Фланцы для контура жидкостного охлаждения (TCS)
Технологический контур охлаждения (TCS) подводит теплоноситель к холодным пластинам процессоров. Его строят как чистую технологическую систему, и фланцы подчиняются тем же правилам, что и нержавеющий трубопровод.
Фланцы контура TCS должны быть воротниковыми или свободными на бурте, из 316L (не ниже 304L), Class 150 или PN 16, после травления и пассивации по ASTM A380 и A967, с PMI 100 % и сертификатом 3.1 по EN 10204, прослеживаемым до плавки.
Чем отличается контур TCS
При жидкостном охлаждении direct-to-chip теплоноситель проходит через холодные пластины, установленные на процессорах. Их микроканалы шириной около 100 мкм: частицы, продукты коррозии или биообрастание могут их перекрыть и перегреть кристалл. Поэтому TCS строят и вводят в эксплуатацию как чистую технологическую систему, отделённую от контура здания теплообменником CDU (блока распределения теплоносителя).
Рекомендации Open Compute Project по подготовке рядных коллекторов TCS к пуску задают для трубопровода такие правила:
| Тема | Рекомендация |
|---|---|
| Материал | Нержавеющая сталь не ниже марки 304 |
| Поверхность при поставке | Внутренние поверхности обработаны по ASTM A380 (окалина, масло и жир удалены; травление) |
| Сварка | AWS D10.18 в среде инертного газа, чтобы ограничить цвета побежалости и не травить на объекте |
| Гидроиспытание | От 1,3 до 1,5 рабочего давления |
| Скорость промывки | От 1 до 1,5 м/с (3…5 ft/s) |
| Фильтрация | Первая ступень 50…100 мкм; финишная 5 мкм рекомендуется |
| Технологическая вода | Электропроводность не выше 50 мкСм/см; pH не ниже 6; бактерии не более 1000 КОЕ/мл |
Что это значит для фланцев
- Материал: поковки ASTM A182 F316L или F304L (1.4404 или 1.4307), той же марки, что и труба. См. наши фланцы из нержавеющей стали.
- Тип соединения: воротниковый фланец или бурт со свободным фланцем, чтобы проход был сварен встык и не имел щелей. Избегайте плоских приварных фланцев с внутренним угловым швом.
- Поверхность: травление и пассивация по ASTM A380 и A967 с записью в сертификате. Бюллетень ASHRAE TC 9.9 от мая 2026 года предупреждает, что один непассивированный компонент может поставить под угрозу всю систему, и требует повторно пассивировать сварные швы.
- Проверка: PMI 100 %, чтобы в контур не попала углеродистая сталь или чужая марка; испытание на МКК по ASTM A262, практика E, по запросу.
- Заглушки и точки испытаний: фланцевые заглушки из 316L для промывочных патрубков и будущих стоек, но не из углеродистой стали.
Прокладки тоже контактируют с теплоносителем. Перед монтажом сверьте эластомер или PTFE прокладки со списком материалов, одобренных поставщиком теплоносителя.
Расход и размер отводов
OCP рассчитывает контур на 1,5 л/мин на кВт. Стойкам NVIDIA GB200 и GB300 NVL72 мощностью от 132 до 142 кВт нужно около 200…215 л/мин: их обслуживает отвод DN 50 (NPS 2) со скоростью около 1,5 м/с в трубе 60,3 × 2,77 мм, и он пропускает от 170 до 220 кВт в зависимости от допустимой скорости. Отвода DN 25 хватает примерно до 55 кВт. На каждом стоечном отводе стоит запорная арматура на подаче и на обратке, каждая между двумя воротниковыми фланцами; наше руководство по трубопроводам от CDU до стоек (на английском) выводит из этого полную спецификацию на двадцать стоек.
Начертить фланец TCS
Чертёж начинается с типичного фланца коллектора TCS: воротниковый NPS 4 Class 150 из 316L с проходом под трубу Sch 10S, так что проход совпадает с трубой без уступа, где задерживалась бы грязь. Переключитесь на свободный фланец для варианта с буртом или на заглушку для промывочного патрубка, затем скачайте PDF или DXF либо добавьте позицию в запрос цены. Чертежи по EN 1092-1 PN 16 строятся на странице фланцы EN 1092-1.
Нажмите на вид, чтобы увеличить его.
| Обозначение | Размер | mm | in |
|---|---|---|---|
| O | Наружный диаметр | 228,6 | 9,00 |
| R | Диаметр выступа | 157,2 | 6,19 |
| f | Высота выступа | 1,6 | 0,06 |
| tf | Толщина (мин.), без выступа | 22,2 | 0,88 |
| Y | Высота фланца, без выступа | 74,6 | 2,94 |
| X | Диаметр ступицы у основания | 134,9 | 5,31 |
| A | Диаметр под приварку (наружный диаметр трубы) | 114,3 | 4,50 |
| B | Внутренний диаметр (по трубе, Sch 10S) | 108,2 | 4,26 |
| W | Диаметр окружности центров отверстий | 190,5 | 7,50 |
| h | Отверстия под болты, 8 шт. | 19,1 | 0,75 |
| Крепёж | Шпильки: 8 × 5/8 in; отверстия 0.75 in (19.1 мм) | ||
Позиция (на англ.) Weld neck flange, NPS 4 (DN 100), ASME B16.5 Class 150 RF, bore Sch 10S, ASTM A182 F316L
На чертеже NPS 4, Class 150. Включите JavaScript, чтобы выбрать другой размер, давление или уплотнительную поверхность и скачать чертёж.
Ввод в эксплуатацию
Чистые фланцы лишь начало. Контур проходит гидроиспытание, очистку и промывку до прозрачной воды с электропроводностью, близкой к технологической воде, затем заполняется теплоносителем или консервируется сухим под азотом. Наше руководство по промывке и очистке TCS (на английском) описывает каждый этап.
Частые вопросы
Какой материал Open Compute Project рекомендует для трубопроводов TCS?
Нержавеющую сталь не ниже марки 304 с внутренними поверхностями, обработанными по ASTM A380 до поставки на объект. Многие проекты указывают 316L.
Насколько чистым должен быть контур TCS?
Настолько, насколько требуют холодные пластины с каналами около 100 микрон. Руководство OCP по подготовке к пуску рекомендует финишную фильтрацию 5 микрон, промывку со скоростью от 1 до 1,5 м/с и промывку до тех пор, пока электропроводность не приблизится к электропроводности технологической воды, которая сама должна быть не выше 50 мкСм/см.
Можно ли применять в TCS плоские приварные фланцы?
Лучше избегать. Внутренний угловой шов образует щель, которую трудно защитить газом и очистить. Воротниковые фланцы или бурты со свободными фланцами дают гладкий проход со стыковым швом.
Какой расход закладывать на стойку?
OCP принимает 1,5 л/мин на кВт. Стойке мощностью от 132 до 142 кВт, например NVIDIA GB200 или GB300 NVL72, нужно около 200…215 л/мин: её обслуживает отвод DN 50, а отвода DN 25 хватает примерно до 55 кВт.