تسربات لحام المانيفولد الدقيقة في مركز بيانات

أين يتموضع المانيفولد

أجمعت أحمال عمل الذكاء الاصطناعي على نقل التبريد السائل من خيار إلى متطلبات أساسية، نظراً لتوقف الهواء عن القدرة على طرد الحرارة من الرفوف الكثيفة. يُعد المانيفولد المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ الجهاز الدوري لهذا الترتيب؛ فهو يأخذ سائل التبريد من المحطة ويوزعه - بمعدل التدفق المناسب والضغط المناسب - على كل مكون يحتاج إليه.

يشغل هذا العميل مراكز بيانات في دبي ويقوم بنشر مجموعات حوسبة ذكاء اصطناعي كبيرة. لم تكن مشكلتهم في تصميم التبريد، بل في ما يمكنهم شراؤه لبنائه.

من أين تأتي تسربات لحام المانيفولد الدقيقة

يتكون مانيفولد التبريد السائل من عشرات إلى مئات اللحامات، وكل لحام يمثل موضعاً محتملاً لبدء التسرب. الأنابيب المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ذات الجدران الرقيقة لا ترحم في هذا الشأن. فإذا أبقيت القوس الكهربائي لفترة أطول قليلاً، فإنك تحدث احتراقاً نافذاً. وإذا عملت بدون ضخ غاز خامل (purge) مناسب، يتأكسد داخل الوصلة ويسود. كما أن العمل اليدوي يتباين من وصلة إلى أخرى، بغض النظر عمن يحمل شعلة اللحام.

أظهرت ما تلقاه العميل كل ذلك: احتراق نافذ، جدران داخلية مسودة، خبث متراكم داخل خط الأنابيب ليتحرك لاحقاً في سائل التبريد، مسامية، ولحامات لم تخترق الوصلة بالكامل أبداً.

الجزء الخطير هو أن القليل جداً من ذلك يسرب في يوم التركيب؛ فهو يجتاز اختبار الضغط ويتم شحنه. ثم تأتي الدورات الحرارية وتقلبات الضغط لتجهد العيب يوماً بعد يوم، إلى أن يتحول العيب المجهري إلى تسرب. وما يتبع ذلك هو فقدان بطيء لسائل التبريد، بحيث يتدهور تبديد الحرارة بصمت قبل أن يتم تنبيه أي شخص. بعد ذلك يصل سائل التبريد إلى المكونات الإلكترونية، وهو ما لا يُعد تذكرة صيانة في غرفة مليئة بوحدات معالجة الرسوميات (GPUs).

لذلك لم تكن المواصفات طلباً لمانيفولد مقاوم للتسرب عند التسليم فحسب، بل مانيفولد يظل مقاوماً للتسرب في العام الثالث.

ما قمنا بتوريده

لحامات لا تتغير، واختبار يكشف ما عجز مقياس الضغط عن رؤيته.

تُنفذ الوصلات باستخدام لحام TIG المداري الآلي بالكامل ولحام الليزر الدقيق. ينفذ الرأس المداري نفس المعايير طوال محيط الأنبوب بالكامل، بحيث يكون اللحام في نهاية المحيط مطابظاً للحام في بدايته. ومع التحكم في تدفق غاز الخامل، يخرج السطح الداخلي سلساً ولامعاً بدلاً من أن يكون قشورياً. وبذلك يتم تفادي حدوث الاحتراق النافذ والمسامية ونقص الاختراق من الأساس بدلاً من مجرد اكتشافها بالفحص.

علاوة على ذلك، تتم كتابة العملية واعتمادها بدقة وتشمل: المادة الأساسية، مادة الملء، غاز الحماية، غاز الخامل، والمعايير. فالارتجال هو ما أدى إلى عدم تناسق المانيفولدات السابقة للعميل، وهو أول ما تزيله العملية الموحدة.

بعد ذلك، يتم اختبار كل مانيفولد لكشف التسرب بمطياف كتلة الهيليوم قبل شحنه. يحدد الهيليوم معدلات تسرب بأوامر حجم تفوق بكثير أي شيء يمكن لاختبار اضمحلال الضغط رؤيته. فهو يكتشف العيوب التي كانت ستتحول إلى تسرب العام المقبل، بينما لا تزال عيوباً مجهرية بحتة. يتم فحص الأنبوب من حيث سمك الجدار قبل لحام أي جزء منه، وتخضع التجميعة النهائية لـ اختبار الضغط جنباً إلى جنب مع فحص الهيليوم.

ما الذي تغير

عملت المانيفولدات الموردة بشكل مستمر دون أي تسرب أو أي شذوذ في الضغط، وتوقفت أعطال التوقف غير المخطط لها التي عانى منها العميل بسبب التسربات.

منذ ذلك الحين، تم توريد نفس التصميم إلى مشغل في أمريكا الشمالية. وهذه هي النتيجة الأكثر فائدة بين النتيجتين: فالنتيجة تحققت بفضل العملية الهندسية نفسها وليس مجرد دفعة جيدة.

لماذا قصدونا بهذه الطلبية

كل ما سبق يعتمد على التحكم في المصدر، وهذا هو المكان الذي توجّه إليه الجهود. يصل الفولاذ المقاوم للصدأ مصحوباً بتقرير فحص يغطي التركيب الكيميائي والخواص الميكانيكية وحالة السطح، ويتم التحقق منه بدلاً من أخذه على محمل الثقة.

القدرة الكامنة وراء ذلك هي قدرة داخلية، وتمتد طوال مراحل العمل: اختيار المواد، تطوير عمليات اللحام، التحكم في الأكسجين داخل الأنبوب أثناء اللحام، ومطياف كتلة الهيليوم في النهاية. السطح الداخلي الذي نستهدفه يكون شديد اللمعان كالمرايا، وغير متأكسد، وخالياً من الخبث. وهذا ليس للمظهر فحسب؛ فالبطانة الداخلية المتأكسدة والتي تحتوي على الخبث تُعد مصدراً للتلوث لسائل التبريد والنقطة التي تبدأ منها التآكل.

العديد من التسرب الصفرى هو أمر صعب الوعد به. وما يجعل الوعد به ممكناً هو أن أحداً هنا لا يعتمد مانيفولد بناءً على مجرد اجتيازه لفحص اليوم.