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OCP: 通用快速接头 (UQD) 标准化指南
Universal Quick Disconnect (UQD) couplings
内容为由 OCP 发布的 2.X.4 试行版本规范，旨在为用于电子设备液冷系统的通用快速接头（UQD）建立统一的标准。该规范的核心目的在于确保不同供应商生产的连接组件能够实现物理互换性与性能一致性，从而通过强化供应链的韧性来推动大规模液冷技术的普及。文中详细规定了手动连接、盲插及混合连接等多种配置下的精密尺寸参数、流量性能指标以及严苛的验证测试协议。此外，该标准不仅强调了硬件的向后兼容性，还明确要求供应商之间必须进行交叉验证测试，以体现 OCP 在效率、开放性和可持续性方面的核心理念。 ”
1. 引言
在现代液冷架构中，技术冷却系统 (TCS) 循环的完整性直接决定了数据中心的运行效率与可靠性。通用快速接头 (UQD) 规范 v2.X.4 不仅是硬件接口的集合，更是液冷生态系统向大规模部署演进的战略基石。通过对接口维度、性能基准和验证协议的严格统一，本规范旨在消除早期液冷部署中的供应商锁定（Vendor Lock-in）风险，降低技术门槛。
本规范深度落实了开放计算项目 (OCP) 的五大准则：
开放性 (Openness)：
提供透明的设计与测试准则，允许全球供应商在统一标准下进行互操作性开发。
效率 (Efficiency)：
整合了原有的 UQD（手动型）与 UQDB（盲插型）规范，简化了供应链管理并确保不同配置间的性能一致性。
影响力 (Impact) 与规模化 (Scale)：
标准化的接口极大增强了全球供应链的韧性，支持从单机架到超大规模数据中心的液冷基础设施扩展。
可持续性 (Sustainability)：
通过提升流体效率降低 PUE，并确保 v2 版本与 v1 的向后兼容性，减少现有设施升级中的资源浪费。
适用范围： 本规范明确界定于使用非燃性单相（水/乙二醇）冷却液的 IT 设备冷却循环。
2. 接头定义与配置体系分析
在液冷机架架构中，手动对接（Handmate）、盲插对接（Blindmate）及混合（Hybrid）配置分别对应不同的维护需求。手动型多用于 CDU 分配支路，盲插型则通过浮动机构支持服务器节点的滑入式维护。
2.1 术语标准化（表1）
术语
通用快速接头术语定义表
术语 定义
| UQD |
通用快速接头 - 手动型 (Handmate) |
| UQDB |
通用快速接头 - 盲插型 (Blindmate) |
| Hybrid (混合) |
使用 UQD 插头与 UQDB 插座进行盲插耦合的配置 |
| Plug (插头) |
具有外部配合几何结构的接头半部分（公头 / 内芯） |
| Socket (插座) |
具有内部配合几何结构的接头半部分（母头 / 本体） |
| Coupled (耦合) |
插头与插座完全啮合的状态 |
| Hard-stop (硬停止) |
接头副耦合至受机械接触限制的最终位置 |
定义
UQD
通用快速接头 - 手动型 (Handmate)
UQDB
通用快速接头 - 盲插型 (Blindmate)
Hybrid (混合)
使用 UQD 插头与 UQDB 插座进行盲插耦合的配置
Plug (插头)
具有外部配合几何结构的接头半部分（公头/内芯）
Socket (插座)
具有内部配合几何结构的接头半部分（母头/本体）
Coupled (耦合)
插头与插座完全啮合的状态
Hard-stop (硬停止)
接头副耦合至受机械接触限制的最终位置
2.2 规格与尺寸评估 (Sizing)
规范采用 Dash Size 表示标称尺寸，对应等效液压软管内径（1/16"增量）：-02 (1/8")、-04 (1/4")、-06 (3/8")、-08 (1/2")。 这些尺寸确保了从服务器内部微流道到机架主干管路的不同流量需求均有标准对应的接口方案。
2.3 连接状态与公差补偿
盲插应用（UQDB 和 Hybrid）必须包含合规机构（Compliance Mechanisms），以补偿径向偏移（Radial Offset）和过驱动（Overdrive）。
面板到面板连接长度：
UQDB:
-04 规格标称长度为 44.3mm；-08 为 51.4mm。
Hybrid:
-04 规格标称长度为 44.1mm；-08 为 51.6mm。 架构师应确保 approach angle（接近角）受控，以减轻密封件磨损。
3. 几何特征与机械接口标准
严格遵守尺寸要求是实现跨供应商互换性 (Interoperability) 的前提。
3.1 UQD (手动型) 尺寸规格
手动型插座的关键在于“保持区”（Keep-in Zone）定义。
表 2：UQD 插座关键尺寸 (mm)
| Dimension |
B |
C |
T |
U |
V |
FF |
KK |
MM |
NN |
PP |
QQ |
RR |
| Tolerance |
±0.025 |
±0.025 |
REF |
±0.1 |
±0.3 |
±0.1 |
MIN |
±0.15 |
±0.2 |
MIN |
±0.15 |
±0.15 |
| UQD02 |
6.71 |
3.63 |
4.81 |
11.2 |
7.11 |
23.62 |
15.5 |
18 |
15.2 |
5.3 |
17.5 |
17.5 |
| UQD04 |
11.15 |
7.14 |
5.2 |
16 |
8.9 |
28.5 |
19.5 |
22.9 |
20 |
6.7 |
22.3 |
22.3 |
| UQD06 |
14.38 |
9.47 |
4.95 |
19 |
9.35 |
31.75 |
24.5 |
26.1 |
25.2 |
8.3 |
27.5 |
27.5 |
| UQD08 |
17.56 |
10.75 |
4.76 |
22 |
10.36 |
35.56 |
26.5 |
29.9 |
27.5 |
9 |
29.8 |
33 |
| NOTE 1 |
Termination location - see Table 6 for details |
| NOTE 2 |
Sealing / Interoperability surface - machine to 32Ra MAX |
| NOTE 3 |
Hex feature for installation to be on this surface - see Table 6 for details |
| NOTE 4 |
Seal gland(s) located on this surface - QD supplier defined |
| NOTE 6 |
Dimension to theoretical sharp corner (TSC) |
| NOTE 7 |
Non-standard zone – QD manufacturing specific |
表 3：UQD 插头关键尺寸 (mm)
| Dimension |
H |
K |
L |
M |
X |
Y |
W |
SA |
HH |
JJ |
角度 |
| Tolerance |
±0.025 |
±0.3 |
±0.025 |
MIN |
MAX |
±0.1 |
±0.3 |
±0.15 |
#DIV/0! |
±0.10 |
±1.0° |
| UQD02 |
6.65 |
11 |
3.73 |
2.4 |
3 |
27 |
14.5 |
21.4 |
1 |
0.5 |
15° |
| UQD04 |
11.07 |
16.1 |
7.24 |
3 |
3.8 |
35.4 |
19.6 |
25.4 |
1 |
0.85 |
10° |
| UQD06 |
14.3 |
19.6 |
9.75 |
3.5 |
4.8 |
38.9 |
23.1 |
28.4 |
1 |
0.85 |
10° |
| UQD08 |
17.48 |
23.6 |
11.17 |
3.8 |
5.8 |
42.9 |
27.1 |
31.4 |
1 |
0.85 |
10° |
NOTE Description
| NOTE 1 |
Termination location - see Table 6 for details |
| NOTE 2 |
Sealing / Interoperability surface - machine to 32Ra MAX |
| NOTE 3 |
Hex feature for installation to be on this surface - see Table 6 for details |
| NOTE 5 |
QD supplier defined area, keep-in-zone bounded by dimension 'Y', 'K' and MIN angle |
| NOTE 7 |
Self-alignment (SA) shall be incorporated into plug assembly, dimension is a radial allowance |
3.2 UQDB (盲插型) 尺寸规格
UQDB 的核心是自对准 (SA) 能力。
表 4：UQDB 插座关键尺寸 (mm)
表 5：UQDB 插头关键尺寸 (mm)
3.3 末端连接 (Terminations) 详述
为了确保不同部署场景下的安装一致性，必须区分插头与插座的末端连接。
表 6：插头 (UQD/UQDB) / 插座 (UQDB) 末端规格
| Description |
2 |
4 |
6 |
8 |
| QD Size |
2 |
4 |
6 |
8 |
| Stud Size |
ORB-04 |
ORB-06 |
ORB-08 |
ORB-10 |
| Reference Thread |
7/16-20 UNF-2A |
9/16-18 UNF-2A |
3/4-16 UNF-2A |
7/8-14 UNF-2A |
| Recommended Hex - UQD |
14mm |
17mm |
22mm |
27mm |
| Recommended Hex - UQDB |
19mm |
24mm |
27mm |
30mm |
| Suggested Torque2 |
9 Nm |
15 Nm |
25 Nm |
30 Nm |
| |
|
|
|
|
| Description |
2 |
4 |
6 |
8 |
| QD Size |
2 |
4 |
6 |
8 |
| Stud Size |
ORB-06 |
ORB-08 |
ORB-10 |
ORB-12 |
| Reference Thread |
9/16-18 UNF-2A |
3/4-16 UNF-2A |
7/8-14 UNF-2A |
1-1/16-12 UNF-2A |
| Recommended Hex |
16mm |
20mm |
25mm |
27mm |
| Suggested Torque2 |
15 Nm |
25 Nm |
30 Nm |
48 Nm |
注：UQD 插座通常建议配置 Hosebarb（软管接头）：-02 (1/4"), -04 (3/8"), -06 (1/2"), -08 (5/8")。
4. 性能指标与验证协议的高阶评估
4.1 核心性能参数表
接头性能直接决定了 TCS 系统的泵送功耗。
注：最大流速建议限制在 5m/s 以下，以防止长期运行中的密封件损伤。
4.2 压降 (Pressure Drop) 建模
规范要求通过 Delta P(Q) = AQ^2 + BQ 进行压降建模。
强制约束：
A 和 B 系数必须在 L/min (流量 Q) 和 psi (压降 Delta P) 的单位框架下计算。
工程意义：
系数 A 反映流道引起的湍流阻力，系数 B 反映流体粘性阻力。精准的建模允许架构师通过二次多项式准确核算系统总能耗。
4.3 密封冲刷 (Seal Washout) 风险分析
在封闭回路测试中，接头必须在 2 倍额定流量下完成 20 次循环。此项测试旨在模拟服务器维护时的带压插拔。
关键风险：
在“非配合流动”（un-mated flow）场景（如填充或排空）下，极高的线速度会产生足以将密封圈带离槽位的剪切力。
5. 验证测试流程与跨供应商验证
5.1 测试矩阵逻辑
爆破压力：
必须承受 3 倍最小证明压力（约 20.68 bar），确保极端工况结构安全。
顺序测试 (Sequential Testing)：
热循环与机械循环必须按顺序执行，以评估材料在交变应力下的疲劳表现。
机械寿命：
5000 次循环的要求是为了冗余覆盖从工厂端大规模测试到终端数据中心维护的全生命周期。
5.2 跨供应商交叉验证 (Cross-Validation)
这是 OCP 社区协作的核心。供应商必须与至少 3 家 其他合格供应商进行交叉验证，涵盖：
流体损失、连接力、压降、密封冲刷。 这种协议打破了单一供应商的技术壁垒，确保数据中心架构师可以在不牺牲可靠性的前提下，实现插头与插座品牌的自由混配。
6. 材料科学、安全合规与质量管理
6.1 材料要求
所有润湿部件及受力点（插头外轴、导向锥面）必须使用 SUS303/304/316 不锈钢。
硬度匹配：
统一的材料要求防止了不同品牌配对时的非对称磨损，这是维持万次级操作密封性的基础。
6.2 安全标准映射
本规范与 IEC 62368-1 高度兼容，其静水压力测试（G15.2.1）和热循环（G15.2.5）要求已覆盖并超过了 LFC（流体填充组件）的安全认证基准。
6.3 质量检查清单 (Zones 1-7)
根据表面关键性划分检查标准：
Zone 1, 2, 4a, 4b, 7 (性能关键区)：
表面缺陷面积 > 0.3 mm^2：不接受。
残留金属碎屑/毛刺：严禁。
Zone 3, 4, 5, 6 (非关键区)：
表面缺陷面积 > 1.0 mm^2：不接受。
全区域：
严禁出现生锈、氧化或残留化学反应迹象。
7. 附录：版本演进与迁移指南
7.1 V2 版本核心进步
相比 V1，V2.X.4 将最小 Cv 值提升了约 20-30%，并明确定义了 V1 中模糊的插头端部倒角要求。
7.2 迁移风险点对比
风险点
迁移/混用考量
密封受损
V1 插头端部若无精细倒角，混用时可能直接切削 V2 插座的主密封圈。
欠耦合流量波动
V1 系统若缺乏公差补偿机构，在“欠耦合”状态下会导致显著的流量分配不均。
空间冲突
V2 严格定义了最大外径（CC/DD 保持区），V1 组件可能超出此边界。
总结： 遵循本 v2.X.4 规范是构建可持续、可扩展液冷基础设施的必经之路。通过精确的几何定义和严苛的跨供应商验证，本标准确保了数据中心流体连接的高可靠性与供应链的彻底开放性。
Danfoss New UQD Couplings Ideal for Data Center Rack Applications
Thursday, February 22, 2024
High corrosion resistance and broad fluid compatibility meet the cooling requirements of modern data centers
Danfoss’ new Universal Quick Disconnect (UQD) couplings provide superior performance and reliability for liquid cooling, ensuring peak performance for critical applications. Engineered for the precision cooling requirements of modern data centers, the couplings drive a strong return on investment through robust design, long service life and lower maintenance.
Ideal for liquid cooling applications that use smaller hose lines, Danfoss UQD couplings are available in four sizes, as well as various terminal ends and thread configurations. Two color options are available to minimize the risk of misconnection while reducing assembly and maintenance time. In addition, the couplings are engineered to enable quicker and easier maintenance with a push-to-connect design and best-in-class force to connect, both of which allow for convenient, tool-free connection and disconnection with one hand.
Constructed from stainless steel with an EPDM rubber seal, Danfoss UQD couplings offer high corrosion resistance and broad fluid compatibility. With a flat face dry-break design, Danfoss UQD couplings are ideal for use in highly critical applications that demand 100% uptime and leak-free operation. As an additional safety measure, every coupling is helium leak tested.
UQD couplings provide a 25% higher flow rate than Open Compute Project community standards and a low pressure drop. Their best-in-class performance improves system efficiency and reduces in-rack power
consumption, enabling data center operators to benefit from long-term cost savings. In quantified competitive results, Danfoss UQD couplings outperform industry standard equivalent and competitor IP products when it comes to flow and pressure drop performance by 25%.
“Based on decades of engineering experience, these new UQD couplings complement Danfoss’ longstanding leading source line coupling, the FD83, and various liquid cooling hoses, supporting our strategy as a fluid conveyance system solution provider.” said Amanda Bryant, product manager, Danfoss Power Solutions. “They enable our customers to build reliable and complete thermal management solutions that keep staff and equipment safe, while maximizing performance and long-term value.”
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