Sun SPARC M3000 服务器防尘措施研究

田 斌

（苏州市轨道交通集团有限公司运营一分公司，江苏苏州 201568）

0 引言

苏州市轨道交通2 号线车站级服务器均采用日本富士通公司生产的Sun SPARC Enterprise M3000 服务器（以下简称M3000）。每个车站配置2 台，每台配置2 个风扇和1 块风扇控制板，如图1 所示。

图1 M3000 服务器

1 积尘现象

由于24 h 不间断运行，服务器内部积聚了大量的灰尘。在冷水机组开启时（每年5～10 月），湿度大幅增加导致灰尘容易粘附在风扇叶片和控制板上（图2），年度故障率约为38%，风扇和控制板备件更换价值约为57 000 元/年。

图2 服务器内部积尘

由于M3000 服务器已处于停产阶段，相关配件均为拆机件或维修件，对设备维护和备件采购造成了一定的影响，因此降低风扇和风扇底板故障率成为综合监控专业迫切需要研究解决的问题。本文通过对M3000 服务器内部结构进行分析，有针对性的将防尘方法和现场情况相结合，对服务器防尘效果进行了试验。

2 防尘原理

2.1 灰尘对电子设备的危害

灰尘对电子设备的危害大致可以分为3 个方面：散热问题，接触不良问题以及短路问题。

（1）散热问题。灰尘中有大量的杂质，很容易与风扇轴承中的机油混合，阻碍轴承转动。长期下去会形成越来越大的摩擦力，影响风扇的散热效率。

（2）接触不良问题。灰尘会使电子设备的绝缘性降低，引起插接件触点接触不良。

（3）短路问题。积累到一定程度的灰尘会形成一条通路，而且这条通路的电阻非常小，如果电流经过这条通路，便会瞬间产生短路。

2.2 常见的防尘方法

灰尘对电子设备的危害分为3 个方面，分别为散热、接触不良以及短路问题。常见的防尘方法主要有以下5 种：

（1）过滤法：定期更换通风口过滤网，过滤颗粒较大的灰尘。

（2）遮罩法：对需要防护的区域定制防尘罩进行新风补偿，达到降低灰尘的效果。

（3）吸尘法：采用专用的吸尘器，清理设备内部和外部的灰尘。

（4）蒸发法：采用除湿机降低机房湿度或专用喷剂对服务器内部电路板进行清洗，从而达到控制灰尘的效果，并阻止氧化物腐蚀侵入，防止静电的产生。

（5）其他方法：根据现场情况因地制宜地进行改造。

3 防尘措施试验

3.1 过滤法

分别在服务器外壳表面、进风道和风扇上加装滤网，滤网材料主要为PVC 防尘网，长度80 mm（风扇）/380 mm（外壳、进风道），厚度0.45 mm，孔径1 mm。测试结果见表1。

表1 增加过滤网试验数据

测试记录显示，增加过滤网后并不影响整体进风量和进风温度，风扇仍维持较低的转速，但芯片温度有所上升。每加一层过滤网，MUB（主板芯片）温度约上升2.5 ℃，主要因为进风量变小后无法推动百叶片扬起，导致进风量变小，继而影响散热片散热。

3.2 遮罩法

由于风扇控制板是非标件，且受到风扇外壳的影响，对整块风扇控制板进行遮罩，较为困难且成本较高。故本次试验采取了在重要电路区域增加亚克力材质防尘罩（长72 mm×宽42 mm×高7 mm，厚3 mm）的方法，防止灰尘掉落在风扇控制板上，同时防尘罩预留3～5 mm 高度作为风扇控制板散热空间，如图3 所示。

图3 增加防尘罩

经测试，防尘罩未发生晃动、飞起等现象，也未影响风扇底板正常散热。缺陷在于灰尘积累在防尘罩上方，清理时容易发生散落。

3.3 吸尘法

专业管辖的M3000 服务器数量为90 台，由于只能在夜间进行停机吸尘作业，原计划每个月保养7～8 台。根据故障统计，每年的5～10 月为故障高发期，因此建议将每月平均保养改为空调季前集中保养。

3.4 蒸发法

3.4.1 使用除湿机

在空调季节房间湿度可达70%～95%，尝试使用除湿机，但由于导水槽较小，水位达到上限时即停止工作，每天均需安排2 次人工倒水作业，无法适应24 h 自动运行。

3.4.2 使用专用喷剂

精密电气清洁剂和三防保护喷剂可有效清除粘附在电子元件引脚上的牢固灰尘，并在元件上形成保护层，可有效降低灰尘粘附率。

3.5 其他方法

经过观察发现，服务器运行时风扇外框上的百叶片根据风量大小摆动，积聚在百叶片上的灰尘随之掉落在风扇控制板上。故本次试验通过拆除百叶片，对风扇控制板积尘情况跟踪3 个月。拆除叶片后，风道通畅，风扇控制板再未发生积尘，但此方法的缺陷在于大颗粒灰尘无法得到有效过滤，容易粘附在后方散热片上。

4 试验结果分析

试验结果分析如表2 所示。

表2 试验结果分析

5 结语

本文以苏州轨道交通1、2 号线现场设备为背景，简单阐述了Sun M3000 服务器的基本结构和积尘原因，并对防尘原理、措施进行阐述和试验。

通过本次研究可知，服务器内部散热结构较为精密，不建议改变其原有结构。针对风扇和控制板积尘的现象，建议通过以下3 种方式降低故障率。

（1）备件使用前事先喷涂一层专用喷剂，降低积灰率。

（2）改变保养计划，每年3～5 月固定进行一次服务器深度保养作业，并利用日常风扇控制板故障更换的机会，及时对服务器进行拆机保养。

（3）在风扇控制板上方增加定制的防尘罩，降低灰尘落在电子元件上的概率。