Оценка параметров окружающей среды

Цель — выявить и контролировать загрязняющие примеси в воздухе ЦОД, вызывающие коррозию печатных плат, разъёмов и контактных групп. Раздел охватывает: что измерять, как проводить реактивный мониторинг, где размещать индикаторы, как интерпретировать результаты по ISA-71.04-2013 и какие газы наиболее опасны при типичных условиях эксплуатации.

Что именно нужно оценивать

Коррозионная активность воздуха — по скоростям потемнения меди и серебра на индикаторах.
Газовые загрязнители: соединения серы, хлора, азота, озон и др.
Сопутствующие факторы: температура, относительная влажность, доля наружного воздуха, герметичность и перепады давления.

Переход электроники на бессвинцовые сплавы увеличил чувствительность компонентов к сернистым и хлорсодержащим соединениям. При высокой плотности тепловыделения и больших объёмах рециркуляции вероятность контакта оборудования с загрязнителями возрастает.

Методика: реактивный мониторинг

Индикаторы: медные и серебряные купоны (пластины) с чистой поверхностью.
Экспозиция: 30 суток (базовый цикл).
Размещение: приточная камера, горячие зоны, фронт стоек, зона рециркуляции, наружный воздух.
Отбор и анализ: измерение толщины коррозионной плёнки в ангстремах (Å/мес).
Частота: ввод объекта, сезонная проверка, далее ежегодно.

Пластины-индикаторы нельзя размещать на сквозняках и рядом с источниками бытовых загрязнений (чистящие средства, упаковка, лакокрасочные материалы).

Классификация ISA-71.04-2013

Классы коррозионной активности воздушной среды

Класс	Обозначение	Скорость коррозии меди, Å/мес	Скорость коррозии серебра, Å/мес	Характеристика
G1	Слабая	<300	<200	Небольшое воздействие, оптимум для ЦОД
G2	Умеренная	<1000	<1000	Требуется фильтрация и контроль влажности
G3	Сильная	<2000	<2000	Нужна герметизация, избыточное давление, сорбционная фильтрация
GX	Очень сильная	≥2000	≥2000	Эксплуатация возможна только в герметичных шкафах

Для условий РФ проектная цель — G1, допустимая кратковременная эксплуатация — G2.

Основные загрязнители и источники

Группа	Примеры	Источники	Воздействие
Сернистые	SO₂, SO₃, H₂S	ТЭЦ, выхлоп, нефть, канализация	Быстрая сульфидация меди и серебра
Хлорсодержащие	Cl₂, ClO₂, HCl	Бассейны, клининг, башни охлаждения	Пятнистая коррозия при влажности >50 %
Азотистые	NO, NO₂, N₂O₄	Транспорт, котельные	Катализ образования кислот и озона
Окислители	O₃, пероксиды	Электроразряды, фотохимический смог	Ускоряют коррозию, повреждают полимеры

Сочетание H₂S и NO₂ ускоряет коррозию меди и серебра в разы по сравнению с каждым газом отдельно.

Сопутствующие параметры

Влажность: оптимум 40–60 %.
Давление: избыточное +5…+15 Па.
Доля наружного воздуха: при «свободном охлаждении» обязательна сорбционная фильтрация (очистка воздуха от газовых примесей).
Рециркуляция: нужна даже без притока, чтобы удалять внутренние загрязнители.

Перевод концентраций

$$C_{\mu g/m^3} = \frac{C_{ppb} \cdot M}{24.45}$$

где:

$C_{ppb}$ — концентрация в «частях на миллиард»;
$M$ — молярная масса вещества, г/моль.

Этапы обследования

Подготовка и карта источников.
Размещение купонов Cu/Ag.
Экспозиция 30 дней.
Лабораторный анализ.
Присвоение класса G1–GX.
Корректирующие меры: фильтрация, герметизация, повторная проверка.

flowchart TD classDef big font-size:12px,stroke-width:1.2px,padding:8px; A["Старт обследования"]:::big --> B["Предварительная оценка рисков"]:::big B --> C["Размещение купонов Cu/Ag"]:::big C --> D["Экспозиция 30 дней"]:::big D --> E["Лабораторный анализ"]:::big E --> F{"Класс среды G1–GX"}:::big F -->|G1| G["Плановый мониторинг"]:::big F -->|G2| H["Усиление фильтрации и герметизация"]:::big F -->|G3,GX| I["Аварийные меры: сорбенты, гермошкафы"]:::big H --> J["Повторный цикл через 1–3 мес"]:::big I --> J G --> K["Ежегодный контроль"]:::big J --> F

Ключевые идеи

Реактивный мониторинг — основной способ количественной оценки агрессивности воздуха.
Цель проектирования для ЦОД — класс G1.
Наибольшую опасность представляют соединения серы, хлора и озона.
При «свободном охлаждении» необходимо предусматривать сорбционную фильтрацию воздуха от газовых примесей.
Контроль качества воздуха должен быть циклическим процессом: замер → меры → проверка.