企业网D1Net 2月28日 数据中心里的电子设备是其赖以生存的重要组成部分,这些数据中心的“小伙伴们”都是玩的高科技,随着电子技术的小型化、高速化,所使用的电子印刷线路板和电子器件逐渐微细化,在一块电子主板上往往要部署数千个电子器件,还要分布多层,板层之间的间距小到几微米。这些小伙伴们都有一种共同的弱电---怕湿。在我们生活环境中的温度、湿度、空气中的灰尘、腐蚀性气体、盐雾以及生产过程中附在器件表面上的污物等,都能够导致它们的器件发生腐蚀,有时候微小的腐蚀就能导致器件的失效而使设备丧失使用功能。根据一些研究统计,器件腐蚀是电子设备失效的最主要原因,这使得一些电子设备在贮存或者使用环境中的器件腐蚀逐渐引起了人们的高度关注。
在诸多代表环境质量的物理指标中,湿度是其中最为重要的一个。湿度是衡量数据中心环境干湿情况的物理量。在一定的温度下在一定体积的空气里含有的水汽越少,则空气越干燥;水汽越多,则空气越潮湿。空气的干湿程度叫做“湿度”,绝对湿度、相对湿度、比较湿度、饱和差、露点等都是衡量一个环境湿度大小的物理单位。湿度是数据中心设备的隐形杀手,无形中就可导致电子设备工作异常。当数据中心机房的相对湿度达到100%时,就认为空气已处于饱和状态,这时空气中会悬浮着大量的水气;当相对湿度低于40%时,则认为空气是干燥的;当相对湿度高于80%时,认为空气是潮湿的。当相对湿度大于65%时,物体表面就会附着一层厚为0.001~0.01μm的水膜,这种水膜看不见、摸不着。 当空气处于饱和状态时,水膜会增厚到10μm。
湿度过低容易产生静电。机房内各种电子设备、活动地板等有磨擦的部位易产生静电和积累静电荷,当静电荷大量积累时,将会引起电子设备产生静电,将静电积累到一定程度就可能产生静电而击穿电容、电阻等电子元件。大量的静电对维护设备的工作人员也产生危险。而湿度过高容易产生腐蚀、导电,接插件和集成电路的引线等会氧化和生锈霉烂,造成接触不良和短路。静电和腐蚀、导电都是电子设备的天敌,因而保持数据中心机房恒湿环境对于运行的设备至关重要。湿度过高或过低都会对电子设备的运行稳定性、可靠性及寿命产生很大的影响,这种影响往往是人不易察觉的,潜移默化地产生的。比如数据中心机房环境相对湿度长期超过50%,则会大大缩短电子设备的寿命,原本可以运行五年的设备可能不到一年就出现各种问题,可靠性大大降低,一旦出现这种故障很难修复,电路板的制作工艺很高,只能报废,停止使用设备。
数据中心的小伙伴们都包含有大量的元器件,这些元器件的质量参差不齐,抗湿度的能力也不同,因此往往有薄弱的环节引起设备故障。在它们的电路板上最多的就是器件引脚,这些引脚的外层会加一层涂镀层以保护引线免于遭受环境腐蚀或氧化,同时改善引线的可焊性,传统工艺中大多采用锡铅合金镀层作为器件的表面镀层,锡铅本身容易受到腐蚀。所以在湿度较大的环境中,器件引脚往往是引起失效的主要部件。这些故障往往通过肉眼或者专业仪器可以检测到,可以进行修复。如果是因为湿度过低引起的PCB布线损坏也无法修复了。由于一台高端的电子设备往往包含有数千个器件,若由于湿度引起的器件击穿,很难检查到,将所有的器件都检查一遍,要耗费大量的时间。所以一旦由湿度引起的设备故障,往往很难修复,设备只能报废。因此必须要对数据中心的湿度进行全方位的管理和控制。一般的电子设备工作年限是五年,通过使数据中心保持良好的湿度环境,将可延长数据中心设备的工作年限,并可提升设备的工作效率。从而节约了数据中心运行成本,大大降低数据中心的能耗。
为了避免或减少湿度过高或过低对数据中心小伙伴们的影响,可采取一些具体措施。根据设备的运行特点提供适宜的湿度环境,保证数据中心内的湿度控制在一个稳定的范围内。可以采用如下一些措施:
(1)使用恒温恒湿装置来调节数据中心机房内的湿度,保持恒湿环境,湿度大小和温度关系密切。温度越高,水蒸气对电子设备的影响越大。高温环境下水蒸汽压力增大,水分子容易进入材料内部,湿度就越高,容易形成导电水路和出现飞弧。
(2)在数据中心内安装除湿机和加湿机,当数据中心内湿度超过规定值时,使用除湿机使机房内湿度降低;当数据中心内湿度低于规定值时,使用加湿机对数据中心内空气进行加湿,提高数据中心内湿度。
(3)购买高质量的电子设备。电子设备都会做可靠性与环境试验,但是都是通过空间换时间的方式试验的,因为一款产品不可能一直做试验几年的时间,一般都是加大恶劣环境缩短时间来检查设备能力,所以这些参数偏理论化,在实际使用中仅供参考。在采购电子设备时,不能只看电子设备的可靠性参数,而是要亲自检查设备内部的电路板工艺,尤其是引脚是否整齐、干净,没有毛刺。产品结构外形应尽可能简单,避免形成沟槽等易积水和冷凝液的结构,这都有利于抗湿。
(4)在数据中心内部的各个角落都要防止湿度计,每天对湿度计进行检查,发现问题及时解决。对于出现局部湿度不均的现象,要通过改善通风和设备布局来改善,尽量保持数据中心内部环境整体恒湿。
影响数据中心设备运行的有很多环境因素,湿度是其中最为重要的一种。在数据中心日常工作中应该时刻检查环境湿度,有异常及时排除,保持环境恒温恒湿,为电子设备运行提供一个良好的湿度环境,这将大大延长设备的运行寿命,为数据中心节省运营成本,要知道这些设备真的很怕湿。