Nerūdijančio plieno marškinėliai ir reduktoriai skysčių aušinimo kolektoriams: praktinis pasirinkimo vadovas

1. Įvadas: paslėptos netinkamo montavimo išlaidos

Įsivaizduokite taip: naujai pradėtas naudoti duomenų centras Tiesioginis-į-Chip (D2C) aušinimo kilpą -, sistema, kurioje skystas aušinimo skystis cirkuliuoja tiesiai per didelio-tankio serverio procesorius - puikiai išlaiko slėgio testą. Po trijų savaičių atšakos jungtyje atsiranda mikro{7}}nuotėkis. Kaltininkas? Anglies plieno redukcinis trišakis, kuris tyliai rūdijo esant glikolio -pagrindo aušinimo skysčiui. Atsiradusios prastovos kainavo dešimtis tūkstančių dolerių už reagavimą į avarines situacijas ir prarastą veikimo laiką – viskas buvo atsekta iki vieno 12 USD jungties.

Šis scenarijus kartojasi dažniau, nei pripažįsta pramonė. Skystam vėsinimui tampant dominuojančia dirbtinio intelekto infrastruktūros, HPC grupių ir didelio masto duomenų centrų šiluminio valdymo strategija, komponentai, jungiantys aušinimo skysčio paskirstymo įrenginius (CDU) su stovo{1}}lygio kolektoriais, yra labiau nei bet kada tikrinami. Inžinieriai ir pirkimų komandos vis dažniau užduoda tuos pačius klausimus:Kuris trišakis apsaugo nuo korozijos uždaroje{0}}kilpoje aušinimo skysčio sistemoje? Kaip pereiti nuo 2-colių įrenginio tiekimo linijos prie ¾ colio stovo kolektoriaus šakos be slėgio kritimo baudų? Ir ar tikrai svarbu medžiagos klasė?

Atsakymai slypi suprantant, kaip nerūdijančio plieno redukcinis trišakis veikia platesnėje skysčių aušinimo kolektoriaus - architektūroje ir kodėl detalės apie sriegio standartą, lydinio klasę ir jungties tipą lemia, ar aušinimo sistema veikia dešimtmetį, ar sugenda per ketvirtį.

 

 

Duomenų centro skysčio aušinimo kolektoriaus nerūdijančio plieno vamzdynas

 

2. Dėl ko nerūdijantis plienas yra tinkama skysčių aušinimo kolektorių medžiaga?

Ne visi metalai vienodai elgiasi skystoje aušinimo aplinkoje. Įprastoje duomenų centro aušinimo kilpoje cirkuliuoja vandens -glikolio mišiniai (dažnai 30–40 % propilenglikolio) esant 40–150 psi darbiniam slėgiui ir 5–60 laipsnių temperatūrai. Šioje aplinkoje dėl šių medžiagų savybių negalima-derėtis:

• Atsparumas korozijai:Glikolio tirpalai ir dejonizuotas vanduo laikui bėgant tampa silpnai rūgštūs. Anglinis plienas greitai rūdija; varis sukelia galvaninio suderinamumo su aliuminio šaltomis plokštėmis problemų.
• Terminis stabilumas:Jungtis turi išlaikyti matmenų vientisumą per terminį ciklą nuo šalto paleidimo iki visos serverio apkrovos.
• Mechaninis stiprumas:Vandens plaktuko įvykiai - slėgio šuoliai, atsiradę dėl greito vožtuvo paleidimo -, gali akimirksniu pasiekti 3–5 kartus didesnį įprastą darbinį slėgį.
• Cheminis neutralumas:Montavimo medžiaga neturi patekti į aušinimo skystį jonų, nes tai gali pažeisti serverio komponentus pasroviui.

SS 304 nerūdijantis plienas patenkina daugumą šių reikalavimų už mažesnę kainą. SS 316L - su pridėtu molibdeno kiekiu - pasižymi puikiu atsparumu chloro duobėms, todėl jis yra standartinis pasirinkimas pakrantės įrenginiuose, puslaidininkių gaminiuose ir visose sistemose, kuriose naudojama agresyvi aušinimo skysčio cheminė medžiaga. LEADTEK tiekia visas jungiamųjų detalių asortimento rūšis, o pagal pageidavimą išduodami visi medžiagų atsekamumo sertifikatai.

 

3. Nerūdijančio plieno redukcinio trišakio vaidmuo kolektoriaus architektūroje

Sumažinamasis trišakis (taip pat vadinamas nelygiu trišakiu arba šakos trišakiu) yra T-formos jungtis su trimis angomis: dvi vienodo skersmens bėgyje - tiesiame-per pagrindinį srautą - ir vieną mažesnio-skersmens šakos išėjimą 90 laipsnių kampu. Ši iš pažiūros paprasta geometrija išsprendžia esminį inžinerinį kolektoriaus projektavimo iššūkį: kaip padalyti aušinimo skysčio srautą iš didelės tiekimo kolektoriaus į kelias mažesnes stovo{7}}lygmens šakų linijas nesukuriant negyvų-kojų zonų (susistovėjusio aušinimo skysčio, skatinančio bakterijų augimą ar nuosėdų kaupimąsi) arba per didelio slėgio kritimo.

Įprastame{0}}eilės aušinimo kolektoriuje, aptarnaujančiame aštuonis serverių stovus, tiekimo antraštė gali veikti DN50 (2 colių) greičiu. Kiekvienas stovo čiaupas atsišakoja ties DN20 (¾ colio). Be tinkamo dydžioNerūdijančio plieno sumažinimo marškinėliai, inžinieriai yra priversti naudoti pilną-kimštą trišakį ir atskirą reduktoriaus jungtį -, pridedant dar du galimus nuotėkio taškus ir padidinant bendrą sistemos plotą jau -ankštoje erdvėje tarp serverių stelažų.

Sumažinamas trišakis pašalina šį pertekliškumą. Srieginėms jungtims - labiausiai paplitęs modulinių ir surenkamų aušinimo šlaitų surinkimo būdas - nerūdijančio plieno srieginis redukcinis trišakis, atitinkantis NPT (nacionalinio vamzdžio kūgio) arba BSPP (Britanijos standartinis lygiagretus vamzdis) standartus, leidžia nemokamai išardyti įrankį{3}, be visos sistemos išplėtimo ar konfigūravimo, o tai neįkainojama. kilpa.

Praktinis pavyzdys: Europos kolokacijos operatorius neseniai 2MW duomenų salėje įrengė 12 eilių{1}}aušinimo kolektorių. Perjungus nuo vienodų trišakių ir reduktorių prie vieno-vieneto sumažinimo trišakio konfigūracijos, jie sumažino jungiamųjų detalių skaičių viename kolektoriuje nuo 24 iki 12, 35 % sumažino surinkimo darbą ir pašalino keturis dokumentais patvirtintus mikro{8}}nuotėkio atvejus, susijusius su reduktoriaus-ir{10}}srieginėmis jungtimis.

 

Leadtek nerūdijančio plieno sumažinimo marškinėliai

 

4. Kaltiniai prieš liejinius: kodėl gamybos metodas svarbus esant slėgiui

Nurodant skysčio aušinimo kolektorių jungiamąsias detales, gamybos procesas yra toks pat svarbus kaip medžiagos klasė. Dauguma prekinių vamzdžių jungiamųjų detalių yra liejamos - išlydyto plieno, pilamo į formą. Kaltinės jungiamosios detalės gaminamos įkaitintus plieninius ruošinius suspaudžiant į formą, veikiant tūkstančiams tonų jėgos, išlygiuojant metalo grūdėtumo struktūrą ir sukuriant tankesnę, tvirtesnę dalį.

LEADTEK asortimentasSS kaltinės jungiamosios detalės- pagamintas pagal ASME B16.11 standartus (pramonės etalonas, skirtas lizdinėms-suvirintoms ir srieginėms kaltinėms jungtims) - turi 3000 arba 6000 klasės slėgį, gerokai viršijantį įprastų skysčių aušinimo sistemų 150–600 psi veikimo diapazoną. Ši inžinerinė marža nėra per didelė; jame yra saugos buferis, kurio reikia kritinei infrastruktūrai, kai 3 val. įvyksta vandens plaktukas arba siurblio antplūdis, kai vietoje nėra techniko.

Skirtumas tarp kaltinio ir liejinio tampa išmatuojamas atliekant nuovargio naudojimo testus. Esant ciklinėms slėgio apkrovoms (imituojant siurblio paleidimo{1}}išjungimo ciklus per 10 metų sistemos eksploatavimo laiką), kaltinės nerūdijančio plieno jungiamosios detalės paprastai atlaiko 2–4 kartus daugiau ciklų iki įtrūkimo atsiradimo, palyginti su lygiavertėmis tos pačios nominalios klasės liejinėmis jungiamosiomis detalėmis. Aušinimo sistemai, kuri, kaip tikimasi, nepertraukiamai veiks 10+ metus su minimalia prieiga prie priežiūros, ši marža yra svarbi.

 

5. Sandarinimo standartai: tinkamo sriegio pasirinkimas jūsų sistemai

Standartinis sriegio pasirinkimas yra vienas iš dažniausiai netinkamai priimamų sprendimų montuojant kolektorių ir viena iš dažniausiai pasitaikančių nuotėkio priežasčių. Štai praktinis suskirstymas:

• NPT (Nacionalinis vamzdžio kūgis):Sandariklis susidaro dėl sriegio įsikišimo - kūgiški sriegiai šiek tiek deformuojasi, kai jie susijungia, sukuriant metalinį-į-metalinį sandariklį, sustiprintą PTFE juosta. NPT dominuoja Šiaurės Amerikos sistemose. Jis yra patikimas, kai įdiegtas teisingai, bet jautrus per- arba per mažam -sukimui.
• BSPP (Britų standartinis lygiagretus vamzdis, taip pat G{0}}gija):Sandarinimui naudojama plokščia{0}}detalizacija su O-žiedu arba klijuota poveržle. Pirmenybė teikiama Europos CDU konstrukcijoms ir OEM aušinimo slydims dėl pakartojamumo ir atsparumo dilimui (sriegio paviršiaus pažeidimai dėl pakartotinio surinkimo / išmontavimo).
• ORB (O-Ring Boss):Į plokščią paviršių apdirbtas iškyšos anga, užsandarinta elastomeriniu O{0}}žiedu. Įprasta didelio-ciklo programose ir surenkamuose kolektoriaus blokuose. Nulinė sriegio{4}}sukeltų nuotėkio takų rizika.
• Tri-spaustukas / sanitarinis spaustukas:Įvairių apkabų ir apkabų sistema, įprasta farmacijos ir maisto{0}}sistemose, vis dažniau naudojama aušinant skysčiu, kad įrankio -nemokama priežiūra ir nulinė nuotėkio rizika. Mažiau paplitęs standartiniuose duomenų centrų kolektoriuose, bet įgauna trauką diegiant kraštinius skaičiavimus, kai reikia greitai perkonfigūruoti.

LEADTEK gamina redukuojančius trišakius pagal visus keturis sriegių standartus, o kolektorių blokų sąrankoms galima pritaikyti OEM konfigūraciją. Prie kiekvienos partijos pateikiami inžineriniai brėžiniai ir sriegio matuoklio sertifikatai.

 

6. Dydžio mažinimo marškinėliai: praktinė sistema

Norint pasirinkti tinkamą redukcijos koeficientą, reikia subalansuoti du konkuruojančius veiksnius: srauto greitį ir slėgio kritimą. Kai šakos išleidimo angos skersmuo mažėja, palyginti su eigos skersmeniu, srauto greitis šakoje padidėja -, naudinga norint išlaikyti minimalų greitį (paprastai 0,3–1,5 m/s aušinant skysčiu, kad būtų išvengta nuosėdų), bet didinant slėgio kritimą jungiamojoje detalėje.

Supaprastinta nykščio taisyklė, naudojama kolektoriaus konstrukcijoje:

Atšakos greitis neturi viršyti 2 kartus, kad būtų išvengta srauto{1}}sukeltos vibracijos ir triukšmo.

Kiekvienam sumažinimo santykiui 1:2 (pvz., ¾" atšaka nuo 1,5 colio), tikėkitės maždaug 0,05–0,15 psi papildomo slėgio kritimo, kai įprastas aušinimo srautas yra 2–5 GPM viename stove.

Sistemose su daugiau nei šešiais atšakų čiaupais gali prireikti hidraulinių balansavimo grandinių arba kintamo srauto vožtuvų, neatsižvelgiant į trišakio dydį.

LEADTEK inžinierių komanda reguliariai padeda OEM aušinimo įrangos gamintojams atlikti hidraulinius skaičiavimus ir pasirinkti jungiamąsias detales pagal individualų kolektoriaus dizainą. Šios programos palaikymas -, paremtas 30+ metų nerūdijančio plieno precizinės gamybos patirtimi, nes mūsų įkūrėjo ankstyvoji karjera Venžou liejinių gamyklose - yra kiekvieno projekto dalis.

 

7. Santrauka: veiksmingos rekomendacijos

Skysčio aušinimo kolektoriaus veikimą lemia ne mažiau siurbliai ir šilumokaičiai, nei dešimtys juos jungiančių smulkių jungiamųjų detalių. Remiantis aukščiau pateiktais inžineriniais sumetimais, pateikiami konkretūs žingsniai, kaip nurodyti nerūdijančio plieno trišakius ir reduktorius kitam projektui:

• Pirmiausia apibrėžkite aušinimo skysčio chemiją.SS 316L yra numatytasis uždarosios -kilpos glikolio sistemose. SS 304 yra priimtinas švaraus dejonizuoto vandens kilpoms su reguliariu cheminių medžiagų stebėjimu.
• Nurodykite kaltinį perlietą.Slėgio -vardinio kolektoriaus jungčių ASME B16.11 3000 klasės kaltinės jungiamosios detalės užtikrina tokį nuovargio tarnavimo laiką, kurio negali atitikti liejiniai ekvivalentai.
• Pasirinkite tinkamą sriegio standartą savo priežiūros modeliui.NPT standartinėms Šiaurės Amerikos sistemoms; BSPP/G-gija, kurioje reikalingas Europos CDU suderinamumas; Tri-Užfiksuokite, kur tikimasi greito perkonfigūravimo.
• Konsoliduokite, kur tik įmanoma.Vienintelis redukcinis trišakis, pakeičiantis trišakį{0}}plius-reduktorius, pašalina vieną srieginę jungtį - ir vieną galimą nuotėkio tašką - vienoje šakoje.
• Prašyti medžiagų sertifikatų.Dėl ISO 9001 audito atitikties ir duomenų centro operatoriaus reikalavimų įsitikinkite, kad jūsų jungiamųjų detalių tiekėjas pateikia visus medžiagos atsekamumo dokumentus kiekvienai partijai.

LEADTEK (Zhejiang Leadtek Fluid Technology Co., Ltd.), turinti 37 000 ㎡ gamyklą, 400+ CNC apdirbimo centrus, ISO 9001/14001 sertifikatus ir aktyvią veiklą 80+ šalyse, tvarko standartinius ir individualius mažėjančius trišakius, paruoštus greitai įvykdyti. Kvalifikuotiems OEM ir platinimo partneriams siūlomi nemokami pavyzdžiai ir inžinerinės konsultacijos.

 

DUK: Nerūdijančio plieno marškinėliai ir reduktoriai skysčiui aušinti

1 klausimas: kuo skiriasi mažinantis trišakis ir standartinis lygus trišakis?
Vienodas trišakis turi visas tris tokio paties skersmens angas. Sumažinamas trišakis turi mažesnio-skersmens šakos išleidimo angą, leidžiančią srautą iš didesnės pagrindinės linijos padalinti į mažesnę atšaką viename jungtis. Skysčio aušinimo kolektoriams tai pašalina atskiros reduktoriaus movos poreikį ir sumažina galimus nuotėkio taškus.

2 klausimas: ar galiu naudoti SS 304 jungtis glikolio{2}}pagrįstoje aušinimo kilpoje?
SS 304 paprastai yra priimtinas propilenglikolio aušinimo sistemose esant standartinėms koncentracijoms (30–40%). Tačiau, jei jūsų įmonėje naudojamas etilenglikolis, dirbama aplinkoje, kurioje yra daug chlorido (pakrančių vietovėse) arba numatoma ribota techninė priežiūra per ilgą tarnavimo laiką, SS 316L yra tvirtesnė specifikacija, nes jame yra molibdeno, užtikrinančio puikų atsparumą įdubimams.

3 klausimas: kokio slėgio man reikia duomenų centro skysčio aušinimo kolektoriui?
Dauguma stovo{0}}lygio aušinimo kilpų veikia esant 60–120 psi darbiniam slėgiui. ASME B16.11 3000 klasės kaltinės jungiamosios detalės (apytiksliai 3 000 psi aplinkos temperatūroje) užtikrina 25–50 kartų didesnį saugos koeficientą, viršijantį įprastą darbinį slėgį -, gerokai didesnį už ribą, reikalingą vandens plaktuko ir viršįtampio įvykiams. Šis įvertinimas yra standartinis LEADTEK kaltinių jungiamųjų detalių gaminių linijoje.

4 klausimas: kaip išvengti galvaninės korozijos tarp nerūdijančio plieno jungiamųjų detalių ir aliuminio šaltųjų plokščių?
Galvaninė korozija atsiranda, kai du skirtingi metalai, liečiantys elektrą, yra veikiami elektrolitu (jūsų aušinimo skysčiu). Nerūdijančio plieno / aliuminio sistemose palaikykite aušinimo skysčio pH nuo 7,0 iki 8,5, naudokite koroziją slopinančius priedus, nurodytus mišrioms -metalinėms sistemoms, ir reguliariai tikrindami įsitikinkite, kad aušinimo skysčio laidumas nesiekia 100 µS/cm. Dielektrines jungtis taip pat galima montuoti perėjimo taške tarp nerūdijančio kolektoriaus vamzdžio ir aliuminio šaltųjų plokščių jungčių.

5 klausimas: Ar LEADTEK siūlo pasirinktinius mažėjančius trišakius, skirtus OĮG kolektoriams?
Taip. Vidinė LEADTEK{2}}inžinierių komanda -, palaikoma daugiau nei 40 patentuotų technologijų ir daugiau nei 300 CNC apdirbimo operatorių -, teikia pasirinktines OĮG montavimo konfigūracijas, įskaitant ne-standartinius redukcijos koeficientus, patentuotas sriegių formas ir kolektoriaus blokų komplektus. Inžineriniam įvertinimui galima gauti nemokamus pavyzdžius. Susisiekite su info@cnleadtek.com arba apsilankykite enleadtek.com ir paprašykite pasiūlymo.

 

---

Autoriaus pastaba: šis straipsnis buvo parengtas pasitelkus LEADTEK taikomųjų programų inžinierių komandą, remiantis 30+ metų nerūdijančio plieno skysčių kontrolės gamybos patirtimi ir aktyviais diegimais 80+ šalyse.

Susisiekite dabar