راهنمای جامع شیشه های دید (سایت گلس)

شیشه‌های دید (Sight Glass) ابزارهای حیاتی در صنایع فرآیندی هستند که برای بررسی وضعیت و سطح مایعات و سیالات در مخازن و خطوط لوله مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این مقاله به بررسی جامع شیشه‌های دید می‌پردازد که به عنوان نوعی ابزار تخصصی در صنایع مختلف فرآیندی کاربرد دارند، از جمله:

 صنایع داروسازی

• فرآوری غذا و نوشیدنی
• ساخت نیمه‌هادی‌ها
• تأسیسات آب و برق
• تولید انرژی
• تولید نفت و گاز
• تصفیه و مدیریت فاضلاب

در این صنایع، شیشه‌های دید در اجزای مختلف فرآیندی، از جمله خطوط انتقال سیالات و گازها و همچنین مخازن و ظروف مختلف نصب می‌شوند.

در این مقاله به مباحث زیر خواهیم پرداخت:

1. شیشه دید (Sight Glass) چیست؟
2. انواع مختلف شیشه‌های دید

سایت گلس (Sight Glass) چیست؟

سایت گلس  (که پنجرهٔ دید یا پورت دید نیز نامیده می‌شود) یک پنجرهٔ شفاف است که امکان مشاهدهٔ درون یک لولهٔ فرآیندی یا مخزن را فراهم می‌کند

• اپراتورهای واحدهای فرآیندی از شیشه‌های دید برای موارد زیر استفاده می‌کنند:
• تأیید بصری مراحل تولید: مشاهده مستقیم فرآیند برای اطمینان از پیشرفت صحیح مراحل مختلف.
• بازرسی سیالات: بررسی تغییرات در رنگ یا قوام مواد و سیالات در حین فرآیند.
• مشاهده سطح مایعات: کنترل پیوسته سطح سیالات درون مخازن.

علاوه بر این، نوع تخصصی‌تری از شیشه‌های دید وجود دارد که شیشه نشانگر جریان (Sight Flow Indicator) یا لوله دید نامیده می‌شود. این نشانگرها، لوله‌های شفافی هستند که درون خطوط لوله نصب می‌شوند و امکان مشاهده بصری جهت جریان و سرعت سیال را فراهم می‌کنند. از این وسیله برای بازرسی محصولات یا رسانه‌های در حال عبور از خطوط فرآیندی نیز استفاده می‌شود.

شیشه‌های دید مدت زمان طولانی است که در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرند. یکی از نخستین کاربردهای این ابزارها، به عنوان نشانگر سطح آب در دیگ‌های بخار لوکوموتیوهای نیرو گرفته از بخار بود، جایی که از آنها برای اطمینان از حفظ آب در سطح مشخصی به منظور حفظ ایمنی عملیات استفاده می‌شد.

در صنایع فرآوری بهداشتی (سانیتاری)، شیشه‌های دید عمدتاً به یکی از دو روش زیر به کار می‌روند:

• در صنعت داروسازی زیستی، تولیدکنندگان از شیشه‌های دید نصب شده بر روی مخازن و ظروف استفاده می‌کنند تا مراحل مختلف فرآیند تخمیر را به صورت بصری تأیید و بررسی نمایند.
• در صنعت فرآوری غذا و نوشیدنی، از شیشه‌های دید برای موارد زیر استفاده می‌شود:

انواع شیشه های سایت گلس (Sight Glasses)

شیشه‌های دید از نوع پنجره‌ای یا پورت، عمدتاً در دو نوع اصلی تولید می‌شوند:

1. شیشه دید پنجره‌ای ساده (Simple Window Sight Glass)
   1. این مجموعه از یک دیسک شیشه‌ای تشکیل شده که بین دو حلقه فلزی مجهز به واشر (گاسکت) قرار می‌گیرد. مزیت اصلی این نوع، قابلیت جداسازی آسان برای تمیزکاری است. از این رو، این نوع شیشه دید برای فرآیندهای کم‌فشار و غیرحساس مناسب می‌باشد.
2. شیشه دید جوش داده شده (Fused Sight Glass)
   1. برای کاربردهای با عملکرد بالا، شیشه دید جوش داده شده به عنوان استاندارد صنعتی شناخته می‌شود. در این نوع، شیشه در طی فرآیند ساخت به حلقه فلزی حامل جوش داده می‌شود.

 در این طراحی، نیروی فشاری حلقه فلزی از استحکام کششی شیشه بیشتر است. این ویژگی باعث می‌شود این شیشه‌های دید در برابر شکست‌های catastrophic (ناگهانی و شدید) مقاومت بسیار بالایی از خود نشان دهند.

 در نتیجه، شیشه‌های دید جوش داده شده، هر دو مزیت حاشیه ایمنی بالا و تحمل فشار عملیاتی شدید را در حین کار ارائه می‌دهند.

 شیشه‌های دید از چه موادی ساخته می‌شوند؟

در ساخت شیشه‌های دید از مواد مختلفی استفاده می‌شود:

1. شیشه سودالایم (Soda Lime Glass)
   1. این نوع شیشه برای کاربردهای کم‌فشار و غیرحساس که سیال مورد مشاهده، دما و خاصیت سایندگی پایینی دارد، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
2.  شیشه بوروسیلیکات (Borosilicate Glass) و پلاستیک آکریلیک
   1. شیشه بوروسیلیکات (با نام تجاری پیرکس®) و پلاستیک‌های آکریلیک، مواد استاندارد برای ساخت شیشه‌های دید در دمای تا ۲۸۰ درجه سانتی‌گراد (۵۳۶ درجه فارنهایت) هستند. برخلاف شیشه سودالایم که در دماهای بالاتر ترک می‌خورد، این مواد مقاومت حرارتی بهتری دارند.
3.  شیشه کوارتز و یاقوت (Sapphire Glass)
   1. برای دماهای بالاتر از ۲۸۰ درجه سانتی‌گراد، از شیشه‌های کوارتز یا یاقوت استفاده می‌شود. این شیشه‌ها معمولاً در فرآیندهای با دمای بیش از ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد (۵۰۰ درجه فارنهایت) یا در مواردی که فرآیند به مقاومت بیشتر در برابر شوک حرارتی یا خوردگی نیاز دارد، به کار می‌روند.
4.   پلاستیک‌های تخصصی (Specialty Plastics)
   1. در برخی از کاربردهای فرآوری بهداشتی (سانیتاری)، شیشه‌های دید ممکن است از پلاستیک‌های مرغوب و تخصصی مانند آکریلیک یا پلی‌کربنات ساخته شوند.

شیشه‌های دید پلاستیکی در مقایسه با انواع شیشه‌ای، مزایای متعددی ارائه می‌دهند که در ادامه به آنها اشاره می‌شود.

مزایای شیشه‌های دید پلاستیکی

 شیشه‌های دید پلاستیکی در مقایسه با انواع شیشه‌ای دارای مزایای قابل توجهی هستند:

•  مقاومت در برابر شکستن
  • برخلاف بسیاری از انواع شیشه، پلاستیک‌ها به طور کلی ضد شکست هستند. این ویژگی از جنبه ایمنی بسیار حائز اهمیت است، چرا که استحکام یک مسئله حیاتی در ایمنی محسوب می‌شود. در واقع، برخی از فرآوری‌کنندگان یا تولیدکنندگان به دلیل نگرانی برای ایمنی کارکنان یا مشتریان، استفاده از شیشه یا سایر مواد مستعد شکست را در خطوط فرآیندی خود مجاز نمی‌دانند.
•  مقاومت شیمیایی
  • شیشه‌های دید پلاستیکی در برابر اسیدها، بازها و الکل‌هایی که به طور معمول در بسیاری از کاربردهای فرآوری غذا و نوشیدنی یافت می‌شوند، مقاوم هستند.
• استحکام بالا
  • بسته به روش تولید، شیشه‌های دید پلاستیکی می‌توانند جایگزین‌های بسیار مقاومی برای شیشه باشند. برخی از تولیدکنندگان، شیشه‌های دید پلاستیکی را با تزریق پلیمر پلاستیک به داخل یک حلقه فلزی با ابعاد دقیق تولید می‌کنند که محصول نهایی بسیار مستحکمی را به دنبال دارد.
•  مقرون به‌صرفه بودن
  • در مقایسه با شیشه‌های دید شیشه‌ای، انواع پلاستیکی نسبتاً کم‌هزینه‌تر هستند. در نتیجه، اغلب در کاربردهای سطح پایین‌تر مانند نشانگرهای سطح سیال مورد استفاده قرار می‌گیرند.
•  قابلیت شکل‌پذیری متنوع
  • برخلاف پورت‌های دید شیشه‌ای، انواع پلاستیکی را می‌توان در چندین شکل مختلف تولید کرد. به عنوان مثال:

 پنجره شیشه سایت گلس می‌تواند به شکل گنبدی ساخته شود تا مشاهده محتوای داخل لوله یا مخزن آسان‌تر شود.

 شیشه دید پلاستیکی می‌تواند به صورت قطعه یکپارچه شفاف قالب‌گیری شده و با رزوه برای نصب در لوله یا مخزن فرآیندی به عنوان پورت دید طراحی شود.

 معایب شیشه‌های دید پلاستیکی

 در مقایسه با شیشه، شیشه‌های دید پلاستیکی محدوده عملیاتی محدودتری دارند. حتی کامپوزیت‌های پلاستیکی مرغوب نیز در دماهای عملیاتی بالا ذوب می‌شوند. بنابراین این نوع شیشه‌های دید فقط برای کاربردهای دمای پایین (زیر ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد یا ۳۰۰ درجه فارنهایت) مناسب هستند.

 نسبت به نمونه‌های شیشه‌ای، شیشه‌های دید پلاستیکی مستعد آسیب ساییدگی، ایجاد رسوب و سایر ناهمواری‌های سطحی هستند که به مرور زمان می‌توانند بر شفافیت و عملکرد شیشه دید تأثیر منفی بگذارند.

 ملاحظات انتخاب مناسب‌ترین شیشه دید برای کاربرد شما

 هنگام تعیین بهترین نوع شیشه دید برای یک کاربرد خاص، باید عوامل زیر را در نظر داشت

• حداکثر دمای عملیاتی
  • همان‌طور که پیش‌تر اشاره شد، شیشه‌های دید از جنس سودالایم استاندارد و پورت‌های دید پلاستیکی، تنها برای دماهای عملیاتی تا ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد (۳۰۰ درجه فارنهایت) یا کمتر مناسب هستند.
  • برای دماهای بالاتر از این محدوده، باید از شیشه بوروسیلیکات یا شیشه کوارتز/یاقوت استفاده شود.
• شوک حرارتی
  • مهندسان هنگام انتخاب نوع ماده برای ساخت شیشه دید، باید تغییرات سریع دما را نیز در نظر بگیرند.
    شیشه‌ای که دارای ضریب انبساط حرارتی بالا، هدایت حرارتی پایین و مقاومت کم باشد، برای محیط‌های کاری با نوسانات سریع یا شدید دما مناسب نیست.
    با توجه به این نکات، شیشه بوروسیلیکات — که دارای ضریب انبساط حرارتی کمتری نسبت به شیشه استاندارد است — تغییرات دما را بهتر تحمل می‌کند و به همین دلیل، ماده ترجیحی برای پنجره‌های شیشه‌ای محسوب می‌شود.
     از سوی دیگر، شیشه‌های دید پلاستیکی نیز معمولاً به دلیل خاصیت ارتجاعی ذاتی ماده، تغییرات دما را به خوبی تحمل می‌کنند.
•  خوردگی
  برخی از سیالات سوزاننده یا اسیدی به مرور زمان باعث کدر شدن شیشه‌های دید می‌شوند و شفافیت آن‌ها را کاهش می‌دهند. در کاربردهایی که با این شرایط مواجه هستند، باید ماده‌ای را برای شیشه دید انتخاب کرد که کمتر در معرض تأثیرات خورنده قرار گیرد (اعم از شیشه یا پلاستیک).
  همچنین، انتخاب ماده‌ی قاب شیشه دید نیز باید با سیال مورد مشاهده سازگار و در برابر خوردگی مقاوم باشد. از آنجا که بسیاری از فلزات ممکن است توسط سیالات فرآیندی مورد حمله قرار گیرند، آلیاژهای مختلف فولاد ضدزنگ به عنوان ماده ترجیحی برای قاب استفاده می‌شوند.
•   سایش
  ماده‌ای را برای شیشه دید انتخاب کنید که تحت تأثیر ذرات موجود در سیال تحت مشاهده قرار نگیرد، چرا که این ذرات به مرور زمان می‌توانند باعث سایش یا فرسایش شیشه دید شوند. بازرسی شیشه‌های دید برای بررسی خراش‌ها می‌تواند به صورت بصری یا با کمک تجهیزات اولتراسونیک انجام شود.
•   فشار
  همان‌طور که پیش‌تر اشاره شد، در تمام کاربردهای با فشار بالا باید از شیشه‌های دید از نوع جوش‌ داده‌شده (Fused) یا پنجره‌های پلاستیکی قالب‌گیری‌شده (Cast-Type) استفاده شود تا از بروز خرابی در شیشه دید جلوگیری گردد.
•   ضربه
  در برخی کاربردها، مانند فرآوری مواد غذایی، ممکن است مواد همراه با سیالات فرآیندی به سطح شیشه دید برخورد کنند. در صورت مشاهده خراش‌های ناشی از برخورد ذرات، باید شیشه دید بلافاصله تعویض شود.

شیشه‌های دید از نوع ثابت (Fixed-Type)، در صورتی که پنجره مشاهده از جنس شیشه ساخته شده باشد، بیشترین مقاومت را در برابر آسیب‌های ناشی از ضربه ارائه می‌دهند.