Sun SPARC M3000 服務(wù)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(wù)器均采用日本富士通公司生產(chǎn)的Sun SPARC Enterprise M3000 服務(wù)器（以下簡稱M3000）。每個車站配置2 臺，每臺配置2 個風(fēng)扇和1 塊風(fēng)扇控制板，如圖1 所示。

圖1 M3000 服務(wù)器

1 積塵現(xiàn)象

由于24 h 不間斷運行，服務(wù)器內(nèi)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(dǎo)致灰塵容易粘附在風(fēng)扇葉片和控制板上（圖2），年度故障率約為38%，風(fēng)扇和控制板備件更換價值約為57 000 元/年。

圖2 服務(wù)器內(nèi)部積塵

由于M3000 服務(wù)器已處于停產(chǎn)階段，相關(guān)配件均為拆機件或維修件，對設(shè)備維護和備件采購造成了一定的影響，因此降低風(fēng)扇和風(fēng)扇底板故障率成為綜合監(jiān)控專業(yè)迫切需要研究解決的問題。本文通過對M3000 服務(wù)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行分析，有針對性的將防塵方法和現(xiàn)場情況相結(jié)合，對服務(wù)器防塵效果進行了試驗。

2 防塵原理

2.1 灰塵對電子設(shè)備的危害

灰塵對電子設(shè)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(zhì)，很容易與風(fēng)扇軸承中的機油混合，阻礙軸承轉(zhuǎn)動。長期下去會形成越來越大的摩擦力，影響風(fēng)扇的散熱效率。

（2）接觸不良問題。灰塵會使電子設(shè)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(jīng)過這條通路，便會瞬間產(chǎn)生短路。

2.2 常見的防塵方法

灰塵對電子設(shè)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(fēng)口過濾網(wǎng)，過濾顆粒較大的灰塵。

（2）遮罩法：對需要防護的區(qū)域定制防塵罩進行新風(fēng)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(shè)備內(nèi)部和外部的灰塵。

（4）蒸發(fā)法：采用除濕機降低機房濕度或?qū)Ｓ脟妱Ψ?wù)器內(nèi)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(chǎn)生。

（5）其他方法：根據(jù)現(xiàn)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(wù)器外殼表面、進風(fēng)道和風(fēng)扇上加裝濾網(wǎng)，濾網(wǎng)材料主要為PVC 防塵網(wǎng)，長度80 mm（風(fēng)扇）/380 mm（外殼、進風(fēng)道），厚度0.45 mm，孔徑1 mm。測試結(jié)果見表1。

表1 增加過濾網(wǎng)試驗數(shù)據(jù)

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

3.2 遮罩法

由于風(fēng)扇控制板是非標件，且受到風(fēng)扇外殼的影響，對整塊風(fēng)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(qū)域增加亞克力材質(zhì)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(fēng)扇控制板上，同時防塵罩預(yù)留3～5 mm 高度作為風(fēng)扇控制板散熱空間，如圖3 所示。

圖3 增加防塵罩

經(jīng)測試，防塵罩未發(fā)生晃動、飛起等現(xiàn)象，也未影響風(fēng)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(fā)生散落。

3.3 吸塵法

專業(yè)管轄的M3000 服務(wù)器數(shù)量為90 臺，由于只能在夜間進行停機吸塵作業(yè)，原計劃每個月保養(yǎng)7～8 臺。根據(jù)故障統(tǒng)計，每年的5～10 月為故障高發(fā)期，因此建議將每月平均保養(yǎng)改為空調(diào)季前集中保養(yǎng)。

3.4 蒸發(fā)法

3.4.1 使用除濕機

在空調(diào)季節(jié)房間濕度可達70%～95%，嘗試使用除濕機，但由于導(dǎo)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(yè)，無法適應(yīng)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(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)，服務(wù)器運行時風(fēng)扇外框上的百葉片根據(jù)風(fēng)量大小擺動，積聚在百葉片上的灰塵隨之掉落在風(fēng)扇控制板上。故本次試驗通過拆除百葉片，對風(fēng)扇控制板積塵情況跟蹤3 個月。拆除葉片后，風(fēng)道通暢，風(fēng)扇控制板再未發(fā)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(jié)果分析

試驗結(jié)果分析如表2 所示。

表2 試驗結(jié)果分析

5 結(jié)語

本文以蘇州軌道交通1、2 號線現(xiàn)場設(shè)備為背景，簡單闡述了Sun M3000 服務(wù)器的基本結(jié)構(gòu)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(wù)器內(nèi)部散熱結(jié)構(gòu)較為精密，不建議改變其原有結(jié)構(gòu)。針對風(fēng)扇和控制板積塵的現(xiàn)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(yǎng)計劃，每年3～5 月固定進行一次服務(wù)器深度保養(yǎng)作業(yè)，并利用日常風(fēng)扇控制板故障更換的機會，及時對服務(wù)器進行拆機保養(yǎng)。

（3）在風(fēng)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。