شیرهای آشپزخانه با شیرهای سرامیکی با استفاده از دو دیسک که با دقت فوقالعادهای ساخته شدهاند، کار میکنند. یکی از این دیسکها ثابت میماند و دیگری میچرخد؛ این قطعات در محدوده تلرانسی کمتر از ۰٫۱ میلیمتر ساخته میشوند. این شیرها از موادی مانند زیرکونیا یا اکسید آلومینا ساخته میشوند که سختی آنها حداقل ۹ بر روی مقیاس موهس است. سطوح این قطعات آنقدر صاف هستند که مانند آینه به نظر میرسند و هنگام حرکت نسبت به یکدیگر اصطکاک بسیار کمی ایجاد میکنند. آب زمانی از شیر عبور میکند که سوراخهای موجود در دیسکها بهدرستی همتراز شوند و چرخاندن دسته شیر به میزان حدود یک چهارم دور، جریان آب را کاملاً متوقف میکند. در مقابل، واشرهای لاستیکی سنتی به دلیل مواد معدنی موجود در آب با گذشت زمان تخریب میشوند، اما قطعات سرامیکی فرسایش نمییابند و تغییر شکل نمیدهند؛ بنابراین نشتیها معمولاً دیگر ناشی از آسیب دیدن واشرها نیستند. آزمونهای انجامشده مطابق استانداردهای ASME نشان میدهد که این شیرها قادر به تحمل بیش از پنجصد هزار عملیات هستند؛ یعنی عمر آنها حدود ده برابر شیرهای فشاری معمولی است.
سیستم دیسک سرامیکی امکان کنترل بینظیر جریان و دما را فراهم میکند:
آزمونهای آزمایشگاهی مستقل صحت عدم نشتی را پس از ۴۰۰٬۰۰۰ چرخه کارکرد در فشار ۱۲۵ psi تأیید کردهاند — ۳۰۰٪ بیش از حداقل الزامات segu industry — که منجر به کاهش ۱۸٪ در هدررفت آب نسبت به شیرهای معمولی بر اساس معیارهای EPA WaterSense میشود.
شیرهای سرامیکی بر اساس استانداردهای ASME A112.18.1 میتوانند بیش از نیممیلیون چرخه عملیاتی دوام بیاورند که این امر آنها را تقریباً ده برابر مقاومتر از شیرهای فشاری معمولی میسازد. دلیل این عمر طولانی، خود مادهٔ سرامیک است. سرامیکها بسیار سخت هستند و تقریباً بدون اصطکاک حرکت میکنند؛ بنابراین در نقاطی که واشرهای لاستیکی معمولاً از بین میروند، هیچ سایشی رخ نمیدهد. اکثر اجزای لاستیکی حدود ۵۰٬۰۰۰ چرخه پس از شروع به کار دچار خرابی میشوند. برای خانهها این بدان معناست که شیرهای سرامیکی معمولاً حداقل ۱۵ سال خدمات بیدردسر و بدون نشتی ارائه میدهند. وقتی مالکان خانه این شیرها را نصب میکنند، نهتنها امروز از عملکرد بهتری بهرهمند میشوند، بلکه سرمایهگذاریای انجام میدهند که در سالهای آینده هزینهها و مشکلات را کاهش خواهد داد.
آزمایشهای آزمایشگاهی شتابدار بهوضوح نشان میدهند که سرامیکها در برابر رسوبگذاری مقاوم هستند، اما آنچه واقعاً اهمیت دارد، رفتار این مواد در شرایط واقعی آب سخت است که روزانه با آن مواجه میشوند. این واقعیت که سطوح سرامیکی مواد معدنی را جذب نمیکنند، باعث میشود از تشکیل آن رسوبات آزاردهندهای که در نهایت شیرهای کروی یا سیستمهای کارتریج را مسدود میکنند، جلوگیری شود. آنچه دیسکهای سرامیکی را از سایرین متمایز میکند، توانایی آنها در ادامه عملکرد حتی در صورت تشکیل برخی رسوبات بین نقاط تماس است — چیزی که اغلب رویههای استاندارد آزمایش کاملاً نادیده میگیرند. این نوع مقاومت میتواند عمر مفید تجهیزات را نسبت به گزینههای فلزی سنتی بهطور قابلتوجهی (چندین سال) افزایش دهد. با این حال، یادآوری میشود که نگهداری منظم اختیاری نیست، بهویژه اگر سختی آب از ۱۸۰ قسمت در میلیون (ppm) فراتر رود. انجام دورهای از فرآیند حذف رسوب (دسکالینگ) میتواند عملکرد مؤلفههای سرامیکی را در بسیاری از نصبها برای بیش از بیست سال تضمین کند.
| عامل شکست | شیرهای سرامیکی | شیرهای فلزی |
|---|---|---|
| تأثیر رسوبگذاری مواد معدنی | خرابی تأخیری/قابلبازیابی | قفلشدگی فاجعهبار |
| آستانه آب سخت | کاربردی تا ۱۸۰ قسمت در میلیون | در غلظتهای بالاتر از ۱۲۰ قسمت در میلیون تخریب میشود |
| پیچیدگی تعمیر در محل | تعویض ساده واشر | تعویض کامل پترول |
شیرهای فشاری با فشردن واشرهای لاستیکی به سطوح مسی کار میکنند؛ طراحیای که بیش از ۱۰۰ سال است وجود دارد، اما امروزه به دلیل نشت مداوم و نیاز به تعمیرات مکرر، جای خود را به سیستمهای جدیدتر داده است. اکثر لولهکشها دیگر این شیرها را نصب نمیکنند، زیرا عملاً منسوخ شدهاند. بر اساس گزارش انجمن ملی طراحان آشپزخانه و حمام (NKBA)، کمتر از ۷٪ آشپزخانهها امروزه این شیرهای قدیمی را نصب میکنند. در عوض، سیستمهای دیسک سرامیکی بهطور کامل بازار را تسخیر کردهاند. این مدلهای جدید نیازی به حرکت پیچشی نامطلوبی که قبلاً با شیرهای فشاری انجام میشد، ندارند. فقط کافی است دسته را بهسرعت یک چهارم دور بچرخانید و آمادهاید! همچنین دیگر نگران سفت کردن بیش از حد و آسیبرساندن به شیر نخواهید بود، زیرا شیرهای سرامیکی بدون نیاز به نیروی ویژهای بهدرستی درزبندی میشوند.
شیرهای توپی و کارتریجی نسبت به طراحیهای فشاری پیشرفت داشتهاند، اما همچنان به آببندیهای الاستومری و قطعات متحرک فلزی که در برابر رسوب مواد معدنی و سایش آسیبپذیرند، وابستهاند. این شیرها نیازمند:
شیرهای سرامیکی پاسخدهی یکنواخت و عملکرد روان را حتی پس از دههها قرار گرفتن در معرض آب سخت حفظ میکنند و بدون کاهش عملکرد.
یافتن شیر آشپزخانهای با شیر سرامیکی مناسب، فراتر از بررسی صرفاً مکانیزم شیر است. ابتدا به جنس بدنه آن توجه کنید؛ بدنههای برنجی یا استیل ضدزنگ معمولاً عمر طولانیتری دارند و در برابر خوردگی یا رسوبگذاری مواد معدنی در طول زمان مقاومترند. پوشش نیز اهمیت دارد — پوششهای کروم یا PVD با کیفیت بالا در برابر خراشها مقاومترند و سریعتر کدر نمیشوند. دبی جریان آب را نیز بررسی کنید؛ ایدهآل آن است که این مقدار بین ۱٫۵ تا ۲٫۲ گالن در دقیقه باشد. به دنبال شیرهایی باشید که تنظیم دما نیازی به چرخاندن کامل دسته نداشته باشد، زیرا این معمولاً نشاندهندهی کیفیت بالاتر دیسکهای سرامیکی داخلی است. اطمینان حاصل کنید که سبک نصب شیر با نوع سطح شیب سینک شما سازگان دارد — نصب تکسوراخ، سهسوراخ یا سبک پلی هر کدام ویژگیهای متفاوتی دارند. و جزئیات کوچکی مانند دسترسی آسان به آیرودایزر (پخشکننده) و داشتن گواهینامههای استاندارد را فراموش نکنید. استاندارد ASME A112.18.1 تضمین میکند که شیر قادر به تحمل فشار تا ۱۲۵ PSI باشد، از آلودگی سرب آزاد باشد و حتی پس از سالها استفادهٔ مداوم، ساختار خود را حفظ کند. تمام این ملاحظات در مجموع، تضمینکنندهٔ شیری هستند که عمر طولانی داشته، بهصورت نرم و روان کار کند و در زمان لزوم، کنترل دقیق و مناسب جریان آب را فراهم آورد.