集装箱式数据中心的水冷管路研究

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1、集装箱式数据中心的水冷管路研究随着全球X络化的快速普及，对数据中心的建设和扩容要求越来越高。由于集装箱式数据中心拥有运输方面的优势，而且具有成本低、建设周期短，使用快捷方便等特点，目前成为电信运营商的重点开发方向。集装箱内部空间有限，但数据中心要求安装的设备很多，运行时散热两很大。如何制冷，是研究数据中心的一大课题。为保证设备容量上的优势，我们研制了数据中心的水冷管路系统。本文主要从管路系统的结构设计，焊装参数的选择等方面，介绍了数据中心水冷管路研制过程中的一些经验和方法。　　关键词水冷管路系统；结构设计；

2、焊装参数　　U27A1674-6708（2012）58-0035-02　　集装箱式数据中心的应用覆盖了电信、金融、制造、政府和能源多个行业，兼容性很强，目前更多使用于灾难恢复中心或是数据中心的临时扩容，具备很强的应急性质，所以有一定的可移动性要求。由于集装箱内部空间比较狭小，而设备运行对温度的要求很高，一旦数据中心的水冷系统出现故障，设备运行散热就会使集装箱内部温度快速升高，设备就会出现故障。所以在很有限的空间内研制一套可靠性高的水冷管路系统成了集装箱式数据中心研制的最重要的步骤之一。我们在研制过程中着重从

3、结构设计，焊装工艺等方面下手。　　1水冷管路系统的结构设计　　根据设备运行的要求，水冷系统必须保证经久耐用并且在里面循环的水质一定要保证清洁。经过分析，我们决定采用材质为316L（牌号00Cr17Ni14Mo2）不锈钢管来制作水路，根据流量计算，主管路选用DN100的不锈钢管。由于集装箱式数据中心安装的设备比较多，内部空间非常紧凑，我们为了更充分利用集装箱有限的内部空间，利用了架空的结构，在底部隔出230mm空间用于水冷管路的安装。由于隔出来空间非常狭小，如果水冷管路没有一种合理的结构，无论是的安装还是维护

4、都存在很大的问题。我们综合考虑了各种因素，采用了一种整体模块式的设计方法。在箱体外先将水冷管路的主路部分焊接并装配好，整体试漏、探伤合格后在水路系统主管的底部加装6组滚轮，然后包上保温材料做好保温处理后再经过预设在箱体底部的滚轮轨道推入箱体底部，管路系统定位后把水路整体架高而使滚轮架空，然后采用具有减振功能的卡码将主管路固定。这样，如果发生管路要维护的时候，可以利用滚轮将主管路整体拖出进行维护。实践证明，这个结构设计是非常成功的。　　2水冷管路系统的组焊工艺　　水冷管路系统采用316L（牌号00Cr17Ni

5、14Mo2）的规格为φ114×6mm的不锈大钢管进行组焊，组焊后管道内不能残留有焊渣等杂质，焊缝不允许出现未焊透、裂纹等缺陷。由于水冷系统要求高，所以焊接难度既有较大的难度，对焊接接头质量要求很高，内表面要求成形良好，凸起适中，不内凹，焊后要求PT、RT检验。由于我们刚开始缺少不锈钢管道焊接的经验，在施工初期由于焊接工艺参数设置不当，而且不锈钢管摆放在厂房地面上进行组焊不易翻转，结果出现了正背两面氧化过烧严重，焊缝变形严重，甚至出现了击穿等现象。为此，为弥补原焊接工艺不足，我们从人员、设备、焊接方法、现场环

6、境、焊接材料的选择、焊接工艺等方面进行了详细的分析，确定了几个措施：首先必须要设计一套焊接工装，保证焊接管路的直线度和焊缝的质量稳定性；其次是确定合理的焊接工艺和焊接参数，从根本上保证焊接质量。　　2.1焊接工装的设计　　在焊接中好的焊接平台是保证管路的直线度和焊接性能的重要前提条件，我们车间没有足够大的焊接平台，为了使项目能够顺利开展，我们必须设计适合的焊接工装来满足施工要求。根据一改传统的焊接平台的设计方法，采用标准件万向滚珠进行设计，取t5×100×200钢板共4块作为安装板，每个安装板上按设计的间距

7、固定两个万向滚珠。然后将4块安装板组焊在一条12m的200×200方管上，这样在焊接时可以很方便地滚动管料进行圆周焊接，由于4件安装板的万向滚珠安装孔是叠成一叠一次钻出，这样保证了4块板上滚珠的距离是一致的，从而保证了放在上面管道的直线性。焊接工装在施工过程中既能起到焊接平台的作用，还能起到管道圆周滚轮的作用，使用非常方便。　　这个焊接工装设计新颖，设计和制造成本都非常低。制造这个工装可以就地选材，我们是利用了库存料200×200方管作为一个基准台(也可以选用其它足够长度的型材)，以方管（型材）的直线度来保

8、证工装的平整度，从而保证焊接管路的直线度。工装不用时，方管还可以作为它用，合理降低成本。管路焊接工装制造好之后，已经使用于6个水冷集装箱数据中心的管路焊接，使用的效果非常好。　　2.2焊接工艺分析　　首先要进行316L材料焊接特点的分析，由于不锈钢热膨胀率、导电率均与碳钢及低合金钢差别较大，且熔池流动性差，成形较差。另外，不锈钢的热导率为碳钢的1/3，焊接不锈钢时，焊接熔池的热量传导速度比碳钢要低得多，先焊的焊接