機械的故障のリスク

液体冷却への移行は、主に冷却液の漏れと、それによって重大なハードウェア障害が発生する可能性を中心とした、重大な物理的および運用上のリスクをもたらします。

機械的故障は、不適切な装着や摩耗したOリングにより、クイックディスコネクト部で発生することがよくあります。さらに、高出力ポンプによる継続的な振動は、マニホールドや薄肉のコールドプレートに疲労亀裂を生じさせる可能性があります。

冷却剤劣化のリスク

物理的な摩耗に加え、冷却液の劣化も対処すべきリスクです。グリコールベースの冷却液は、サーバーハードウェアの腐食や損傷を防ぐために慎重な監視が必要です。

リアルタイムの流体監視は、後付け機能ではなく、冷却ループ設計に不可欠な要素として扱うべきです。

Open Compute Project(OCP)のガイドラインでは、実用的な基盤として、pH、導電率、25%プロピレングリコール(PG25)濃度、流量、温度、粒子の監視を挙げています。

監視の推奨事項

このため、pHセンサーと導電率センサーは、冷却液の健全性を監視する主要な手段として、Cooling Distribution Unit(CDU)内に一般的に設置されています。信頼性を向上させるため、重要な制御ポイントには冗長センサーの設置が推奨されます。

2025年9月、NVIDIAは、冷却液品質の監視に関する推奨事項を含むCDU要件を公開しました。これらの要件では、冷却液品質監視の主要な3つのパラメータとして、pH、導電率、濁度が挙げられています。

グリコール系冷却液には通常、主要成分として防食用の塩系腐食防止剤が配合されています。これらがなければ、冷却液は電気化学的腐食と呼ばれる過程によって冷却システムに深刻な損傷を与えます。冷却液中の腐食防止剤は、主に2つのメカニズムによって冷却システムを保護します。

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不動態化

金属表面に皮膜を形成し、酸素や水による酸化を防ぐ物理的な保護層として機能します。

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pH緩衝

アルカリ性緩衝剤は、グリコールが時間の経過とともに分解する際に自然に生成される有機酸を中和し、冷却液を安定した非腐食性の状態に保ちます。

グリコール系冷却剤に適したpHセンサーは?

InPro™ 4260i pHセンサーは、冷却液用途向けに設計されています。従来型のセラミックダイアフラムを使用するセンサーでは、部品から放出される微細な粒子によって小さな細孔が急速に詰まることがあります。ダイアフラムが汚染されると、望ましくない拡散電位が発生して測定値が歪み、測定の信頼性が低下します。

また、ダイアフラムを不要にする固体ポリマー電解質Xerolyt™を採用しています。代わりに、基準系は開放接合部を介して測定媒体と接続されます。接合部に付着した極めて微細な粒子は、プロセス中の液体の流れ、または定期的な洗浄によって洗い流すことができます。

グリコールベースの冷却液の導電率はどのように監視できますか?

内蔵の測定回路と温度センサーを備えたUniCond™ 導電率センサーは、正確な導電率および温度測定が求められるグリコールベースの冷却液システムに適しています。さらに、メトラー・トレドは、導電率測定向けに広く採用されている標準化された機械構成と、導電率測定用の温度補償アルゴリズムを組み合わせており、エチレングリコール用を含む最大10種類のプリセットアルゴリズムを提供しています。

2電極式および4電極式のUniCond導電率センサーはいずれも、冷却ループの設計要件や用途に応じて、グリコールベースの冷却液システムに適しています。

プロセス接続については、ねじ込み不良、漏れ、滴下、ねじシール材やPTFEテープによるシステム汚染のリスクに対応するため、ねじなしタイプの導電率センサーも用意されています。

そのような場合、Tri-Clamp接続の導電率センサーは有効な代替手段となります。測定性能を維持しながら、これらの懸念事項に対応できる、漏れに強く取り付けが容易なソリューションを提供します。

なぜ、冷却回路でデジタルセンサーを使用するのでしょうか?

言及されているpHセンサーと導電率センサーはいずれもデジタル式で、メトラー・トレドのインテリジェントセンサーマネジメント(ISM™)技術を搭載しています。ISMのPlug and Measure機能により、迅速でミスのない立ち上げと、より高い測定信頼性が実現します。

さらに、ISMは予知診断機能を備えており、定期保守を効率的に実施できます。これにより、保守計画を事前に立てることができ、予期しない測定ポイントのダウンタイムを回避できます。

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