任何擁有數據中心的公司都知道降低故障風險和維護提高效率和正常運行時間的環境的重要性。從溫度監控到布局設計,許多因素都可能導致中斷和故障。中斷可能會導致時間和數據的損失,但如果您勤奮,您可以在故障發生之前降低故障的可能性。但是,在您觀察到癥狀之前,您可能不知道適用于您的數據中心的一些風險。
鋅晶須是這些危害之一。您可能不知道您正在與它們打交道,甚至不知道它們是什么,直到您的數據中心開始出現問題。及早了解鋅晶須的原因和癥狀將幫助您在中心遭受損害之前識別潛在問題。我們的指南將引導您了解什么是鋅晶須、它們為何存在安全風險、如何正確診斷問題以及您可以采取哪些措施來預防和解決問題。
什么是鋅晶須?
鋅晶須是在鍍鋅的鋼制品表面上形成的晶體。特別是在鋼材方面,鍍鋅層有助于防止其生銹。如果沒有保護表面,它將很容易受到來自室內氣候和冷卻系統的水分的影響。但是,雖然鋅可以防止一個問題,但它在數據中心的存在可能會導致其他問題。
電鍍過程會導致大量的分子應力。鋅覆蓋層是防止腐蝕的極好屏障,但鈍化使鋅處于一致的壓縮和應力之下。為了釋放壓力,鋅可能會向外膨脹,從而在這些板的外表面上形成微小的細絲。這些細絲會隨著時間的推移而生長,導致您幾乎無法用肉眼觀察到晶須。
雖然鋅晶須在較舊的數據中心中是一個更常見的問題,但并非僅存在于那里。它們可以在任何鍍鋅金屬表面上形成。對于數據中心,這可能意味著活動地板磚、基座、縱梁、電纜和跑道托盤以及其他基礎設施支撐的充氣側。它們在木芯、復合木芯和混凝土芯磚上很常見。
如果您的數據中心使用高架地板 HVAC 系統并且地磚較舊,您可能會遇到由鋅晶須引起的問題。當瓷磚沒有更換或適當密封時,鋅晶須可以生長多年而不受干擾。
不幸的是,沒有辦法通過改變環境條件來阻止它們或阻止它們的生長。無論濕度、溫度或任何其他外部因素如何,它們都會繼續延長。它們的存在完全取決于金屬的分子組成,這意味著如果您的瓷磚或基礎設施包括鍍鋅鋼,那么您遇到與鋅晶須相關的問題的風險很高。
為什么數據中心的鋅晶須很危險?
那么,這些細小的燈絲是如何給您的數據中心帶來問題的呢?很容易假設您的數據中心不受鋅晶須的影響,因為它們很難被發現或診斷。由于它們形成在地磚的底部和支撐它們的結構支撐上,它們很少出現在你的視線范圍內——更不用說它們是灰塵顆粒的大小了。
然而,一旦晶須從鋅涂層上脫落,它們就會開始引起問題,這種情況隨時可能發生。它們從微觀晶體開始,隨著時間的推移可以延伸到幾毫米長,但即使是最小的也可能意味著大麻煩。從氣壓到移動的電纜,許多外力都會使纖細的細絲斷裂。每當您移除或移動瓷磚以訪問地板下的冷卻系統或其他設備時,一次可能會斷開數百個。
一旦它們分離,晶須就會進入數據中心的氣流循環。它們遵循相同的循環,這意味著冷空氣會將鋅通過進氣口吹入您的計算機和單元。由于它們的尺寸,普通的空氣過濾器和機箱風扇在它們進入設備的內部工作之前無法捕捉到它們。當它們通過您的 IT 負載時,它們可能會導致從間歇性短路到更長時間的停電和設備故障等任何事情。
細絲充當細線,因為鋅是一種特別導電的材料。這些顆粒也通過電鍍過程帶電,基本上將晶須變成了低容量的保險絲。當它們撞擊您設備的敏感硬件(例如微電路)時,污染物會連接電路板上的電流或通過自身電荷干擾電路板。
根據燈絲的長度和寬度,每個晶須可以具有 10 到 40 瓦的直流 (DC) 電阻。這種電荷使燈絲有可能導致設備短路。
由于它們充當保險絲,鋅晶須還具有可測量的直流熔斷電流 - 或熔化保險絲所需的電流量 - 以毫安 (mA) 表示。它們位于從 10 mA 3 到 30 mA 3的任何位置。如果它們引起短路,電流會使晶須蒸發,沒有證據表明鋅絲是罪魁禍首。如果電流沒有將其熔化,氣流和短路電路板的移除也會使晶須脫落。
這些常見的場景使得進行明確的故障分析和診斷問題的原因相對不可能。但是,如果您的數據中心出現短路或各種其他癥狀并且原因無法診斷,鋅晶須將繼續進入您的設備,從而導致電氣并發癥。
隨著時間的推移,這些情況也會惡化,這意味著如果沒有積極識別鋅晶須的存在,您的中心可能會遭受更嚴重的損壞和設備故障。它們還可以作為數據損壞和磁盤驅動器或電源故障等問題的催化劑。
鋅晶須問題的癥狀
確定數據中心中是否存在鋅晶須可能具有挑戰性,尤其是在您僅遇到間歇性短缺的情況下。細絲本身幾乎看不到,許多鋅晶須的實例可能被記錄為未發現故障 (NTF) 報告。即使您的中心沒有出現任何癥狀,也值得檢查您的瓷磚和地板基礎設施元素。
但是,通常情況下,您可以通過它們影響您的設備的方式發現它們存在的早期跡象。您越早懷疑并尋找鋅晶須,它們造成的損害就越小。
第一個跡象是跨越各種供應商和機器的高故障率。如果特定設備持續短路,則可能是接線問題或與供應商有關的問題。但是,如果短缺和電氣問題似乎隨機影響設備,則可能是氣流中的鋅絲。
其次,嘗試觀察短缺實例的時間。隨機模式可能仍然意味著鋅晶須是可能的。但是,如果您在進行任何地板或電纜維護工作、施工、重新布置重型設備或移動地磚后,由于任何原因出現更多短缺或其他問題,則很有可能是鋅晶須的故障。
鋅絲進入氣流后最常見的一些問題包括間歇性短路、電壓變化和信號干擾。一旦敏感的微電路被污染,鋅晶須的存在會導致整個設備故障和系統重置。
這些問題可能會給您的數據中心帶來災難,并可能導致停機、昂貴的維修或數據丟失。如果您發現任何這些問題,特別是如果它們成群出現或在移動設備和地磚后不久發生,則必須檢查問題的根源。如果您空手而歸,則可以將鋅晶須視為潛在嫌疑人。
如何解決鋅晶須問題
一旦您懷疑鋅晶須是導致電氣故障的原因,您必須確認它們的存在并盡快計劃去除它們。如果您想確保您的設備和數據保持安全,那么讓它們進一步增長不是一種選擇。為了為您的中心提供最好的保護,您需要快速提出解決方案。
診斷確認
在為您的問題提供最佳解決方案之前,您需要確認是否應該歸咎于鋅晶須,如果是,那么它們來自哪里。從目視檢查開始,必要時移至掃描電子顯微鏡 (SEM)。
1. 目視檢查
首先,您可以對地板進行目視檢查。雖然細絲很難看到,但如果您知道要尋找什么以及在哪里尋找,您就可以識別它們。這仍然是一個挑戰,并且該方法不能保證您能夠檢測到它們的存在。
請務必從地板的不同區域采集多個樣本。您可能會撿起一兩個沒有可見胡須的瓷磚,但這并不意味著它們不在其他地方。它們也可以出現在您的地板基礎設施的元素上。
您還可以從您的設備中查看受影響的電路板。您可能會看到一根小的鋅絲,但也有可能由于短路而蒸發。如果沒有晶須存在,則不排除它們是潛在原因。
請記住,當您移動瓷磚并檢查地板時,您可能會折斷許多這些細絲。如果您懷疑瓷磚下面有鋅晶須,則必須盡可能小心地移動瓷磚。盡量在遠離敏感設備的地方進行調查。當您拉起瓷磚時,輕輕緩慢地將它們移開,將它們移動到安全區域并將它們放在邊緣,然后將它們平放在地面上,頂部朝下。
最好選擇可能很長時間沒有移動的瓷磚。那些看到頻繁移動的人可能沒有多少鋅晶須可供觀察,因為運動會使它們自由。
一旦你翻轉了瓷磚,尋找一種暗淡、均勻的顏色、一種看起來略帶光澤的灰色或一種 類似于灰塵的紋理。當您移動或傾斜它時,您可能會在表面上看到反射性閃光或輕微閃爍,這通常表明存在這些晶體。
將瓷磚向一側傾斜,使用放大鏡仔細觀察 1 到 10 毫米長的細絲,像小毛發一樣豎立。您也可以用平行于表面的光或激光筆照射,因為這將幫助您更好地看到它們。如果您觀察到任何這種情況,鋅晶須很可能是您的電氣問題的根源。
2. 掃描電子顯微鏡 (SEM)
為了更好、更仔細地查看瓷磚,最好使用 SEM。SEM 將幫助您積極地識別微小晶須的存在,因為您可能無法僅用肉眼來識別。這是可用的鋅晶須測試的最佳方法之一。
要進行更仔細的檢查,首先,您需要訪問 SEM。然后像目視檢查一樣開始 - 小心輕柔地拉起參考瓷磚。一定要把它從敏感設備上拿走,小心不要刷或以其他方式干擾瓷磚的底面。此外,請選擇最近未移動的瓷磚,因為它仍然有可觀察到的細絲的可能性更高。
選擇并移除瓷磚后,小心地切掉一部分鍍層,盡可能少地干擾表面。然后,使用雙面導電膠帶或其他合適的固定劑將切片安裝到顯微鏡載物臺上。然后,您可以將樣品放在電子顯微鏡下仔細觀察表面。
如果您從自上而下的照明的垂直角度看,可能仍然很難看到燈絲。但是,如果您以更垂直的角度傾斜樣品并發出平行于表面的光,則鋅晶須應該更容易辨認。
去除鋅晶須
值得慶幸的是,一旦您確定了鋅晶須的存在,它們就不會太難擺脫。這可能需要時間,您可能需要與專家合作,但您應該能夠繼續運行您的數據中心而不會中斷。這是一個通常易于管理的過程,但您需要在發現鋅晶須后立即啟動它。等待可能導致更多的中斷和損壞。
不幸的是,沒有任何清潔或涂層瓷磚的方法可以去除鋅晶須。清潔帶來了幾個問題——其中之一,它可能會將更多的晶須重新引入您的氣流中。其次,由于它們是如此微小,因此無法確定您是否已將它們全部刪除。第三,它不會阻止它們隨著時間的推移而重新生長。充其量,所有清潔工作只是暫時延遲問題。
涂層不能提供更多的保護。只要鋅電鍍層仍在下方,晶須就會繼續從分子應力中生長。在某些情況下,晶須的生長會導致涂層在某些地方碎裂,從而為您的氣流添加二次污染物。
保證你擺脫這一切的唯一方法是去除晶須的來源。無論它們是在您的地磚底部還是其他鍍鋅結構元件的底部生長,都必須用沒有鍍鋅表面的更新替代品替換它們。幸運的是,在地板較舊的數據中心普遍存在晶須后,大多數公司都無法使用這種瓷磚。
更換過程需要大量的小心和謹慎,因為鋅晶須會在整個過程中繼續脫落并進入您的氣流。在開始移動任何東西之前,最好重新引導、減少和控制氣流,以幫助防止任何斷裂的胡須進入您的敏感設備。
創建防護措施后,您必須小心地去除任何帶有鋅電鍍的瓷磚或結構元件。將每個部件單獨裝袋,以防止破損并盡量減少進入中心空氣的顆粒數量。如果您與安裝公司合作,他們將提供專業幫助。解構期間現場工作人員應佩戴高效微??諝?(HEPA) 口罩,以防止吸入任何鋅顆粒。
在所有鍍鋅元件都離開您的中心后,使用 HEPA 真空吸塵器清理空氣室并清除冷卻系統中的任何松散顆粒。當整個區域清潔并去除鍍鋅層后,您就可以 開始安裝新地板了。必須盡可能更換以防止將來發生。
即使您提供了最大的照顧,一些晶須也可能會脫落并漂浮在您的數據中心中。為了防止它們事后進入您的設備和 IT 負載,您可以在整個數據中心安裝 HEPA 過濾器,因為它們可以捕獲和吸收最小的鋅顆粒。
如何預防鋅晶須?
防止鋅晶須影響您的數據中心的最佳方法是首先確保它們不會生長。細絲只能在表面電鍍鋅的金屬上生長,因為電鍍過程會產生壓力,導致鋅膨脹和晶須生長。
當您重新安裝新地板時,請務必選擇沒有相同電鍍的瓷磚,因為這將繼續電氣問題的循環。但是您要確保它們仍然具有適當的防腐蝕保護,因為生銹也是數據中心的危險污染物。
一些主導產品具有熱浸鍍鋅鋅涂層。它仍然在金屬表面提供了一層鋅,但在施加時沒有引起膨脹的相同的電鍍應力。這樣,您可以在沒有晶須的情況下獲得相同水平的防銹效果。
也有許多產品使用粉末涂料進行防銹。它通常不如熱浸鍍鋅有效,但它更便宜,并且在不需要大量防銹的情況下提供出色的保護。該涂層提供了比油漆更好的均勻覆蓋表面。
大多數計算機房和數據中心地磚現在都是用鋁或鋼生產的,因此必須找到表面具有耐腐蝕表面的產品。但是有很多選擇可以用電鍍鋅代替舊版本。只要您擺脫了鍍鋅金屬的數據中心,您應該不會遇到涉及鋅晶須的問題。