以下為針對大型數(shù)據(jù)中心機房，基于 ANSI/ISA-71.04 標準 的 G2/G3/GX 分區(qū)防腐方案，內(nèi)容聚焦工程落地、分區(qū)策略與防護措施，適用于規(guī)劃設(shè)計、設(shè)備部署及運維管理。

大型數(shù)據(jù)中心機房：ANSI 適配的 G2/G3/GX 分區(qū)防腐方案

一、背景與必要性

盡管數(shù)據(jù)中心以“潔凈環(huán)境”著稱，但實際運行中，不同區(qū)域因地理位置、建筑結(jié)構(gòu)、新風來源、設(shè)備密度及外部污染源差異，可能面臨不同程度的氣態(tài)腐蝕風險。
依據(jù) ANSI/ISA-71.04-2013 標準，腐蝕性環(huán)境分為 G1（輕微）、G2（中等）、G3（嚴重）和 GX（極端）。在大型數(shù)據(jù)中心中，統(tǒng)一按 G1 設(shè)計存在隱患，需實施分區(qū)評估與差異化防護，以平衡可靠性與成本。

二、腐蝕風險分區(qū)原則

根據(jù)現(xiàn)場實測或風險建模，將數(shù)據(jù)中心劃分為三個典型防腐等級區(qū)域：

? 建議：新建項目應(yīng)在設(shè)計階段開展 30 天銅/銀片暴露測試；存量數(shù)據(jù)中心可結(jié)合歷史故障數(shù)據(jù)與在線腐蝕監(jiān)測進行分區(qū)。

三、分區(qū)防腐技術(shù)方案

1. 低風險區(qū)（LRA）——目標：維持 G1–G2

• 空氣處理：

• 新風系統(tǒng)配置 MERV 13+ 初效 + 活性炭化學過濾段；

• 控制相對濕度 40%–60% RH；

• 保持正壓（≥5 Pa），防止外部空氣滲入。

• 設(shè)備要求：

• 標準工業(yè)級服務(wù)器/交換機（默認滿足 G1）；

• 關(guān)鍵設(shè)備建議 PCB 涂覆基礎(chǔ)丙烯酸三防漆；

• 連接器避免裸銀觸點。

2. 中高風險區(qū)（MRA）——目標：確保 G2，防范 G3

• 空氣處理：

• 新風或回風加裝 深度化學過濾器（如 potassium permanganate 浸漬濾料 + 活性炭）；

• 對沿海站點，增加 鹽霧過濾模塊；

• 定期更換濾料（建議每 6–12 個月）。

• 設(shè)備選型：

• 強制要求設(shè)備通過 ANSI/ISA-71.04 G2 認證；

• PCB 采用 聚氨酯或 parylene 級三防涂層；

• PDU、配電單元使用 鍍金端子或無銀設(shè)計；

• 外殼密封等級 ≥ IP54。

• 冗余設(shè)計：

• 關(guān)鍵鏈路部署 N+1 冗余，降低單點故障影響。

3. 高風險區(qū)（HRA）——目標：抵御 G3，隔離 GX

• 環(huán)境控制：

• 禁止直接部署標準 IT 設(shè)備；

• 控制類設(shè)備（如 PLC、傳感器）必須安裝于 正壓通風儀表柜（Purge & Pressurization），內(nèi)部充潔凈干燥空氣；

• 柜內(nèi)配置 雙級過濾（HEPA + 化學濾芯）+ 濕度監(jiān)控。

• 設(shè)備要求：

• 僅允許使用明確標注 “Compliant with ISA-71.04 G3” 的工業(yè)設(shè)備；

• 優(yōu)先選用 全密封、無風扇、寬溫設(shè)計產(chǎn)品；

• 金屬部件采用 316L 不銹鋼或工程塑料。

• 極端情況（GX）：

• 采用 遠程 I/O 或光纖隔離，將電子設(shè)備移至低風險區(qū)；

• 現(xiàn)場僅保留無源機械/液壓裝置。

四、實施流程建議

1. 腐蝕環(huán)境評估

• 布點放置銅/銀測試片（按 ISA-71.04 附錄 A）；

• 或部署在線腐蝕監(jiān)測儀（如 Purafil、Kontrol）。

2. 繪制腐蝕風險地圖

• 基于測試結(jié)果，標注各區(qū)域 G 等級，形成“防腐分區(qū)圖”。

3. 制定設(shè)備準入清單

• 按分區(qū)明確設(shè)備防腐等級要求，納入采購技術(shù)規(guī)范。

4. 運維機制建立

• 定期更換化學過濾器；

• 每年開柜抽檢關(guān)鍵設(shè)備腐蝕狀況；

• 建立腐蝕相關(guān)故障臺賬，用于動態(tài)調(diào)整分區(qū)。

五、典型場景應(yīng)用示例

案例：沿海超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心（距海 2km）

• 核心機房：新風經(jīng)三級過濾（初效+中效+活性炭），維持 G1；

• 配電層：位于建筑底層，檢測到 Cl? 沉積速率接近 G3 閾值 → 升級為 G3 防護，PDU 改用鍍金端子；

• 室外冷卻水泵控制柜：直接暴露 → 安裝正壓柜，內(nèi)部設(shè)備滿足 G3，外部僅留氣動執(zhí)行機構(gòu)。

結(jié)果：三年內(nèi)因腐蝕導致的硬件故障下降 85%，MTBF 顯著提升。

六、結(jié)語

大型數(shù)據(jù)中心不應(yīng)“一刀切”對待腐蝕風險。通過 基于 ANSI/ISA-71.04 的科學分區(qū)，實施 “低區(qū)保穩(wěn)、中區(qū)加固、高區(qū)隔離” 的差異化防腐策略，可在保障業(yè)務(wù)高可用的同時，避免過度防護帶來的成本浪費。
防腐不是附加項，而是高可靠基礎(chǔ)設(shè)施的底層能力之一。