Внутренняя антикоррозионная защита вторичного контура жидкостного охлаждения дата-центра — это инженерные меры, которые удерживают совместимость, электрохимическую коррозию и отложения в допустимом окне между теплоносителем (водно-гликолевый PG25/EG25 или диэлектрическая фторированная жидкость) и смачиваемыми металлическими поверхностями (медные холодные пластины, алюминиевые кронштейны, трубопровод из нержавеющей стали, паяные швы, корпуса насосов из чугуна). Цель — держать качество воды, концентрацию ингибитора и изоляцию разнородных металлов в допуске, чтобы питтинг, контактная (гальваническая) коррозия, биоплёнка (MIC) и частицы не повышали термическое сопротивление холодных пластин и не вызывали утечек.
TL;DR — База проектирования — GB/T 48023-2026 и правила OCP для вторичного контура; рабочие рычаги — химия теплоносителя, качество воды и изоляция металлов.
Ключевые показатели и порог
- GB/T 48023-2026 (жидкостное охлаждение холодными пластинами) введён 2026-07-30, действует с 2027-02-01; показатели теплоносителя — в нормативном приложении A.
- Типичный вторичный контур содержит 5 смачиваемых металлов: медь (T2/C11000), алюминий (6063/3003), нержавеющая сталь (304/316L), припой (Sn-Ag-Cu или бессеребряный Sn-Bi/Cu-P), чугун или технический пластик для насоса и расширительного бака.
- PG25 = 25 % пропиленгликоль + 75 % деионизованная вода; электропроводность DI-воды ≤ 5 μS/cm, подпиточной ≤ 600 μS/cm, циркуляционной ≤ 2000 μS/cm при pH 6,8–8,5.
- Статическая потеря массы по ASTM D1384-24 / SAE J1034 / ASTM D3306 (88 °C, 336 ч): припой ≤ 30 мг/год, алюминий ≤ 30 мг/год, медь ≤ 90 мг/год, чугун ≤ 90 мг/год, латунь ≤ 100 мг/год, сталь ≤ 120 мг/год.
- Разность потенциалов Cu–Al около 0,60–0,75 В относительно SCE в 3,5 % NaCl; при крупной катоде (Cu) и малом аноде (Al) питтинг усиливается в 3–10 раз.
- Общая микробная обсеменённость ≤ 1×10⁵ КОЕ/мл; обработка при 1×10⁴ КОЕ/мл ударной дозой изотиазолинонов (IT/CMIT) 100–200 ppm с последующим удалением биоплёнки.
- Гидравлический диаметр микроканалов 0,5–2,0 мм; держать NAS 1638 ≤ класса 7 (≈ ISO 4406 15/13/10) — частицы крупнее 300 мкм резко повышают риск засорения.
- Температура замерзания / кипения PG25: примерно −12 °C / примерно 104 °C.
Стандарты и методы испытаний
GB/T 48023-2026 и базовая линия OCP
GB/T 48023-2026 — первый национальный стандарт, системно охватывающий CDU, вторичную обвязку, холодную пластину и быстросъёмы; нормативное приложение A задаёт требования и методы для вторичного теплоносителя. Более ранняя отраслевая база — спецификации OCP DRC и SSLC, каждая с пятью группами контроля: pH, электропроводность, потеря массы на коррозию, микробиология и частицы.
Испытания совместимости материалов
Совместимость с металлами по ASTM D1384-24 (статическая потеря массы в стекле, 88 °C, 168 и 336 ч) с оценкой по ASTM D3306 / SAE J1034. Не металлы (EPDM/NBR/POM/PPS) по ASTM D471; термическая и окислительная стабильность ASTM D5525 / D6580; пенообразование GB/T 12579; антимикробность ASTM E2180 / ISO 22196 с посевом по GB 4789.2.
Электрохимия и полевой мониторинг
Пары Cu–Al, Cu–нерж. сталь и сталь–нерж. сталь ранжируют по ASTM G71 (ряд напряжений) и оценивают потенциал питтинга по ASTM G59. Полевой контроль: электропроводность (онлайн), pH (неделя), ORP (сутки), микробная обсеменённость (месяц), коррозионные свидетели (квартал). На стороне CDU — мембранный фильтр 0,2 мкм и ионообменная смола-полировщик для удержания DI ≤ 5 μS/cm.
Показатели теплоносителя и воды
Как читать нормы
Электропроводность, pH и резервная щёлочность ингибитора — три быстро меняющихся индикатора. Рост электропроводности за счёт Cl⁻/SO₄²⁻ указывает на внешнее загрязнение, рост растворённых Fe/Cu/Al — на активную коррозию; корректирующие действия разные, поэтому измеряют оба с ORP.
| Показатель | Значение / Единица | Источник |
|---|---|---|
| Электропроводность DI-воды | ≤ 5 μS/cm | Руководство SGS по жидкостному охлаждению, 2026-08 |
| Подпиточная вода | ≤ 600 μS/cm | GB 50050 / проект |
| Циркуляционная вода | ≤ 2000 μS/cm при pH 6,8–8,5 | Управление контуром SGS |
| Ионы Ca/Mg/Cl | ≤ 300 mg/L | Водные требования проекта |
| Мутность / взвесь | ≤ 10 NTU / ≤ 20 mg/L | Водные требования проекта |
| Общая микробная обсеменённость | ≤ 1×10⁵ КОЕ/мл (обработка при 1×10⁴) | GB 4789.2 / поле |
| ASTM D1384 припой / алюминий | ≤ 30 мг/год | SAE J1034 / ASTM D3306 |
| ASTM D1384 медь / чугун | ≤ 90 мг/год | SAE J1034 / ASTM D3306 |
| ASTM D1384 латунь / сталь | ≤ 100 / 120 мг/год | SAE J1034 / ASTM D3306 |
| Потенциал Cu–Al | 0,60–0,75 В vs SCE (3,5 % NaCl) | Ряд ASTM G71 |
| Замерзание / кипение PG25 | ≈ −12 °C / ≈ 104 °C | Справочник по теплоносителям |
| Гидравлический диаметр микроканала | 0,5–2,0 мм (чаще 0,8–1,2 мм) | OCP DRC / SSLC |
| Частицы NAS 1638 / ISO 4406 | NAS ≤ 7 / ISO ≈ 15/13/10 | Приёмка на объекте |
Контактная коррозия и эффект площади
Выбор гальванопары
Ресурс определяет пара медная холодная пластина против алюминиевого кронштейна / корпуса быстросъёма и медь против нержавеющей обвязки. Медь (≈ +0,32 В vs SCE) и алюминий (≈ −0,35 В) различаются примерно на 0,67 В; при непрерывном жидкостном пути без изоляции уже при 200–2000 μS/cm течёт миллиамперный контактный ток.
Правило площади
Крупный катод и мелкий анод — худший случай. Медная пластина (катод) против алюминиевого корпуса быстросъёма (анод, отношение катод:анод до 15:1–30:1) может пропиттинговать и дать течь за 12–24 месяца. Три решения: изолировать Cu–Al шайбами из нейлона/PEEK/EPDM; твёрдое анодирование алюминия (20–25 мкм) или покрытие изолирующей эпоксидной пудрой; либо перейти на никелированную медь или 316L.
Ингибиторные системы
- Силикатный тип: дружелюбен к алюминию и чугуну, быстро формирует плёнку, но слабо защищает медь и склонен к накипи в горячей жёсткой воде; доза SiO₂ 800–1500 ppm.
- Органинокислотный (OAT): деканоат / 2-этилгексаноат / суберат, тонкая плёнка с малым thermal-штрафом, совместим Cu-Al-сталь — предпочтительная трасса для холодных пластин.
- Гибрид OAT (карбоксилат + молибдат): добавляет Na₂MoO₄ 500–800 ppm для запаса по питтингу чугуна в насосных контурах CDU.
- Всегда дополнять пассиватором меди типа бензотриазола (BTA) плюс антипенный агент и ударный биоцид.
Ритм управления качеством воды
Еженедельный осмотр CDU; ежемесячно полный лабораторный профиль (pH, электропроводность, мутность, Cl⁻, SO₄²⁻, жёсткость, микробная обсеменённость, резервная щёлочность); ежеквартальные свидетели (Cu, Al, сталь, припой по 2); каждые полгода — проверка ΔP и отклонений расхода по веткам. Биоцид ударно: IT/CMIT 100–200 ppm выдержка 12–24 ч, затем полная замена или снятие активированным углём/смолой. Азотная подушка расширительного бака 0,02–0,05 Мзб для удержания растворённого кислорода ниже 3 mg/L.
Покрытия и обработка поверхности
Где покрытие помогает — и где мешает
Не полагайтесь на покрытие смачиваемой поверхности: микроканалы меди держат пассивацией и ингибитором, а любое покрытие канала повышает термосопротивление и в порах создаёт пару крупный катод / мелкий анод. Реальная польза покрытий — на несмачиваемых деталях: рама шкафа, алюминиевые кронштейны, наружный трубопровод, корпус расширительного бака и кожух CDU, по ISO 12944 помещения низкой коррозионности C1–C2.
Изоляция алюминиевого кронштейна
Для алюминиевых кронштейнов и корпусов быстросъёмов: твёрдое анодирование 20–25 мкм с пропиткой плюс изолирующие шайбы EPDM/PTFE, либо хромированное бессодержащее конверсионное покрытие плюс эпоксидная пудра 60–80 мкм с объёмным сопротивлением ≥ 1×10¹² Ω·cm. Граница медь–алюминий должна быть электрически разорвана — только механическое крепление.
Отказы и критерии
Логика диагностики
Читать по металлу и месту: сине-зелёные отложения на входах каналов — питтинг меди от Cl⁻; белое рыхлое отложение на стыке Cu–Al — контактная коррозия алюминия; серо-чёрное у паяного шва — щелевая коррозия при низком pH; слизистая плёнка с подтёками ржавчины — MIC; растущий ΔP — частицы; красная ржавчина и жёлтая вода — кислородная атака стали.
| Отказ | Признак | Порог | Мера |
|---|---|---|---|
| Питтинг меди | язвины на входе, сине-зелёный налёт | Cl⁻ > 50 mg/L или ORP > +400 мВ | замена жидкости, уголь + смола, держать Cl⁻ < 20 mg/L |
| Контактная коррозия Al | белый осадок на контакте, язвины | Cu–Al > 0,5 В | шайба EPDM/PEEK, анодирование 20–25 мкм |
| Коррозия припоя | серо-чёрное у шва быстросъёма | pH 100 mg/L | поднять pH до 8,0–8,5, бессеребряный припой Sn-Bi |
| Микробиологическая коррозия | слизистая плёнка, локальная ржавчина | обсеменённость > 1×10⁴ КОЕ/мл | ударный IT/CMIT 100–200 ppm + замена |
| Засор частицами | ΔP > 15 % / отклонение расхода > 10 % | > 300 мкм и NAS > 8 | фильтр 0,2 мкм + обратная промывка |
| Кислородная атака | красная ржавчина насоса, жёлтая вода | O₂ > 3 mg/L | азотная подушка 0,02–0,05 Мзб |
Эксплуатация и контроль
Минимальная измерительная база
Минимальный мониторинг: онлайн-электропроводность и температура, еженедельный ручной pH/ORP, ежемесячная микробиологическая тест-пластина, ежеквартальные свидетели в сравнении с пределами потери массы по ASTM D1384.
Интервал замены
От трёх до пяти лет, если резервная щёлочность ≥ 6 мл и обсеменённость ниже 1×10³ КОЕ/мл; сокращать вдвое при резерве < 3 мл или стабильном pH < 7,5.
Частые вопросы
Можно ли залить автомобильный антифриз?
Нет. Автомобильный антифриз несёт высокое пакетирование силикатов/фосфатов (SiO₂ 2000–3000 ppm), забивающее микроканалы, а OAT-версии содержат молибдат/борат, темняющие медь, и лишены BTA. Используйте специализированный вторичный теплоноситель: PG25/EG25 плюс карбоксилат, BTA, антипенный и биоцид.
Высокая электропроводность — загрязнение или коррозия?
Судите по ORP и содержанию металлов. Рост Cl⁻/SO₄²⁻ — внешнее загрязнение; рост растворённых Fe/Cu/Al — активная коррозия. Загрязнение → замена + смола; коррозия → доводка pH + подпитка ингибитором + повторная проверка свидетелей.
Можно ли медь напрямую к нержавеющей стали?
Да, если в контуре нет алюминия. Пара Cu–нерж. сталь даёт ≈ 0,2 В в 3,5 % NaCl — умеренная, обычно сдерживается BTA + карбоксилатом. Если добавить алюминий (треугольник Cu-Al-нерж.), алюминий станет жертвенным анодом и требует изоляции.
Чистая DI-вода без ингибитора — безопасно?
Нет. Низкая электропроводность лишь откладывает накипь и токовые пути; DI-вода — голодный растворитель, непрерывно растворяющий пассивную плёнку Cu/Al, и за недели растворённые металлы возвращают электропроводность к 200–500 μS/cm. PG25/EG25 + карбоксилат + BTA — минимальная рецептура.
Как часто менять теплоноситель полностью?
Каждые три-пять лет, если резервная щёлочность ≥ 6 мл и обсеменённость < 1×10³ КОЕ/мл. Сокращать до 18–24 месяцев со смоляной полировкой и предварительным пленкообразованием при резерве < 3 мл или pH < 7,5.
Обновлено: 2026-10-08 | Подготовлено Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd. Только как техническая B2B-ссылка; условия поставки EXW / FOB — без розницы, DDP и зарубежных складов.