Фланцы из нержавеющей стали для систем охлаждения ЦОД
Фланцы из нержавеющей стали 304, 304L, 316 и 316L для блоков распределения теплоносителя (CDU), технологических контуров охлаждения и нержавеющих контуров здания. Кованые по ASTM A182, после аустенизации, с травлением и пассивацией, если этого требует контур.
Для систем охлаждения ЦОД указывайте кованые фланцы из 316L или 304L по ASTM A182, по EN 1092-1 PN 16 или ASME B16.5 Class 150, воротниковые или плоские, после травления и пассивации. Такое сочетание закрывает почти все нержавеющие соединения между CDU и стоечным коллектором.
Почему материал определяет контур
В ЦОД с жидкостным охлаждением два контура. Контур здания (FWS) отводит тепло от CDU к чиллерам или сухим охладителям и часто выполняется из углеродистой стали. Технологический контур охлаждения (TCS) прокачивает подготовленный теплоноситель, воду или водный раствор пропиленгликоля вроде PG25, через холодные пластины серверов. Их каналы шириной около 100 микрон, и любая ржавчина или окалина в TCS становится пробкой.
Поэтому проектировщики ограничивают металлы, контактирующие с теплоносителем во вторичном контуре. Руководство Open Compute Project по подготовке рядных коллекторов TCS к пуску задаёт для трубопроводов нержавеющую сталь не ниже марки 304. Фланцы этого контура подчиняются тому же правилу.
304L или 316L
Обе марки относятся к аустенитным нержавеющим сталям с содержанием хрома около 18 %. Разница в молибдене: в 316L его от 2 до 3 %, что повышает стойкость к питтинговой и щелевой коррозии при наличии хлоридов, например из подпиточной воды или протекающего теплообменника. В закрытом ингибированном контуре TCS годятся обе марки; указывайте 316L, если проект требует запаса по хлоридам, как требует большинство спецификаций.
| Марка | EN | Аналог по ГОСТ 5632 | C | Cr | Ni | Mo |
|---|---|---|---|---|---|---|
| F304 | 1.4301 | 08Х18Н10 | 0,08 | 18,0…20,0 | 8,0…11,0 | - |
| F304L | 1.4307 | 03Х18Н11 | 0,030 | 18,0…20,0 | 8,0…12,0 | - |
| F316 | 1.4401 | 08Х17Н13М2 | 0,08 | 16,0…18,0 | 10,0…14,0 | 2,00…3,00 |
| F316L | 1.4404 | 03Х17Н14М3 | 0,030 | 16,0…18,0 | 10,0…15,0 | 2,00…3,00 |
Номера EN и марки по ГОСТ 5632 приведены как обычно используемые ближайшие аналоги; пределы состава в таблице даны по ASTM A182. Укажите марку своей спецификации, по ASTM или по EN, и мы подтвердим её в предложении.
| Марка | Временное сопротивление | Предел текучести (0,2 %) | Относительное удлинение | Относительное сужение |
|---|---|---|---|---|
| F304, F316 | 515 МПа (75 ksi) | 205 МПа (30 ksi) | 30 % | 50 % |
| F304L, F316L | 485 МПа (70 ksi) | 170 МПа (25 ksi) | 30 % | 50 % |
Низкое содержание углерода важно, потому что почти все фланцы системы охлаждения привариваются. При углероде не более 0,030 % по границам зёрен в зоне термического влияния не образуются карбиды хрома, и шов сохраняет коррозионную стойкость без термообработки.
Допускаемое давление при температурах контуров
Водяные контуры ЦОД работают при низких температурах. По ASME B16.5 фланец Class 150 из F304L или F316L (группа материалов 2.3) рассчитан на 15,9 бар (230 psi) при температуре от -29 до 38 °C, из F304 и F316 на 19,0 бар; в Class 300 на 41,4 бар. Это намного выше рабочего давления контура TCS. По EN 1092-1 допускаемое давление зависит от группы материалов и температуры по таблицам стандарта: проверьте его при расчётной температуре, если контур работает на тёплой воде, например в классах ASHRAE W40 или W45.
Чистая поставка: аустенизация, травление и пассивация
Каждая нержавеющая поковка проходит аустенизацию. Наш образец сертификата для F316L фиксирует нагрев до 1060 °C с последующей закалкой в воду: это растворяет карбиды и полностью восстанавливает коррозионную стойкость после ковки.
Для TCS и CDU мы поставляем фланцы после травления и пассивации по ASTM A380 и ASTM A967. Травление удаляет окалину, цвета побежалости и вкрапленное железо; пассивация растворяет свободное железо на поверхности и даёт восстановиться слою оксида хрома. Руководство OCP ожидает, что трубопровод TCS приходит на объект с внутренними поверхностями, уже обработанными по ASTM A380, и такие фланцы сразу идут в чистый монтаж. Бюллетень ASHRAE TC 9.9 от мая 2026 года о целостности теплоносителя требует также повторно пассивировать сварные швы по A380 или A967.
Укажите в позиции «травление и пассивация по ASTM A380/A967». Мы записываем обработку в сертификат 3.1 по EN 10204, который ваша служба качества может проверить при входном контроле.
Контроль и прослеживаемость
- PMI (позитивная идентификация материала): каждый нержавеющий фланец проверяется на нашем анализаторе Bruker, результат указывается в сертификате (PMI 100 %).
- Межкристаллитная коррозия: испытание по ASTM A262, практика E, по запросу: медь, сульфат меди и серная кислота с последующим загибом, которое выявляет склонность к МКК.
- Прослеживаемость: номер плавки выбивается до механической обработки и указывается в сертификате 3.1 вместе с химическим составом, механическими свойствами и термообработкой.
Систему качества, испытания и сертификаты описывает страница качество и прослеживаемость. Нержавеющие воротниковые и плоские фланцы и заглушки рисуются в масштабе на странице фланцы EN 1092-1.
Частые вопросы
Достаточно ли 304L для контура TCS или нужна 316L?
Применяют обе. Рекомендации Open Compute Project задают марку 304 как минимум для трубопроводов TCS. 316L содержит от 2 до 3 % молибдена, который повышает стойкость к питтингу при попадании хлоридов в воду. Поэтому многие спецификации гипермасштабных ЦОД требуют 316L во вторичном контуре и допускают 304L в нержавеющих контурах здания. Следуйте своей спецификации: мы производим обе марки.
Поставляете ли вы нержавеющие фланцы после травления и пассивации?
Да. Мы поставляем нержавеющие фланцы после травления и пассивации по ASTM A380 и ASTM A967, если это указано в заказе. Укажите требование в заказе, чтобы обработка была записана в сертификате.
Зачем низкоуглеродистая марка с индексом L?
Марки L ограничивают углерод до 0,030 %. Меньше углерода означает меньше карбидов хрома в зоне термического влияния, и шов сохраняет коррозионную стойкость без термообработки после сварки. Почти все фланцы в ЦОД привариваются, поэтому обычный выбор: 304L и 316L.
Можно ли на нержавеющей линии ставить свободные фланцы из углеродистой стали?
Да. Бурт из 316L проводит теплоноситель, а свободный фланец из углеродистой стали за ним обеспечивает затяжку: воды касается только бурт. Мы изготавливаем обе детали.