Среды с высокой степенью коррозионной активности: решения по защите от коррозии для охлаждающих вентиляторов

На солнечных электростанциях, прибрежных телекоммуникационных базовых станциях, химических заводах или предприятиях пищевой промышленности условия эксплуатации охлаждающих вентиляторов гораздо суровее, чем в обычных серверных помещениях. Постоянное воздействие солевого тумана, сернистых газов, масляных остатков и воздуха с высокой влажностью приводит к тому, что зачастую основной удар принимают на себя не лопасти вентилятора, а хрупкая печатная плата внутри него. Если обмотки двигателя или управляющая схема подвергнутся коррозии и произойдет короткое замыкание, в результате чего вентилятор остановится, тепло, выделяемое последующим оборудованием, не сможет никуда рассеяться. Основной принцип защиты от коррозии ясен:загерметизировать компоненты, подверженные коррозии, и заменить незащищенные детали на коррозионно-стойкие материалы.

В настоящее время в отрасли широко признано, что герметизация является наиболее эффективным решением. Герметизация заключается в непосредственном заливании эпоксидной смолы на обмотки вентилятора и печатную плату; после отвердевания она образует плотный физический барьер, полностью изолирующий от соли, влаги и коррозионных газов. Этот процесс не сводится к простому нанесению слоя, а осуществляется по уровням в соответствии с требованиями к защите. Возьмём в качестве примера систему классификации компании Meibaya Sanmei: изоляционное покрытие самого низкого класса обеспечивает лишь базовую защиту от капель воды и пыли; в то время как полное заливание самого высокого класса предполагает прессование приводной схемы, статора и обмоток в эпоксидном корпусе, что позволяет достичь степени защиты IP68 или даже IP69K. Это позволяет устройству выдерживать погружение в соленую воду, коррозию под воздействием серных газов и даже промывку под высоким давлением и при высоких температурах. Для такого оборудования, как бытовые фотоэлектрические инверторы, которые круглый год подвергаются воздействию погодных условий, использование процесса третьего уровня «Encapsulation II» — при котором статор и печатные платы помещаются в кольцевой корпус перед заполнением его смолой — доказало свою способность значительно снижать коррозию печатных плат и прошло испытания и сертификацию TÜV.

Выбор материалов и способов обработки поверхности корпуса и лопастей вентилятора представляет собой первую линию защиты. В морском климате или в зонах химической промышленности лопасти вентиляторов из обычного пластика подвержены ускоренному старению и растрескиванию; алюминиевый сплав или нержавеющая сталь являются более надежными материалами. Однако сам металл все равно требует обработки: анодирование может повысить твердость поверхности и коррозионную стойкость алюминия, в то время как в условиях с более строгими требованиями могут применяться процессы вакуумного напыления для нанесения износостойких и коррозионно-стойких покрытий, таких как нитрид хрома, что позволяет сбалансировать теплоотвод и защиту. Что касается крепежных элементов, фиксирующих каркас вентилятора, детали здесь не менее важны: в промышленных спецификациях с высоким уровнем коррозии прямо предписывается, чтобы крепеж изготавливался из нержавеющей стали марки 316, в то время как электрооцинкованные детали категорически исключаются, поскольку при повреждении покрытия ржавчина незаметно распространится через щели.

Наконец, важно признать следующий факт: ни один метод обработки не обеспечивает постоянной защиты. Процессы герметизации могут незначительно ухудшить теплоотводные характеристики печатной платы, а на покрытиях после длительных термоциклов могут появляться микротрещины; даже самые надежные уплотнения не выдерживают ударных повреждений при монтаже. Поэтому в условиях крайне агрессивной коррозионной среды гораздо практичнее проектировать вентиляторы в виде сменных модулей, чем стремиться к «постоянной защите от коррозии». Ориентация при выборе на классы защиты IP и продолжительность испытаний в солевом тумане, а также осторожность при монтаже, чтобы не повредить покрытие или уплотнительные поверхности, — это самый надёжный способ обеспечить, чтобы охлаждающие вентиляторы прослужили весь расчётный срок службы в условиях высокой коррозионной активности.