PFD와 P&ID의 공정정보가 서로 다를 때 어느 자료를 기준으로 수정해야 하는가?
PSM 공정안전자료를 점검하다 보면 공정흐름도(PFD, Process Flow Diagram)와 배관계장도(P&ID, Piping & Instrumentation Diagram)의 정보가 서로 다른 경우가 있습니다.
예를 들어 PFD에는 반응기 운전압력이 7 barg로 표시되어 있는데 P&ID에는 8 barg로 되어 있거나, PFD에는 하나의 Pump만 표시되어 있지만 P&ID에는 P-101A/B 두 대가 설치된 것으로 표시되어 있을 수 있습니다.
이때 단순히 “P&ID가 더 상세한 도면이므로 P&ID가 맞다” 또는 “PFD가 공정설계 기준이므로 PFD가 맞다”라고 판단해서는 안 됩니다.
두 문서는 목적이 다르기 때문입니다.
공정조건은 공정설계 근거를 확인하고, 설비·배관·계기 구성은 상세설계 및 실제 현장상태를 확인한 후 승인된 설계기준에 맞게 두 자료를 함께 수정해야 합니다.
1. PFD와 P&ID는 역할부터 다르다
먼저 두 문서의 역할을 구분해야 합니다.
| 구분 | PFD | P&ID |
|---|---|---|
| 주요 목적 | 전체 공정흐름 이해 | 상세 설비·배관·계기 구성 확인 |
| 주요 설비 | 표시 | 상세 표시 |
| 주요 Stream | 표시 | 배관별 상세 표시 |
| 운전조건 | 주요 P/T, Flow 등 | 필요 정보 표시 |
| 물질수지 | 연계 가능 | 일반적으로 주 목적 아님 |
| Valve | 일부만 | 상세 표시 |
| Instrument | 주요 제어만 | 상세 표시 |
| Alarm·Interlock | 제한적 | 상세 표시 |
| Drain·Vent | 일반적으로 제한적 | 상세 표시 |
| PSV | 개략 또는 제한적 | 연결관계 상세 표시 |
따라서 같은 정보라도 어느 문서가 원천자료인지가 다를 수 있습니다.
2. 어느 문서가 무조건 상위라고 판단하면 안 된다
PFD와 P&ID가 다를 때 가장 피해야 할 방식이 다음과 같습니다.
P&ID가 더 상세하니까 P&ID 기준으로 PFD를 수정한다.
항상 맞는 방법은 아닙니다.
예를 들어 정상운전 유량, 온도, 압력, 조성 등이 Process Simulation이나 물질수지(Material Balance)를 기반으로 PFD에 작성되었다면 공정조건의 근거는 PFD보다 더 상위의 Process Design Basis나 Heat & Material Balance일 수 있습니다.
반대로 실제 Valve 설치위치나 Instrument Tag는 PFD보다 P&ID가 훨씬 상세합니다.
따라서 정보의 종류별로 원천자료(Source Document)를 찾아야 합니다.
3. 우선 불일치 정보가 무엇인지 분류
PFD와 P&ID의 차이를 발견하면 먼저 정보 종류를 분류합니다.
| 불일치 종류 | 우선 확인자료 |
|---|---|
| 정상운전압력 | PFD, Process Datasheet, 운전자료 |
| 정상운전온도 | PFD, Heat & Material Balance |
| Flow | Material Balance, PFD |
| 조성(Composition) | Material Balance |
| 설계압력 | Equipment Datasheet, Line List |
| 설계온도 | Equipment Datasheet, Line List |
| Equipment Tag | P&ID, Equipment List, 현장 |
| Pipe Size | P&ID, Line List, Isometric |
| Valve | P&ID, 현장 |
| Instrument | P&ID, Instrument Index |
| Alarm·Trip | P&ID, C&E Matrix, DCS/SIS |
| PSV | P&ID, PSV List, Relief Study |
이렇게 보면 하나의 문서가 모든 항목의 기준문서가 될 수 없다는 것을 알 수 있습니다.
4. 정상운전조건은 공정설계 근거부터 확인
PFD는 정상운전조건을 보여주는 데 중요한 문서입니다.
다음과 같은 정보가 대표적입니다.
- 유량(Flow)
- 운전압력(Operating Pressure)
- 운전온도(Operating Temperature)
- 조성(Composition)
- Phase
- 주요 Stream 정보
PFD와 P&ID의 Operating Condition이 다르다면 우선 다음 자료까지 추적하는 것이 좋습니다.
| 확인자료 | 확인내용 |
|---|---|
| Heat & Material Balance | 설계 공정조건 |
| Process Simulation | 계산조건 |
| PFD | 승인된 공정조건 |
| Equipment Datasheet | 설비 Operating Condition |
| DCS Trend | 실제 운전조건 |
5. 설계압력과 설계온도는 Datasheet까지 확인
PFD와 P&ID에서 설계압력(Design Pressure)이나 설계온도(Design Temperature)가 다르다면 P&ID만 기준으로 결정해서는 안 됩니다.
다음 자료를 비교해야 합니다.
| 자료 | 확인내용 |
|---|---|
| PFD | Process Condition |
| P&ID | 표시된 Design Condition |
| Equipment Datasheet | 설비 설계조건 |
| Line List | 배관 설계조건 |
| Mechanical Datasheet | 상세 기계설계조건 |
| Nameplate | 제작된 실제 설계조건 |
| MOC | 변경된 설계조건 |
최종 설계조건은 승인된 설계자료와 실제 제작·설치조건을 근거로 확정해야 합니다.
6. Equipment 구성은 P&ID와 현장을 중심으로 확인
PFD에는 공정 이해에 필요한 주요 Equipment만 표시되는 경우가 많습니다.
예를 들어 PFD에는,
P-101
한 대만 표시되어 있어도 실제 P&ID에는,
P-101A / P-101B
운전·예비 Pump가 표시될 수 있습니다.
이것은 반드시 불일치라고 볼 수 없습니다.
| 문서 | 표시 |
|---|---|
| PFD | P-101 Feed Pump |
| P&ID | P-101A / P-101B |
| Equipment List | P-101A, P-101B |
| 현장 | A/B 두 대 설치 |
이 경우 PFD의 목적상 대표설비만 표시한 것인지 확인하면 됩니다.
7. Equipment Tag가 다르면 Equipment List까지 확인
다음처럼 Tag 자체가 다르면 별도로 검증해야 합니다.
| 자료 | Tag |
|---|---|
| PFD | V-101 |
| P&ID | V-102 |
| Equipment List | V-102 |
| 현장 Nameplate | V-102 |
이 경우 PFD가 과거 Tag를 유지하고 있을 가능성이 있습니다.
하지만 바로 수정하기보다는 Tag 변경 MOC와 Revision History를 확인한 후 PFD를 개정하는 것이 좋습니다.
8. 배관 Size는 P&ID와 Line List를 우선 확인
PFD에서는 주요 Stream Size만 표시하거나 배관 Size 자체가 생략될 수 있습니다.
반면 P&ID는 실제 배관구성을 상세하게 나타냅니다.
따라서 Pipe Size가 다르면 다음 순서로 확인합니다.
| 순서 | 자료 |
|---|---|
| 1 | 최신 P&ID |
| 2 | Line List |
| 3 | Piping Specification |
| 4 | Isometric Drawing |
| 5 | 현장 |
| 6 | 관련 MOC |
특히 현장 Pipe Size가 P&ID와 다르다면 As-built 관리상태를 확인해야 합니다.
9. Valve 정보는 P&ID가 훨씬 중요하다
PFD에는 모든 Valve가 표시되지 않습니다.
따라서 다음과 같은 정보는 P&ID를 중심으로 확인합니다.
- Block Valve
- Control Valve
- Check Valve
- ESD Valve
- Bypass Valve
- Drain Valve
- Vent Valve
예를 들어 PFD에 Valve가 없는데 P&ID에 Valve가 있다고 해서 반드시 오류는 아닙니다.
PFD의 상세수준(Level of Detail)이 다르기 때문입니다.
10. Instrument 정보 역시 P&ID 중심으로 검증
계기와 제어정보는 P&ID가 주요 기준자료입니다.
| 정보 | 주요 검증자료 |
|---|---|
| Instrument Tag | P&ID, Instrument Index |
| Control Loop | P&ID |
| Alarm | Alarm List |
| Trip | C&E Matrix |
| SIS | SIF List |
| 실제 Logic | DCS/SIS Logic |
| Set Point | C&E, Alarm/Trip 자료 |
PFD에서는 주요 Control Loop만 표시되는 경우가 많기 때문에 PFD와 P&ID의 계기 수가 다르다는 이유만으로 오류라고 판단하면 안 됩니다.
11. 물질조성(Composition)은 PFD·물질수지를 확인
공정물질의 조성이 서로 다르다면 상당히 중요한 불일치일 수 있습니다.
예를 들어,
| 자료 | Toluene 농도 |
|---|---|
| PFD | 40 wt% |
| P&ID Note | 60 wt% |
| Material Balance | 40 wt% |
이 경우 Process Design Basis와 물질수지(Material Balance)를 확인해야 합니다.
조성은 다음 자료에도 영향을 줄 수 있습니다.
- Maximum Inventory
- MSDS 관리
- HAZOP
- 사고영향분석(Consequence Analysis)
- 부식검토
- 방폭검토
12. Flow가 다르면 물질수지(Material Balance) 확인
PFD의 중요한 역할 중 하나는 공정의 주요 Flow를 나타내는 것입니다.
따라서 Flow 차이가 있다면 다음 자료를 비교합니다.
| 자료 | 확인사항 |
|---|---|
| Process Design Basis | 설계 생산량 |
| Material Balance | Stream Flow |
| PFD | 설계 Flow |
| Equipment Datasheet | 설계 Capacity |
| Pump Datasheet | Rated Flow |
| Flowmeter Trend | 실제 운전 Flow |
실제 생산량 증가로 Flow가 달라졌다면 단순 문서오류가 아니라 공정조건 변경일 가능성도 확인해야 합니다.
13. 실제 운전조건은 DCS Trend로 확인
PFD와 P&ID 모두 설계문서입니다.
따라서 어느 문서가 실제 현재 운전을 정확히 나타내는지 확인하려면 DCS Trend나 운전기록을 확인하는 것이 효과적입니다.
예를 들어,
| 자료 | Reactor Pressure |
|---|---|
| PFD | 7 barg |
| P&ID | 8 barg |
| Datasheet | Normal 7 barg |
| DCS Trend | 6.8~7.2 barg |
이라면 정상운전압력은 7 barg에 가까운 것으로 확인할 수 있습니다.
다만 P&ID의 8 barg가 Maximum Operating Pressure인지 다른 의미인지도 확인해야 합니다.
14. 서로 다른 종류의 압력을 비교하고 있지 않은지 확인
PFD와 P&ID 값이 다르다고 생각했지만 실제로는 서로 다른 종류의 압력일 수도 있습니다.
예를 들어,
| 값 | 의미 |
|---|---|
| 7 barg | Normal Operating Pressure |
| 8 barg | Maximum Operating Pressure |
| 10 barg | Design Pressure |
| 10 barg | PSV Set Pressure 예시 |
따라서 도면에 표시된 숫자가 무엇을 의미하는지 먼저 확인해야 합니다.
Operating Pressure와 Design Pressure를 서로 비교해서 불일치라고 판단하는 오류는 피해야 합니다.
15. 동일한 Revision 시점의 자료인지 확인
두 문서가 작성된 시점이 다르면 정보가 다를 수 있습니다.
예를 들어,
| 문서 | Revision | 상태 |
|---|---|---|
| PFD | Rev.2 | 증설 전 |
| P&ID | Rev.6 | 증설 후 |
| Equipment List | Rev.5 | 증설 후 |
| 현장 | 증설 완료 | 현재상태 |
이 경우 PFD가 최신 변경을 반영하지 못했을 가능성이 높습니다.
따라서 항상 Revision Date와 관련 MOC를 함께 확인해야 합니다.
16. MOC 이력을 확인
PFD와 P&ID 불일치는 변경관리(MOC) 과정에서 발생하는 경우가 많습니다.
| 변경내용 | 발생 가능한 불일치 |
|---|---|
| 생산량 증가 | PFD Flow 미개정 |
| Pump 교체 | P&ID만 변경 |
| Vessel 교체 | Equipment Data 불일치 |
| 운전압력 변경 | PFD 미개정 |
| 신규 Bypass | P&ID만 변경 |
| Feed 조성 변경 | Material Balance 미개정 |
| Instrument 추가 | P&ID 미반영 |
따라서 최근 MOC에서 어떤 문서를 영향문서로 지정했는지 확인해야 합니다.
17. PFD가 맞으면 P&ID만 수정하는 것도 위험할 수 있다
예를 들어 PFD와 물질수지는 7 barg인데 P&ID에는 9 barg라고 되어 있다고 하겠습니다.
단순히 P&ID를 7 barg로 변경하기 전에 다음을 확인해야 합니다.
| 확인사항 | 이유 |
|---|---|
| Equipment Design Pressure | 설비설계 영향 |
| Line Design Pressure | 배관설계 영향 |
| PSV Set Pressure | 과압보호 |
| Alarm·Trip | 보호설정 |
| 실제 운전 Trend | 현재 상태 |
| MOC | 과거 변경 여부 |
9 barg가 단순 오류인지, Maximum Operating Pressure인지, 과거 승인된 변경조건인지 확인해야 합니다.
18. 현장이 두 문서와 모두 다르면 별도 검토
가장 주의해야 할 상황은 다음과 같습니다.
| 자료 | 정보 |
|---|---|
| PFD | 7 barg |
| P&ID | 8 barg |
| 실제 운전 | 9 barg |
이 경우 어느 도면을 기준으로 수정할지를 논의하기 전에 실제 운전조건이 승인된 설계조건인지부터 확인해야 합니다.
검토순서는 다음과 같이 잡을 수 있습니다.
| 순서 | 검토 |
|---|---|
| 1 | DCS 값 정확성 |
| 2 | 실제 최대운전조건 |
| 3 | Equipment Design Pressure |
| 4 | Line Design Pressure |
| 5 | PSV |
| 6 | Alarm·Trip |
| 7 | MOC |
| 8 | HAZOP·LOPA |
| 9 | 승인된 최종조건 결정 |
| 10 | PFD·P&ID 동시 개정 |
19. 승인된 최종정보를 확정한 뒤 관련 문서를 함께 수정
PFD와 P&ID의 불일치를 해결하는 목적은 어느 한 문서를 다른 문서에 맞추는 것이 아닙니다.
공정의 승인된 최종 설계상태를 확인하고 관련 자료를 모두 일치시키는 것이 목적입니다.
예를 들어 운전압력 변경이 확인됐다면 다음 자료를 함께 검토합니다.
| 관련자료 | 검토사항 |
|---|---|
| Process Design Basis | 설계기준 |
| Heat & Material Balance | 공정조건 |
| PFD | Operating Condition |
| P&ID | 공정·계기조건 |
| Equipment Datasheet | 설계조건 |
| Line List | 배관조건 |
| PSV List | 과압보호 |
| Alarm List | Alarm |
| C&E Matrix | Trip |
| HAZOP·LOPA | 위험성 |
| Operating Procedure | 운전한계 |
| MOC | 변경승인 |
이렇게 해야 새로운 문서 불일치를 만들지 않습니다.
20. 정리
PFD와 P&ID의 공정정보가 다를 때 무조건 PFD 또는 P&ID 중 하나를 기준문서로 정해서 수정하는 방식은 적절하지 않습니다.
어떤 정보가 다른지에 따라 확인해야 할 원천자료가 달라집니다.
| 불일치 항목 | 우선적으로 확인할 자료 |
|---|---|
| 정상운전압력 | PFD, Process Datasheet, DCS Trend |
| 정상운전온도 | PFD, Heat & Material Balance, DCS |
| Flow | Material Balance, PFD |
| Composition | Material Balance, Process Design Basis |
| Equipment Tag | P&ID, Equipment List, 현장 |
| Design Pressure | Equipment Datasheet, Line List |
| Design Temperature | Equipment Datasheet, Line List |
| Pipe Size | P&ID, Line List, Isometric, 현장 |
| Valve | P&ID, 현장 |
| Instrument | P&ID, Instrument Index |
| Alarm | Alarm List, DCS |
| Interlock | C&E Matrix, SIS/DCS |
| PSV | PSV List, Relief Study |
| 실제 설치상태 | As-built P&ID, 현장 |
| 변경근거 | MOC |
이를 조금 더 단순하게 구분하면 다음과 같습니다.
| 확인하려는 정보 | 중심이 되는 자료 |
|---|---|
| 공정이 어떤 조건으로 운전되도록 설계되었는가 | Process Design Basis, Material Balance, PFD |
| 설비와 배관이 어떻게 연결되어 있는가 | P&ID |
| 설비가 어떤 조건으로 기계설계되었는가 | Equipment Datasheet |
| 배관이 어떤 조건으로 설계되었는가 | Line List |
| 실제로 어떻게 설치되어 있는가 | 현장·As-built |
| 실제로 어떤 조건으로 운전되는가 | DCS Trend·운전기록 |
| 왜 변경되었는가 | MOC |
예를 들어 PFD에는 Operating Pressure 7 barg, P&ID에는 8 barg, Datasheet에는 Normal 7 barg / Maximum 8 barg / Design 10 barg라고 되어 있다면 실제로는 서로 다른 조건을 표시한 것일 수 있습니다.
반대로 PFD에는 7 barg, P&ID에는 9 barg, 실제 DCS에서도 최근 9 barg로 운전되고 있는데 설비의 Design Pressure가 8 barg라면 단순한 도면 불일치가 아니라 설계범위 초과 가능성이 있는 안전문제가 됩니다.
따라서 실무에서는 다음 순서로 확인하는 것이 좋습니다.
| 단계 | 확인내용 |
|---|---|
| ① | 불일치 항목 확인 |
| ② | PFD·P&ID 최신 Revision 확인 |
| ③ | 해당 정보의 원천자료 확인 |
| ④ | Equipment·Line Datasheet 확인 |
| ⑤ | 실제 DCS 운전조건 확인 |
| ⑥ | 현장 As-built 확인 |
| ⑦ | MOC 변경이력 확인 |
| ⑧ | 승인된 최종 설계조건 확정 |
| ⑨ | HAZOP·LOPA 등 영향평가 |
| ⑩ | 관련 공정안전자료 일괄개정 |
결국 PFD와 P&ID 중 어느 하나가 항상 정답인 것은 아닙니다.
PFD는 주로 공정의 흐름과 주요 공정조건, P&ID는 설비·배관·계기와 안전기능의 상세구성을 나타내므로, 불일치가 발견되면 해당 정보의 원천 설계자료(Source Document)와 실제 현장·운전상태를 확인하여 승인된 최종값을 결정한 뒤 두 문서를 함께 일치시키는 것이 가장 적절합니다.
Analyst
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