اتصالات لوله برای واحدهای توزیع خنک کننده (CDU): راهنمای خریدار

اکثر اشتباهات خرید در پروژه های خنک کننده CDU در سطح پمپ یا مبدل حرارتی اتفاق نمی افتد. آنها در اتصالات - زانویی که کسی مورد سوال قرار نمی‌گیرد، مشخصات کاهنده که با پورت CDU مطابقت ندارد، سوپاپ برگشتی که با یک جایگزین ارزان‌تر تعویض شده و باعث ایجاد جریان برگشتی در طول تعویض پمپ سه ماه بعد شده است، اتفاق می‌افتد.

این راهنما برای مهندسین و خریدارانی نوشته شده است که قبلاً با خنک‌کننده مایع مبتنی بر CDU{0}}آشنا هستند و نیاز به تصمیم‌گیری مطمئن و مطمئن برای اجزای خاص دارند - نه برای کسی که می‌آموزد CDU چیست.

 

 

اتصالات شیر ​​لوله کشی فولاد ضد زنگ CDU واحد توزیع خنک کننده

 

چرا Fittings قابلیت اطمینان CDU را بیش از آنچه مردم انتظار دارند تعریف می کند

 

یک CDU (واحد توزیع خنک کننده) پل هیدرولیکی بین زیرساخت آب سرد تأسیسات شما و حلقه ثانویه است که مستقیماً سرورهای شما را خنک می کند. در داخل یک اسکید CDU، پمپ‌ها، مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای، حسگرها، دریچه‌های کنترل، دریچه‌های جداسازی، اتحادیه‌ها و آداپتورها - را می‌بینید که همگی از طریق یک مجموعه لوله‌کشی فشرده که به‌طور مداوم تحت فشار، ۲۴ ساعت شبانه‌روز کار می‌کند، متصل شده‌اند.

در تراکم رک‌هایی که اکنون معمولاً از 40 کیلووات در هر رک برای بارهای کاری هوش مصنوعی - فراتر می‌رود و برای پیکربندی‌های GPU{3}}تراکم{3}} مانند خوشه‌های NVIDIA GB200 از 100 کیلووات فراتر می‌رود - هیچ تحملی برای اتصالاتی وجود ندارد که در داخل سیستم را خورده می‌کند، درزگیرهای داخلی را ایجاد می‌کند، یا در اطراف سیستم فشاری ایجاد می‌کند. اتصالات زیرساخت پشتیبانی نمی کنند. آنها زیرساخت هستند.

 

چهار منطقه اتصال در داخل یک CDU (و آنچه هر یک نیاز دارد)

درک اتصالات CDU با درک این موضوع شروع می شود که یک CDU منفرد شامل حداقل چهار ناحیه هیدرولیکی متمایز است که هر کدام فشار، قابلیت نگهداری و نیازهای مواد متفاوتی دارند.

 

رابط جانبی اصلی منطقه 1 - (ورودی/خروجی آب تأسیسات)

اینجا جایی است که CDU شما به منبع آب سرد ساختمان متصل می شود. هدرها در اینجا معمولاً OD 2{4}}اینچ تا 4-اینچ دارند. اتصالات دائمی از اتصالات جوش لب به لب استفاده می کنند. نقاط دسترسی قابل سرویس از اتصالات Tri-Clamp استفاده می کنند تا تیم های تعمیر و نگهداری بتوانند بدون برش لوله اتصال را قطع کنند.

دریچه های توپ فلنج دار انتخاب استاندارد ایزوله در این رابط هستند. اتصال فلنج فشار مکانیکی ناشی از حرکت لوله با قطر بزرگ-را کنترل می‌کند و طراحی کامل{2}}شاخه، افت فشار را در سراسر حلقه اولیه به حداقل می‌رساند. فولاد ضد زنگ 316L را در اینجا مشخص کنید - شیمی آب تاسیسات اغلب کمتر از حلقه ثانویه کنترل می شود و محتوای مولیبدن بالاتر در 316L به طور قابل توجهی مقاومت در برابر حفره شدن ناشی از کلرید را در طول عمر 10 ساله بهبود می بخشد.

 

منطقه 2 - لوله کشی داخلی CDU (پمپ، مبدل حرارتی، مجموعه فیلتر)

این منطقه متراکم‌ترین-جزئی است. پمپ‌ها به مبدل‌های حرارتی، فیلترها، سنسورها و منیفولدها از طریق یک سری اتصالات کوتاه - زانویی، سه راهی، کاهنده‌ها، اتصالات و آداپتورها - در طرحی که باید از نظر هیدرولیکی کارآمد و قابل سرویس باشد متصل می‌شوند.

A شیر چک فولاد ضد زنگغیرقابل مذاکره در نقطه تخلیه پمپ در این منطقه-است. هنگامی که یک CDU پمپ‌های دوگانه را برای افزونگی اجرا می‌کند (که یک روش استاندارد در هر زمان{2}}راه‌اندازی بحرانی است)، یک سوپاپ برگشت خراب یا از دست رفته در پمپ آماده به کار، امکان جریان برگشتی را از طریق واحد غیرفعال در لحظه‌ای که پمپ فعال افزایش می‌یابد، می‌دهد. در عمل، این بی‌ثباتی فشار را در کل حلقه ثانویه ایجاد می‌کند و می‌تواند هشدارهای نشتی کاذب یا خطاهای سنسور جریان را ایجاد کند. برای حلقه‌های خنک‌کننده با مقاومت کم، یک شیر-فاردار فنری با فشار ترک مطابق با منحنی پمپ خود - مشخص کنید.

آداپتورهای نخ BSPP (British Standard Pipe Parallel) استاندارد اتصال غالب در این منطقه برای تولید کنندگان CDU اروپایی و آسیایی است. NPT (National Pipe Taper) برای تجهیزات آمریکای شمالی رایج است. اتصالات ORB (O-Ring Boss) در درگاه‌های منیفولد دقیق-ماشینکاری شده ظاهر می‌شوند، جایی که به یک درزگیر رزوه-آزاد و قابل تکرار نیاز است. بدانید که سازنده CDU شما از چه استانداردی استفاده می‌کند قبل از سفارش خانواده‌های رشته‌های مخلوط - که نیاز به پشته‌های آداپتور دارند که نقاط نشتی و پیچیدگی مونتاژ را اضافه می‌کنند.

 

درگاه‌های ابزار دقیق ناحیه 3 - (فشار، دما، جریان)

هر CDU دارای پورت های حسگر - گیج فشار قبل و بعد از پمپ، سنسورهای دما در خطوط تغذیه و برگشت، دبی سنج در حلقه ثانویه است. این اتصالات تقریباً به طور کلی رزوه‌دار هستند (NPT یا BSPP بسته به بازار)، و به‌طور شگفت‌انگیزی منبع رایج نشت‌های میدانی هستند زیرا تحت فشار زمان در حین راه‌اندازی نصب می‌شوند و به ندرت{2}}دوباره گشتاور می‌شوند.

نوک سینه‌های لوله - پسوندهای رزوه‌ای کوتاهی که برای تطبیق پورت‌های حسگر با خط اصلی استفاده می‌شوند - در اینجا مناسب هستند. آنها را در 316L با اسناد ردیابی کامل مواد (گواهینامه های EN 10204 3.1) مشخص کنید. در سیستم‌های آب دیونیزه، حتی ردیابی آلودگی ناشی از آلیاژ نادرست می‌تواند باعث ایجاد خوردگی حفره‌ای در درگاه‌های حسگر در عرض 18 ماه شود.

 

منطقه 4 - توزیع جانبی ثانویه (خروجی CDU به منیفولدهای رک)

از CDU، خنک کننده از طریق سربرگ های عرضه و برگشت به منیفولدهای رک سرور حرکت می کند. قبل از اینکه مایع خنک کننده به صفحات سرد - که مستقیماً روی CPUها و GPUها قرار دارند برسد - باید از یک نقطه فیلتر عبور کند. اینجاست که یکصافی SS Y(-نوع صافی در فولاد ضد زنگ) جایگاه خود را به دست آورده است.

صافی AY نصب شده در خروجی ثانویه CDU، ذرات را قبل از رسیدن به مجرای باریک صفحات سرد و اتصالات سریع- جدا می کند. عرض کانال صفحه سرد در سیستم‌های-مستقیم{3}}به{4}}تراشه با کارایی بالا می‌تواند تا 0.5 میلی‌متر باشد. یک ذره زباله با اندازه اشتباه می تواند جریان را به کل صفحه سرد GPU محدود کند و یک نقطه داغ موضعی ایجاد کند که حسگرهای حرارتی ممکن است تا زمانی که دمای محل اتصال بالا نرود آن را نگیرند. انتخاب اندازه مش مهم است: مش 40 تا 60 برای حلقه های خنک کننده معمول است، جذب زباله در برابر افت فشار را متعادل می کند.

اتصالات کم-آشفتگی سریع-قطع اتصالات در نقاط اتصال قفسه، نوک فشار موضعی را کاهش می‌دهد - طراحی‌های کور-همت یا خشک-شکستگی را برای جلوگیری از آزاد شدن مایع خنک‌کننده در حین عملیات تعویض گرم- مشخص کنید.

 

صافی Leadtek SS Y

 

انتخاب مواد: 304 در مقابل 316L در برنامه های CDU

 

به سه دلیل مشخص، صنعت تا حد زیادی بر روی فولاد ضد زنگ 316L برای اتصالات CDU{1}} مجاور همگرا شده است:

1. سازگاری با آب دیونیزه.آب DI که در خنک کردن مستقیم-به-تراشه استفاده می‌شود، نسبت به فلزات تهاجمی است. این به طور فعال یون‌ها را از سطوح جدا می‌کند، و محتوای کربن کمتر و محتوای مولیبدن بیشتر 316L آن را به طور قابل‌توجهی در برابر خوردگی حفره‌ای و شکافی که آب DI در چرخه‌های خدمات چند ساله ایجاد می‌کند، مقاوم‌تر می‌کند.

2. سازگاری مخلوط گلیکول.برای محیط های مخلوط CPU/GPU با استفاده از 25% اتیلن گلیکول/آب (EGW)، 316L مقاومت در برابر خوردگی بهتری را در رابط های مبدل حرارتی که در آن چرخه حرارتی شدیدتر است، فراهم می کند.

3. قابلیت ردیابی مواد.اتصالات ضد زنگ تقلبی - محصولات با علامت 316L که در واقع آلیاژهای درجه 304 یا پایین‌تر-- هستند، یک مشکل مستند در زنجیره تامین صنعتی هستند. در یک حلقه CDU، آلیاژ نامناسب در طی 12 تا 24 ماه قبل از ظاهر شدن علائم خارجی از داخل خورده می شود. گواهینامه‌های آسیاب EN 10204 3.1 و مستندات آزمایشی PMI (شناسایی مواد مثبت) را از تأمین‌کننده خود بخواهید. این برای زیرساخت‌های خنک‌کننده حیاتی مأموریت اختیاری نیست.

ضد زنگ 304 برای لوله‌کشی آب سرد کناری که در آن شیمی آب کنترل می‌شود و سطوح کلرید کنترل می‌شود، مناسب باقی می‌ماند - کاهش قابل‌توجهی هزینه را در آن مناطق بدون معاوضه قابل اطمینان- ارائه می‌دهد.

 

چک لیست خرید عملی

 

قبل از انجام هر گونه سفارش اتصالات CDU، موارد زیر را تأیید کنید:

• اندازه پورت جانبی اصلی و استاندارد اتصال- رتبه فلنج، OD، و استاندارد روکش (ASME/EN/JIS)
• استاندارد نخ داخلی- BSPP، NPT یا ORB برای درگاه‌های پمپ و حسگر
• شیمی خنک کننده- آب DI، درصد EGW، یا مایعات دیگر. درجه مواد و انتخاب واشر را تعیین می کند
• محدوده فشار عملیاتیحلقه‌های ثانویه - معمولاً 3 تا 10 بار اجرا می‌شوند. رتبه بندی فشار اتصالات را با حاشیه ایمنی بررسی کنید
• نقاط دسترسی تعمیر و نگهداری- مشخص کنید کدام اتصالات نیاز به جداسازی رایگان Tri-Clamp for tool-
• مستندات مواد- برای اجزای 316L به گواهینامه های EN 10204 3.1 و گزارش های آزمایش PMI نیاز دارد
• مشخصات مش صافی- با ابعاد کانال صفحه سرد در پلت فرم سرور خاص شما مطابقت دارد

 

سوالات متداول

 

س: آیا می توانم از اتصالات فولاد کربنی در حلقه اولیه نصب CDU برای کاهش هزینه استفاده کنم؟

فولاد کربنی برای حلقه های اولیه CDU توصیه نمی شود. حتی در سیستم های آب سرد بسته تصفیه شده شیمیایی، فولاد کربنی در طول زمان ذرات اکسید آهن تولید می کند. این ذرات از طریق مبدل حرارتی مهاجرت می کنند و می توانند حلقه ثانویه را آلوده کنند و صفحات سرد و سنسورهای رسوب را مسدود کنند. هزینه چرخه عمر یک رویداد آلودگی - از جمله شستشوی سیستم، تمیز کردن صفحه سرد، و خرابی احتمالی سرور - بسیار بیشتر از صرفه جویی اولیه در اتصالات است.

س: چرا شیر چک فولاد ضد زنگ باید با منحنی پمپ تطبیق داده شود؟

شیر برگشتی با فشار ترک{0} بسیار بالا در نرخ جریان کم به طور کامل باز نمی شود و محدودیت و گرمای غیر ضروری را اضافه می کند. یکی با-فشار ترک بسیار پایین ممکن است در شرایط کارکرد عادی به سرعت - باز و بسته شود - که باعث نوسان فشار و تسریع فرسودگی صندلی شود. تامین کننده پمپ CDU شما باید یک منحنی جریان-در مقابل-فشار ارائه دهد. فشار ترک خوردگی شیر چک را با انتهای پایین محدوده عملکرد پمپ مطابقت دهید.

س: صافی Y در یک حلقه ثانویه CDU هر چند وقت یکبار باید بازرسی شود؟

برای راه اندازی سیستم جدید، پس از 72 ساعت اول کارکرد، صافی را بررسی و تمیز کنید. پس از آن، بازرسی سه ماهه برای محیط های بار کاری هوش مصنوعی که در آن حلقه ثانویه به طور مداوم با نرخ جریان بالا اجرا می شود، استاندارد است. در هر بازرسی فشار تفاضلی را در صافی ثبت کنید. روند افزایشی ΔP نشان دهنده انباشتگی قبل از مسدود شدن کامل عنصر است.

س: با اتصالات Tri{0}}در حلقه CDU آب دیونیزه شده از چه ماده واشر استفاده کنم؟

EPDM و PTFE هر دو مناسب هستند. EPDM چرخه حرارتی را به خوبی مدیریت می کند و با اکثر مخلوط های گلیکول سازگار است. PTFE از نظر شیمیایی بی اثر است و هنگامی که مواد افزودنی خنک کننده نامشخص هستند یا در طول عمر سیستم تغییر می کنند، انتخاب ایمن تر است. برای سرویس آب DI طولانی مدت از Buna-N (NBR) اجتناب کنید - می‌تواند در طول زمان متورم شود و مهر و موم گیره را به خطر بیندازد.

س: آیا مخلوط کردن اتصالات BSPP و NPT در یک مجموعه لوله کشی CDU با استفاده از آداپتورها قابل قبول است؟

قابل اجرا است اما ترجیح داده نمی شود. هر پشته آداپتور یک نقطه نشتی بالقوه اضافه می کند و زمان مونتاژ را در حین نصب و نگهداری افزایش می دهد. در صورت امکان، روی یک سیستم رشته برای مجموعه داخلی CDU استاندارد کنید و از یک آداپتور واحد در نقطه رابط با تجهیزاتی که از استانداردهای متفاوتی استفاده می‌کنند استفاده کنید. اگر سازنده CDU شما و تامین‌کننده حسگر شما از خانواده‌های رشته‌های مختلف استفاده می‌کنند، آن را در سطح پورت با یک بلوک آداپتور ماشین‌کاری شده حل کنید نه زنجیره‌ای از آداپتورهای قفسه‌ای.