Тръбни фитинги за модули за разпределение на охлаждащата течност (CDU): Ръководство за купувача

Повечето грешки при снабдяване в проекти за охлаждане на CDU не се случват на ниво помпа или топлообменник. Те се случват на фитингите - коляното, което никой не поставя под съмнение, спецификацията на редуктора, която не съответства на порта на CDU, възвратния клапан, който беше заменен с по-евтина алтернатива и предизвика обратен поток по време на смяна на помпата три месеца по-късно.

Това ръководство е написано за инженери и купувачи, които вече са запознати с течно охлаждане, базирано на CDU-и трябва да вземат уверени решения за конкретни компоненти -, а не за някой, който научава какво е CDU.

 

 

Устройство за разпределение на охлаждащата течност CDU фитинги за тръбопроводи от неръждаема стомана

 

Защо фитингите определят надеждността на CDU повече, отколкото хората очакват

 

CDU (устройство за разпределение на охлаждащата течност) е хидравличният мост между инфраструктурата за охладена вода на вашето съоръжение и вторичния контур, който охлажда вашите сървъри директно. Вътре в един CDU плъзгач ще намерите помпи, пластинчати топлообменници, сензори, контролни вентили, изолационни вентили, съединения и адаптери -, всички свързани чрез компактен тръбен възел, който работи непрекъснато под налягане, 24 часа в денонощието.

При гъстоти на стелажи, които сега рутинно надвишават 40 kW на стелаж за работни натоварвания на AI - и надхвърлят 100 kW за GPU-плътни конфигурации като NVIDIA GB200 клъстери -, няма толерантност за фитинги, които корозират вътрешно, уплътняват непоследователно или създават спад на налягането, около който системата не е проектирана. Фитингите не са поддържаща инфраструктура. Те са инфраструктурата.

 

Четирите зони на свързване в CDU (и какво изисква всяка от тях)

Разбирането на CDU фитингите започва с разбирането, че един CDU съдържа най-малко четири хидравлично различни зони, всяка с различно налягане, поддръжка и изисквания за материали.

 

Зона 1 - първичен страничен интерфейс (вход/изход за вода на съоръжението)

Това е мястото, където вашият CDU се свързва към захранването с охладена вода на сградата. Хедерите тук обикновено са с 2-инча до 4-инча OD. Постоянните съединения използват фитинги за челна заварка; обслужваемите точки за достъп използват връзки Tri-Clamp, така че екипите за поддръжка да могат да прекъснат връзката без да режат тръба.

Сферичните кранове с фланци са стандартният избор за изолация при този интерфейс. Фланцовото съединение се справя с механичното напрежение от движението на тръбата с голям-диаметър, а дизайнът с пълен-отвор поддържа минимален спад на налягането в първичния контур. Посочете неръждаема стомана 316L тук - химическият състав на водата в съоръжението често е по-малко контролиран от вторичния контур, а по-високото съдържание на молибден в 316L значително подобрява устойчивостта на -предизвиканата от хлорид питинг за 10-годишен експлоатационен живот.

 

Зона 2 - Вътрешен CDU тръбопровод (помпа, топлообменник, филтърен възел)

Това е най-{0}}компонентната зона. Помпите се свързват с топлообменници, филтри, сензори и колектори чрез поредица от фитинги с къс{2}} - колена, тройници, редуктори, съединения и адаптери - в оформление, което трябва да бъде хидравлично ефективно и годно за обслужване.

A възвратен клапан от неръждаема стоманане-подлежи на договаряне в точката на изпускане на помпата в тази зона. Когато CDU работи с двойни помпи за резервиране (което е стандартна практика при всяко внедряване-с критично време за работа), повреден или липсващ възвратен клапан на резервната помпа позволява обратен поток през неактивния модул в момента, в който активната помпа се засили. На практика това създава нестабилност на налягането в целия вторичен контур и може да задейства фалшиви предупреждения за течове или неизправности на сензора за поток. Посочете пружинен-възвратен клапан от неръждаема стомана с налягане на пукане, съответстващо на кривата на вашата помпа - обикновено от 0,5 до 1,0 PSI за охлаждащи контури с ниско-съпротивление.

BSPP (British Standard Pipe Parallel) резбовите адаптери са доминиращият стандарт за свързване в тази зона за европейските и азиатските производители на CDU. NPT (National Pipe Taper) е обичаен за северноамериканско оборудване. ORB (O-Ring Boss) фитинги се появяват при прецизно-обработени портове на колектора, където се изисква повторяемо уплътнение без{4}}уплътнение на резби. Знайте кой стандарт използва вашият производител на CDU, преди да поръчате - смесителните семейства нишки изискват стекове адаптери, които добавят точки на течове и сложност на сглобяването.

 

Зона 3 - Портове за измервателни уреди (налягане, температура, поток)

Всеки CDU има сензорни портове - манометри преди и след помпата, температурни сензори на захранващите и връщащите линии, разходомери във вторичния контур. Тези връзки са почти универсално резбовани (NPT или BSPP в зависимост от пазара) и са изненадващо често срещан източник на полеви течове, тъй като се монтират под натиск от времето по време на пускане в експлоатация и рядко се -затягат.

Тръбните нипели - къси удължители с резба, използвани за адаптиране на сензорните портове към главната линия -, са най-добрият монтаж тук. Посочете ги в 316L с пълна документация за проследяване на материала (EN 10204 3.1 сертификати). В системите за дейонизирана вода дори следи от замърсяване от неправилна сплав могат да инициират точкова корозия на сензорните портове в рамките на 18 месеца.

 

Зона 4 - вторично странично разпределение (изход на CDU към колектори на стелажи)

От CDU охлаждащата течност се движи през подаващи и връщащи колектори към колекторите на сървърната стойка. Преди охлаждащата течност да достигне до студените плочи -, които се намират директно върху процесорите и графичните процесори -, тя трябва да премине през точка на филтриране. Това е мястото, където анSS Y Цедка(цедка тип Y-от неръждаема стомана) заслужава своето място.

AY филтър, монтиран на вторичния изход на CDU, улавя частиците, преди да достигнат до тесните канали в студените плочи и фитингите за бързо{0}}разединяване. Широчините на каналите на студената плоча при високо-производителни системи директно-към-чип могат да бъдат толкова малки, колкото 0,5 mm. Една частица отломки с грешен размер може да ограничи потока към цялата студена плоча на графичния процесор, създавайки локализирана гореща точка, която термалните сензори може да не уловят, докато температурите на свързване вече не са скочили. Изборът на размер на окото е от значение: 40–60 меша е типично за охлаждащи контури, балансирайки улавянето на отломки и падането на налягането.

Фитингите за бързо-разединяване с ниска{0}}турбуленция в точките на свързване на стелажа намаляват локализираните пикове на налягането - посочете конструкции със сляпо-съединение или сухо-счупване, за да предотвратите изпускане на охлаждаща течност по време на{-операции за гореща смяна.

 

Цедка Leadtek SS Y

 

Избор на материал: 304 срещу 316L в CDU приложения

 

Индустрията до голяма степен се сближи с неръждаема стомана 316L за CDU-съседни фитинги поради три конкретни причини:

1. Съвместимост с дейонизирана вода.DI водата, използвана за директно-охлаждане към-чипове, е агресивна към металите. Той активно извлича йони от повърхностите, а по-ниското съдържание на въглерод и по-високото съдържание на молибден в 316L го правят значително по-устойчив на точкова и цепнатина корозия, която DI водата насърчава при много-годишни експлоатационни цикли.

2. Съвместимост на гликоловата смес.За смесени CPU/GPU среди, използващи 25% етилен гликол/вода (EGW), 316L осигурява по-добра устойчивост на корозия на интерфейсите на топлообменника, където топлинният цикъл е най-тежък.

3. Проследимост на материала.Фалшивите неръждаеми фитинги - продукти, маркирани с 316L, които всъщност са 304 или по-нисък{3}}клас сплави -, са документиран проблем в индустриалната верига за доставки. В CDU контур грешната сплав корозира отвътре в продължение на 12–24 месеца, преди да се появят външни симптоми. Изисквайте EN 10204 3.1 мелни сертификати и PMI (положителна идентификация на материала) тестова документация от вашия доставчик. Това не е задължително за критична-инфраструктура за охлаждане.

304 неръждаема стомана остава подходяща за тръбопроводи за охладена вода-отстрани на съоръжението, където химията на водата се контролира и нивата на хлорид се наблюдават - тя предлага значително намаляване на разходите в тези зони без значими компромиси-за надеждност.

 

Контролен списък за изпълними покупки

 

Преди да направите поръчка за монтаж на CDU, потвърдете следното:

• Размер на основния страничен порт и стандарт за свързване- рейтинг на фланец, OD и стандарт за облицовка (ASME/EN/JIS)
• Стандартна вътрешна резба- BSPP, NPT или ORB за портове на помпата и сензора
• Химия на охлаждащата течност- DI вода, EGW процент или друга течност; определя класа на материала и избора на уплътнение
• Диапазон на работно налягане- вторичните контури обикновено работят 3–10 бара; проверете стойностите на налягането на монтажа с граница на безопасност
• Точки за достъп за поддръжка- идентифицирайте кои съединения изискват три-скоба за-разглобяване без инструменти
• Материална документация- изискват EN 10204 3.1 сертификати и PMI тестови доклади за 316L компоненти
• Спецификация на мрежата на филтъра- съвпада с размерите на канала за студена плоча във вашата конкретна сървърна платформа

 

ЧЗВ

 

В: Мога ли да използвам фитинги от въглеродна стомана в първичната верига на CDU инсталация, за да намаля разходите?

Въглеродната стомана не се препоръчва за първични контури на CDU. Дори в химически обработени затворени системи с охладена вода, въглеродната стомана генерира частици железен оксид с течение на времето. Тези частици мигрират през топлообменника и могат да замърсят вторичния контур, запушвайки студените пластини и замърсявайки сензорите. Разходите за жизнения цикъл на събитие на замърсяване -, включително промиване на системата, почистване на студена плоча и потенциален престой на сървъра -, далеч надвишават предварителното спестяване на фитинги.

Въпрос: Защо възвратният клапан от неръждаема стомана трябва да бъде съобразен с кривата на помпата?

Възвратен клапан с твърде-високо налягане на напукване няма да се отвори напълно при ниски скорости на потока, добавяйки ненужно ограничение и топлина. Един с твърде-ниско налягане на напукване може да трака - при бързо отваряне и затваряне - при нормални работни условия, причинявайки колебания на налягането и ускорено износване на седалката. Вашият доставчик на CDU помпа трябва да предостави крива на потока-срещу-налягането; съобразете налягането на спукване на възвратния клапан с долния край на работния диапазон на помпата.

В: Колко често трябва да се проверява Y-цедката във вторичната верига на CDU?

За пускане в експлоатация на нова система, проверете и почистете филтъра след първите 72 часа работа - първоначалното промиване на системата отстранява производствените отпадъци, които филтърът улавя. След това тримесечната инспекция е стандартна за среди с работно натоварване на AI, където вторичният контур работи непрекъснато при високи скорости на потока. Документирайте диференциалното налягане през филтъра при всяка проверка; нарастваща тенденция на ΔP показва натрупване преди елементът да бъде напълно блокиран.

Въпрос: Какъв уплътнителен материал трябва да използвам с фитинги Tri-Clamp в CDU контур с дейонизирана вода?

EPDM и PTFE са подходящи. EPDM се справя добре с термичните цикли и е съвместим с повечето гликолови смеси. PTFE е химически инертен и е по-безопасният избор, когато добавките за охлаждаща течност са несигурни или се променят през живота на системата. Избягвайте Buna-N (NBR) за удължено DI водно обслужване - може да набъбне с времето и да компрометира уплътнението на скобата.

В: Приемливо ли е да се смесват BSPP и NPT фитинги в рамките на един и същ тръбопроводен възел CDU с помощта на адаптери?

Работи се, но не е за предпочитане. Всеки куп адаптер добавя потенциална точка на теч и увеличава времето за сглобяване както по време на инсталиране, така и по време на поддръжка. Където е възможно, стандартизирайте система с една нишка за вътрешния CDU модул и използвайте единичен адаптер в интерфейсната точка с оборудване, което използва различен стандарт. Ако вашият производител на CDU и вашия доставчик на сензори използват различни фамилии нишки, решете това на ниво порт с машинно обработен адаптерен блок, а не с верига от --стандартни адаптери.