Sun SPARC M3000 服務器防塵措施研究

田 斌

（蘇州市軌道交通集團有限公司運營一分公司，江蘇蘇州 201568）

0 引言

蘇州市軌道交通2 號線車站級服務器均采用日本富士通公司生產的Sun SPARC Enterprise M3000 服務器（以下簡稱M3000）。每個車站配置2 臺，每臺配置2 個風扇和1 塊風扇控制板，如圖1 所示。

圖1 M3000 服務器

1 積塵現象

由于24 h 不間斷運行，服務器內部積聚了大量的灰塵。在冷水機組開啟時（每年5～10 月），濕度大幅增加導致灰塵容易粘附在風扇葉片和控制板上（圖2），年度故障率約為38%，風扇和控制板備件更換價值約為57 000 元/年。

圖2 服務器內部積塵

由于M3000 服務器已處于停產階段，相關配件均為拆機件或維修件，對設備維護和備件采購造成了一定的影響，因此降低風扇和風扇底板故障率成為綜合監控專業迫切需要研究解決的問題。本文通過對M3000 服務器內部結構進行分析，有針對性的將防塵方法和現場情況相結合，對服務器防塵效果進行了試驗。

2 防塵原理

2.1 灰塵對電子設備的危害

灰塵對電子設備的危害大致可以分為3 個方面：散熱問題，接觸不良問題以及短路問題。

（1）散熱問題。灰塵中有大量的雜質，很容易與風扇軸承中的機油混合，阻礙軸承轉動。長期下去會形成越來越大的摩擦力，影響風扇的散熱效率。

（2）接觸不良問題。灰塵會使電子設備的絕緣性降低，引起插接件觸點接觸不良。

（3）短路問題。積累到一定程度的灰塵會形成一條通路，而且這條通路的電阻非常小，如果電流經過這條通路，便會瞬間產生短路。

2.2 常見的防塵方法

灰塵對電子設備的危害分為3 個方面，分別為散熱、接觸不良以及短路問題。常見的防塵方法主要有以下5 種：

（1）過濾法：定期更換通風口過濾網，過濾顆粒較大的灰塵。

（2）遮罩法：對需要防護的區域定制防塵罩進行新風補償，達到降低灰塵的效果。

（3）吸塵法：采用專用的吸塵器，清理設備內部和外部的灰塵。

（4）蒸發法：采用除濕機降低機房濕度或專用噴劑對服務器內部電路板進行清洗，從而達到控制灰塵的效果，并阻止氧化物腐蝕侵入，防止靜電的產生。

（5）其他方法：根據現場情況因地制宜地進行改造。

3 防塵措施試驗

3.1 過濾法

分別在服務器外殼表面、進風道和風扇上加裝濾網，濾網材料主要為PVC 防塵網，長度80 mm（風扇）/380 mm（外殼、進風道），厚度0.45 mm，孔徑1 mm。測試結果見表1。

表1 增加過濾網試驗數據

測試記錄顯示，增加過濾網后并不影響整體進風量和進風溫度，風扇仍維持較低的轉速，但芯片溫度有所上升。每加一層過濾網，MUB（主板芯片）溫度約上升2.5 ℃，主要因為進風量變小后無法推動百葉片揚起，導致進風量變小，繼而影響散熱片散熱。

3.2 遮罩法

由于風扇控制板是非標件，且受到風扇外殼的影響，對整塊風扇控制板進行遮罩，較為困難且成本較高。故本次試驗采取了在重要電路區域增加亞克力材質防塵罩（長72 mm×寬42 mm×高7 mm，厚3 mm）的方法，防止灰塵掉落在風扇控制板上，同時防塵罩預留3～5 mm 高度作為風扇控制板散熱空間，如圖3 所示。

圖3 增加防塵罩

經測試，防塵罩未發生晃動、飛起等現象，也未影響風扇底板正常散熱。缺陷在于灰塵積累在防塵罩上方，清理時容易發生散落。

3.3 吸塵法

專業管轄的M3000 服務器數量為90 臺，由于只能在夜間進行停機吸塵作業，原計劃每個月保養7～8 臺。根據故障統計，每年的5～10 月為故障高發期，因此建議將每月平均保養改為空調季前集中保養。

3.4 蒸發法

3.4.1 使用除濕機

在空調季節房間濕度可達70%～95%，嘗試使用除濕機，但由于導水槽較小，水位達到上限時即停止工作，每天均需安排2 次人工倒水作業，無法適應24 h 自動運行。

3.4.2 使用專用噴劑

精密電氣清潔劑和三防保護噴劑可有效清除粘附在電子元件引腳上的牢固灰塵，并在元件上形成保護層，可有效降低灰塵粘附率。

3.5 其他方法

經過觀察發現，服務器運行時風扇外框上的百葉片根據風量大小擺動，積聚在百葉片上的灰塵隨之掉落在風扇控制板上。故本次試驗通過拆除百葉片，對風扇控制板積塵情況跟蹤3 個月。拆除葉片后，風道通暢，風扇控制板再未發生積塵，但此方法的缺陷在于大顆粒灰塵無法得到有效過濾，容易粘附在后方散熱片上。

4 試驗結果分析

試驗結果分析如表2 所示。

表2 試驗結果分析

5 結語

本文以蘇州軌道交通1、2 號線現場設備為背景，簡單闡述了Sun M3000 服務器的基本結構和積塵原因，并對防塵原理、措施進行闡述和試驗。

通過本次研究可知，服務器內部散熱結構較為精密，不建議改變其原有結構。針對風扇和控制板積塵的現象，建議通過以下3 種方式降低故障率。

（1）備件使用前事先噴涂一層專用噴劑，降低積灰率。

（2）改變保養計劃，每年3～5 月固定進行一次服務器深度保養作業，并利用日常風扇控制板故障更換的機會，及時對服務器進行拆機保養。

（3）在風扇控制板上方增加定制的防塵罩，降低灰塵落在電子元件上的概率。