: 루프, 신호, 범위, 설정값, 알람 한계이다.
- 장비 리스트: 용량, 재질, 설계압·온도, 회전기기 전동기 사양이다.
12. 인터페이스와 경계 관리
경계 표기는 책임과 공사 범위를 명확히 한다.
- 배관 경계: 배관 클래스 변화 지점에 스펙 브레이크를 표기한다.
- 전기·계장: 케이블 라우팅은 제외하고 신호 종류와 박스 위치만 표기한다.
- 기계: 노즐 번호, 플랜지 등급, 가스켓 사양은 라인과 일치시킨다.
13. 안전 기능의 표현
안전 관련 표기는 운전 및 비상 절차의 근거가 된다.
- PSV·RD: 설정압, 방출 경로, 차단 밸브 락아웃 필요 여부를 표시한다.
- ESD/HIPPS: 차단밸브 위치, Fail 상태, 트립 원인 신호를 요약한다.
- 알람: 고·저, 고고·저저 등 임계치와 인터락 연계를 명시한다.
- 배출: 드레인·벤트의 목적지와 환경 기준 충족 경로를 지정한다.
14. 스마트 P&ID와 데이터 모델
스마트 P&ID는 심볼 객체가 데이터 속성을 보유하여 리스트와 자동 동기화되는 방식이다.
라인번호 변경 시 관련 아이소, MTO, 계장 루프 문서에 자동 반영되도록 데이터 연계를 설계해야 한다.
속성 최소 세트는 라인: Size, Rating, Service, Class, Insulation, Design P/T이고 장치: Tag, Type, Material, Design P/T이며 계장: Loop, Range, Setpoint, Signal이다.
15. 작성 절차와 리뷰 포인트
- 기초 배치: PFD 기반 주요 장치·라인 그리기이다.
- 사양 적용: 배관 클래스, 밸브 타입, 계장 코드 부여이다.
- 보조 포인트: 드레인, 벤트, 샘플, 퍼지 추가이다.
- 안전 기능: PSV, 인터록, 차단 로직 거점 배치이다.
- 검토 회의: 공정·배관·계장·안전 합동 검토이다.
- 번호 확정: 태그와 라인번호 동결이다.
- 발행: IFC 발행 및 변경관리 개시이다.
16. 품질 점검 체크리스트
| 항목 | 체크 기준 | 빈도 |
|---|
| PFD 일치성 | 라인 및 장치 누락·과다 없음 | 매 리비전 |
| 라인 사양 | 사이즈·클래스·재질 일치 | 매 리비전 |
| 밸브 기능 | NO/NC·Fail 상태 표기 | 매 리비전 |
| 계장 루프 | 기능 코드·신호 타입 일관 | 매 리비전 |
| 안전 기능 | PSV·인터록·차단 경로 명확 | 매 리비전 |
| 드레인·벤트 | 목적지, 차단, 격리 가능 | 매 리비전 |
| 중복·충돌 | 이중 태그, 교차 신호 제거 | 매 리비전 |
| 개정표 | 변경 요약·서명·일자 기입 | 매 리비전 |
17. 흔한 오류와 예방
- 라인번호 불일치: 아이소메트릭·MTO와 싱크 실패를 유발하니 단일 소스에서 자동화 동기화를 사용한다.
- Fail 상태 누락: ESD 실패 리스크가 커지니 기본 상태와 전원 상실 시 동작을 모두 표기한다.
- 스펙 브레이크 미표기: 재질·등급 혼입을 부르니 클래스 변경 지점을 반드시 넣는다.
- 드레인·벤트 목적지 미정: 환경 위반 우려가 있으니 폐수·플레어·대기 배출 경로를 명확히 한다.
- 인터페이스 모호: 전기·계장 경계 미표기로 책임 공백이 생기니 경계 마커를 일관 표기한다.
18. 문서 관리와 번호 체계
문서번호는 프로젝트-분야-문서종류-연번 구조를 권장한다.
문서번호 예: PRJ-P&ID-PR-0001
시트 예: 0001/0005 (1번 시트, 총 5장)
파일명 예: PRJ_P&ID_U1_AREA_A_UNIT01_0001_IFC.dwg
19. 교육·운전 활용 포인트
- 오리엔테이션: 신규 운전원에게 유체 경로와 차단 포인트 중심으로 설명한다.
- LOTO 시나리오: 에너지원 분리 밸브와 블라인드 플랜지 위치를 P&ID로 확인한다.
- 비상대응: 누출 시 차단 순서와 발전기동 인터페이스를 도면으로 훈련한다.
- 공사허가: 핫워크·라인 브레이크 허가서의 근거로 사용한다.
20. 최소 레전드 샘플
문자 코드:
P=Pressure, T=Temperature, F=Flow, L=Level, A=Alarm, I=Indicator, C=Controller, V=Valve
신호:
S=Switch, E=Electrical, P=Pneumatic, H=Hydraulic, D=Digital, A=Analog
밸브 상태:
NO=Normally Open, NC=Normally Closed, FTO=Fail To Open, FTC=Fail To Close
21. 책임 매트릭스 예시
| 업무 | 공정 | 배관 | 계장 | 안전 | 품질 |
|---|
| PFD 일치성 | R | C | C | C | A |
| 라인 사양 부여 | C | R | C | C | A |
| 계장 루프 설계 | C | C | R | C | A |
| 안전 기능 검토 | C | C | C | R | A |
| 개정 관리 | R | R | R | C | A |
22. 체크리스트 기반 P&ID 검토 절차
- 범위 확정: 시스템 경계와 문서 리스트를 확정한다.
- 데이터 링크: 라인·밸브·계장 리스트와 양방향 점검을 설정한다.
- 기능 점검: 제어 루프와 인터록의 의도와 P&ID 표기가 일치하는지 확인한다.
- 접속성 검토: 모든 장치 입출구가 유효 경로로 연결되는지 추적한다.
- 비상성 검토: 차단 경로, 배출 경로, 파지·퍼지 경로를 검증한다.
- 현장성 검토: 배수 위치, 에어벤트, 샘플 위치가 접근 가능하게 배치되었는지 평가한다.
- 개정 반영: 검토 결과를 개정표에 기록하고 재발행한다.
23. 첫 도입 프로젝트를 위한 최소 규범
- 심볼 레전드 1종, 라인번호 포맷 1종, 계장 코드표 1종을 고정한다.
- 모든 태그와 라인번호는 단일 마스터에서 발급한다.
- IFR, IFC, As-Built의 단계별 산출물과 승인 주체를 정의한다.
- 도면 상 필수 표기는 라인번호, 사이즈, 클래스, 유체, 밸브 타입, Fail 상태, 계장 루프이다.
24. 핵심 요약
- P&ID는 설비의 유체 경로와 제어 기능을 통합 표현하는 실무 도면이다.
- 표준화된 심볼·태깅·라인 포맷이 품질과 속도를 결정한다.
- 개정관리와 데이터 연계가 유지보수 생산성을 좌우한다.
- 안전 기능과 비상 경로 표기는 운전 리스크를 줄이는 핵심이다.
FAQ
P&ID에 배관 높이나 경사도 정보를 넣어야 하나
넣지 않는다. 높이·경사도·정확한 경로는 배관 아이소메트릭과 3D 모델에서 관리한다.
P&ID에 케이블 번호까지 넣어야 하나
필요 없다. 신호 종류와 박스 위치, 루프 식별만 표기하고 케이블 번호는 계장 케이블링 문서에서 관리한다.
밸브의 Normally Open/Closed는 언제 정의하나
기본 설계 단계에서 제어 및 안전 의도에 따라 정의하고 P&ID에 명확히 표기한다.
라인번호 포맷은 회사마다 다른가
다를 수 있다. 그러나 Size-Class-Service-Seq-Area처럼 의미 있는 필드를 일관되게 유지하는 것이 중요하다.
스마트 P&ID로 전환 시 유의점은 무엇인가
객체 속성 정의와 문서·리스트 간 단방향이 아닌 양방향 동기화 규칙을 먼저 확정해야 한다.
