ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ИМПУЛЬСНОГО СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ПИТАНИЯ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ МОРСКИХ ПЛАТФОРМ
Аннотация
Рассмотрена структура работы устройства, позволяющего обеспечить катодную защиту нефтяных платформ и сооружений. Усовершенствована существующая система импульсной катодной защиты, предложены новые схемные решения, которые позволят обеспечить бесперебойность подачи электрической энергии в систему защищаемого сооружения и увеличить срок службы источников питания и всей системы в целом. Актуальность предложенного устройства обоснована несовершенством эксплуатируемых систем защиты нефтяных платформ, добывающих углеводородное сырье, залегающее под дном океана, моря или иного водного пространства. Коррозия металлических частей морской платформы является естественным самопроизвольным процессом, остановить который или полностью контролировать практически невозможно. Отечественные ученые, такие как И. Г. Гараев, А. А. Анашкин, В. В. Чулючкин и многие другие в своих трудах отразили большое количество вариантов совершенствования систем, но ни один из них не разработал автономную автоматизированную систему, не нуждающуюся в обслуживании. Поэтому вопрос совершенства систем защиты от коррозии металлических сооружений морских платформ до сих пор остается открытым и актуальным. Предлагаемая система обеспечит защиту от агрессивного влияния морской среды нефтяных металлических сооружений и платформ. Одной из наиболее уязвимых частей системы защиты является источник бесперебойной подачи электрической энергии, от постоянства сигнала которой зависит и качество катодной защиты. В связи с этим авторами предлагается усовершенствовать источник электрической энергии катодной защиты. Чтобы наглядно представить работу предлагаемой схемы, авторами статьи предлагается создать компьютерную модель в программе MATLAB. Для создания отдельных блоков компьютерной модели выполнен обзор математических уравнений, описывающих работу силовой части импульсного стабилизатора напряжения. Разработана математическая модель работы импульсного стабилизатора напряжения, на вход которого подключен емкостной накопитель. Разработана структурная схема импульсного стабилизатора напряжения и схема замещения интервалов времени, когда транзистор стабилизатора находится в открытом состоянии. На основании математической модели разработана и исследована имитационная модель предлагаемого устройства в программе MATLAB. Рассмотрена совместная работа импульсного стабилизатора напряжения и емкостного накопителя, исследованы характеристики зависимости напряжения разряда от времени работы.
Ключевые слова
коррозия, модель, напряжение, емкостной накопитель, стабилизатор напряжения, емкость
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Фатхуллин А. А. Новые перспективные материалы для анодов катодной защиты от коррозии / А. А. Фатхуллин, И. Г. Гараев // Вестник Казанского технологического университета. - 2014. - Т. 17. - № 8. - С. 296-299.
Пат. 2011133651 Российская Федерация, МПК С23F 13/00. Устройство для импульсной катодной защиты / А. А. Анашкин, В. В. Чулючкин; заяв. и патентообл. Анатолий Александрович Анашкин. - № 2011133651/02; заявл. 11.08.2011; опубл. 20.02.2013, Бюл. № 5.
Пат. 2011133653 Российская Федерация, МПК С23F 13/00. Устройство для катодной защиты с автономным питанием / А. А. Анашкин, В. В. Чулючкин; заяв. и патентообл. Анатолий Александрович Анашкин. - № 2011133653/02; заявл. 11.08.2011; опубл. 20.02.2013, Бюл. № 5.
ГОСТ 9.602-2005. Единая система защиты от коррозии и старения: Сооружения подземные: Общие требования к защите от коррозии. - М.: Стандартинформ, 2006. - 55 с.
Зайнуллин P. C. Оценка технического состояния и ресурса нефтегазохимического оборудования / P. C. Зайнуллин, А. Г. Гумеров, А. Г. Халимов. - М.: Недра, 2004. - 286 с.
Скуридин Н. Н. Определение оптимальных режимов работы станций катодной защиты системы электрохимической защиты магистральных трубопроводов / Н. Н. Скуридин, А. А. Кузнецов, Д. А. Неганов, С. Ю. Глушков // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. - 2011. - № 4. - C. 90-94.
Импульсный стабилизатор напряжения с пропорционально-интегральным регулятором: метод. указания к выполнению лаб. работы для студентов, обучающихся по направлениям: 210100 «Электроника и наноэлектроника» и 201000 «Биотехнические системы и технологии» / сост. О. С. Вадутов. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2014. - 10 с.
Никулин С. А. Оптимизация режимов установок электрохимической защиты / С. А. Никулин, Е. Л. Карнавский // Системы управления и информационные технологии. - 2014. - Т. 57. - № 3. - С. 64-68.
Ермаков A. B. Разработка и испытания композиционных анодных заземлителей для электрохимической защиты от коррозии / A. B. Ермаков [и др.] // Территория Нефтегаз. - 2013. - № 11. - С. 30-37.
Кочешкова Л. Г. Модель исследования электронной и ионной проводимостей в системе катодной защиты / Л. Г. Кочешкова [и др.] // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2013. - № 9. - C. 88-90.
Белоусов И. В. Сравнительный анализ методов широтно-импульсной модуляции / И. В. Белоусов, В. Ф. Самосейко, Л. М. Бровцинова // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2018. - Т. 10. - № 2. - С. 420-429. DOI: 10.21821/2309-5180-2018-10-2-420-429.
Об авторах
Труднев Сергей Юрьевич - кандидат технических наук
ФГБОУ ВО «КамчатГТУ»Шуваева Алена Олеговна - аспирант
ФГБОУ ВО «КамчатГТУ»
