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我们生活在一个口是心非的时代——我们生活的一部分在我们所认为的物质世界中以一种习惯性的方式发展,但我们发现另一部分在某些情况下消耗了更多的时间,许多人在这一部分上投入的时间比物质世界更多。我们的许多活动、记忆和想法都存储在一个叫做云的空灵空间里,但云是什么呢?它在哪里?它在全球层面上有什么影响?


云是一种计算机数据存储模型,其中数字信息保存在逻辑池中,这意味着可以随时使用的资源的集合。物理存储跨越多个服务器,物理环境通常由托管公司拥有和管理。(服务器是为其他程序或设备提供功能的计算机硬件或软件。)

任何个人或公司都可以直接或间接地从托管公司购买或租赁存储容量。实际市场规模将从55亿美元增长到未来5年的200亿美元,客户组合广泛,其中包括医疗保健、零售、制造业、IT和金融行业。

图1:存储在数据中心的数据量不断增加

减少IT系统停机时间的需求,加上缺乏可扩展的IT基础设施,导致了数据中心(DC)服务市场的大幅增长。与一些初级行业类似,数据中心停机的成本很高,同时也会造成业务损失。由于业务中断和收入损失,数据中心故障代价高昂,而且可能是灾难性的。这种情况的最好例子发生在2018年6月,当时由于交换机故障导致Visa数据中心停机,导致520万笔交易丢失,由此带来的经济利益损失。

托管公司的主要目标之一是保持数据的可用性和可访问性,并保持设施的运行。像任何其他行业一样,直流电依赖于电能的供应来维持和赋予其业务生命。主电源来自公共网络,但每个中心都需要一些备用设备来产生电能,以防主电源丢失。由于其对业务的重要性,这种备用设备必须不断地保存和维护。

在任何工业应用中,流体是任何设备的固有组成部分。虽然数据中心运营商的目标是使数据中心尽快恢复运行,但流体状态监控可确保备份系统在需要时可用。分析工业流体以确定它们是否处于适当的工作条件下,将使生产过程保持正常进程。在这种情况下,最常见的液体是柴油、防冻剂和发电机润滑油;涡轮油(如果能源是内部生产的,储存并用作新燃料);冷冻油及制冷剂;冷却水和冷却剂;变压器电介质。

数据中心架构

今天的智能系统已经在企业管理领域占据了高度相关的位置。许多数据中心都有智能系统,可以帮助降低能源消耗并保持电力使用效率(PUE)。这种类型的软件允许运营商监视、测量和控制最重要的数据中心参数,不仅涵盖IT设备,还支持关键的基础设施元素,如冷却和电力系统。它可以帮助数据中心主管实现最大的能源效率,并避免导致停机的设备故障。

流体状态监测包括一系列完整的测试,以获取备用系统中的油、燃料和冷却剂的状态。状态监测有助于确保关键任务系统持续可用。虽然在分析直流流体时,质量控制问题是一个很好的理由,但最重要的问题之一是确定流体的失效模式并能够预测它。

正常运行时间研究所最近的一项研究计算了停机时间的成本。大约33%的事故使企业损失超过25万美元,15%的停机时间损失超过100万美元。因此,确保所有设备、液体和其他关键部件的物理安全和适当运行已成为基础设施和业务托管人的首要议程。

从维护可靠性的角度来看,众所周知的P-F曲线不仅适用于关键的机器和部件,也适用于工业流体。像任何其他工业元件一样,油、柴油或冷却液可能容易发生故障,因此,确定它们相遇的点是非常关键的。

图2:数据中心架构

对这一关键设备进行流体分析是了解直流设备及其流体状况的一种经济有效的方法。将流体状态监测作为直流电源和冷却系统预防性维护策略的一部分,可确保免受停机风险的影响。例如,测试发电机中储存的柴油燃料对于在外部断电情况下设施运行的可靠性至关重要。为了确定现场储存燃料的可用性,测试应符合美国国家消防协会的NFPA110和ASTM国际的ASTM D975。

工业流体分析现在比以往任何时候都更加重要

在任何工厂的可靠性链中,对油、润滑脂、冷却剂和其他物质的分析都具有很高的重要性,这并不是什么新鲜事。然而,在一些关键部门,如数据存储,工业流体分析发挥着至关重要的作用,不仅是质量控制或保证问题。

在过去的两年里,DC部门的增长发生了爆炸,这对维护类型产生了非常大的影响,并且已经从小空间运行到可以占据数千平方英尺的中心。和它们的前辈一样,它们只需要两件事就能运行:电源和控制温度。

图3:工业经理分析液体的主要原因

执行流体分析的原因在工业管理器和DC设施管理器之间有所不同。在工业经理中,原因很可能属于以下一类:质量原因;保修的原因;供应商免费提供(尽管这并不完全正确);以及维护目的。当DC论坛被问及他们的首要原因时,很简单,因为流体分析是他们日常功能的一部分。DC设施管理人员将润滑油视为资产,而不是消耗品。工业部门和直流部门之间的区别是什么,因此资产作为生产链的组成部分的概念包括工业流体?

从哪里开始流体分析

图4说明了流体分析应该开始的四个主要领域。在这些领域,流体分析可以最大限度地减少停机时间,避免潜在的损失。表1概述了可以进行的不同类型的分析。

图4:开始流体分析的区域

表1 -应用流体分析

简短的案例研究回顾

某数据中心的发电机组使用32cSt粘度的润滑油工作,这是该类型设备的常用润滑油。在没有任何警告的情况下,运行中的油的温度开始上升到比正常温度高5摄氏度,随之而来的是自动停机的风险。

所有警报和内部协议都已到位,以找到问题的根源,并能够在不希望发生的情况发生之前及时纠正它。经过三天的努力寻找问题的根源,随着温度达到极限,油的颜色越来越深,原始设备制造商建议将油样送到实验室。经过基本的分析,在不到四个小时的时间里,实验室就找到了问题的根源。由于与另一种液体交叉污染,消泡添加剂已耗尽。

消泡剂会受到热点、水、污染或其他不必要的交叉污染情况的影响。如果没有这种化合物的保护,油中保留的空气可能停留的时间比它应该停留的时间长。如果气泡通过较高的压力区域(例如,轴承轴颈,泵的排放侧,等等),它们将会猛烈地坍塌。仅这个问题就会在最初和后来对设备造成严重的可靠性问题。在该增压区,保留在油中的气泡的压缩导致绝热阶段。空气-油混合物的崩溃产生了不可避免的点火,在发生这种情况的空间周围产生了高温。

图5中的傅里叶变换红外光谱(FTIR)图显示了新油与现役油之间的差异,其中可以看到消泡添加剂的损失以及石油化学降解产生的副产物。

图5:FTIR图显示了新油和现役油之间的差异,以及抗泡沫添加剂损失导致的石油化学降解

这个过程被称为微柴油,最终会导致润滑剂的氧化降解。同时,油的工作温度升高,氧化势比增大,产生油的降解循环,直至失效。

以足够的频率进行充分的分析将使设施管理人员能够根据已确定的条件保持工业流体的状态,从而最大限度地减少任何不必要的损失。

直流流体分析必须与这些中心的临界程度相一致。从这个意义上说,流体状态监测的最关键任务之一是在流体的整个使用寿命期间提供连续性、监测和质量。

豪尔赫·阿拉

豪尔赫·阿拉是法国国际检验集团石油状况监测(OCM)的全球技术经理。他曾在发电、制造和风能行业担任可靠性工程师、实验室运营经理、项目经理、研究员和顾问等工作。Jorge对欧洲和美国的预测性维护市场有广泛的了解,并专注于通过油况监测、润滑最佳实践和数字化转型战略来提高工厂的可靠性。此前,Jorge曾担任Tekniker研发技术中心技术服务研究员副主任和状态监测和预测性维护顾问。www.oil-testing.com

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