Виявлення особливостей функціонування системи протикорозійного захисту підземних трубопроводів нафтогазових підприємств з використанням нейронних мереж

The information was reviewed to orderly arrange theoretical provisions and to devise practical recommendations for the diagnostic examination of a system for the anti-corrosion protection of underground metal oil and gas pipelines.A set of informative parameters for modeling functional relations and determining polarization potential in the system "underground metal structure – cathodic protection plant" was formed.It was proposed to apply the algorithm of prediction of corrosive current, the approach of non-linear programming, as well as the neural network, including the corresponding methods of learning, for a pipeline section, taking into account the polarization potential on the outer surface. The test set to evaluate the effectiveness of a neural network was formed.The above-mentioned information is essential for the improvement of the equipment of distant control of metal structures of oil and gas enterprises, that is, the procedures for correct measuring and evaluating direct and alternating voltages, as well as polarization potential in a pipeline.The methods and algorithms of neural networks, which are used to control the anticorrosive protection of underground pipelines, were explored. The study of the effectiveness of artificial neural networks, specifically, a two-layer network of direct propagation with the function of prediction of the resource of metal pipes. Using the polarization potential, we detected the capability of neural networks to perform inaccessible for conventional mathematics operations of processing, comparison, classification of images, capability of self-learning and self-organization relative to underground pipelines. The qualimetric quality criterion for a pipeline section, taking into consideration the optimal range of polarization potential was improved.We developed the method for prediction of the polarization potential of a cathodic protection plant and transitional specific resistance of the insulating coating on the surface of an underground metal structure using a neural network. Taking into consideration the results of analysis of polarization potential and transitional specific resistance, the methodology of formation of information support for procedures of degradation of anticorrosive dielectric coating and metal on the outer surface of an underground metal structure, as well as for predicting its resource, was designedПроведен отбор информации для упорядочения теоретических положений и разработки практических рекомендаций для диагностических обследований системы противокоррозионной защиты подземных металлических нефтегазовых трубопроводов.Сформировано множество информативных параметров для моделирования функциональных связей и определения поляризационного потенциала в системе “подземная металлоконструкция – установка катодной защиты”.Для участка трубопровода с учетом поляризационного потенциала на наружной поверхности предложено применить алгоритм прогнозирования коррозионного тока, подход нелинейного программирования, а также нейронную сеть, включающую соответствующие методы обучения. Сформировано тестирующее множество для оценки эффективности нейронной сети.Отмеченная информация является важной для совершенствования аппаратуры дистанционного контроля металлических конструкций нефтегазовых предприятий, то есть методик корректного измерения и оценки постоянных и переменных напряжений, а также поляризационного потенциала на трубопроводе.Рассмотрены методы и алгоритмы нейронных сетей, которые применяют для управления антикоррозийной защитой подземных трубопроводов. Проведено исследование эффективности искусственных нейронных сетей, в частности двухслойной сети прямого распространения с функцией прогнозирования ресурса металлических труб. С использованием поляризационного потенциала обнаружена способность нейронных сетей выполнять недоступные для традиционной математики операции обработки, сравнения, классификации образов, возможность самообучения и самоорганизации относительно подземных трубопроводов. Усовершенствован квалиметрический критерий качества для участка трубопровода с учетом оптимального диапазона поляризационного потенциала.Разработан метод прогнозирования поляризационного потенциала установки катодной защиты и переходного удельного сопротивления изоляционного покрытия на поверхности подземной металлоконструкции с использованием нейронной сети. С учетом результатов анализа поляризационного потенциала и переходного удельного сопротивления конструкции разработана методология формирования информационного обеспечения для методик деградации антикоррозионной диэлектрического покрытия и металла на наружной поверхности подземной металлоконструкции, а также для прогнозирования ее ресурсаПроведен отбор информации для упорядочения теоретических положений и разработки практических рекомендаций для диагностических обследований системы противокоррозионной защиты подземных металлических нефтегазовых трубопроводов.Сформировано множество информативных параметров для моделирования функциональных связей и определения поляризационного потенциала в системе “подземная металлоконструкция – установка катодной защиты”.Для участка трубопровода с учетом поляризационного потенциала на наружной поверхности предложено применить алгоритм прогнозирования коррозионного тока, подход нелинейного программирования, а также нейронную сеть, включающую соответствующие методы обучения. Сформировано тестирующее множество для оценки эффективности нейронной сети.Отмеченная информация является важной для совершенствования аппаратуры дистанционного контроля металлических конструкций нефтегазовых предприятий, то есть методик корректного измерения и оценки постоянных и переменных напряжений, а также поляризационного потенциала на трубопроводе.Рассмотрены методы и алгоритмы нейронных сетей, которые применяют для управления антикоррозийной защитой подземных трубопроводов. Проведено исследование эффективности искусственных нейронных сетей, в частности двухслойной сети прямого распространения с функцией прогнозирования ресурса металлических труб. С использованием поляризационного потенциала обнаружена способность нейронных сетей выполнять недоступные для традиционной математики операции обработки, сравнения, классификации образов, возможность самообучения и самоорганизации относительно подземных трубопроводов. Усовершенствован квалиметрический критерий качества для участка трубопровода с учетом оптимального диапазона поляризационного потенциала.Разработан метод прогнозирования поляризационного потенциала установки катодной защиты и переходного удельного сопротивления изоляционного покрытия на поверхности подземной металлоконструкции с использованием нейронной сети. С учетом результатов анализа поляризационного потенциала и переходного удельного сопротивления конструкции разработана методология формирования информационного обеспечения для методик деградации антикоррозионной диэлектрического покрытия и металла на наружной поверхности подземной металлоконструкции, а также для прогнозирования ее ресурсаПроведено відбір інформації для впорядкування теоретичних положень та розробки практичних рекомендацій щодо діагностичних обстежень системи протикорозійного захисту підземних металевих нафтогазових трубопроводів.Сформовано множину інформативних параметрів для моделювання функціональних зв’язків та визначення поляризаційного потенціалу у системі “підземна металоконструкція – установка катодного захисту”.Для ділянки трубопроводу з урахуванням поляризаційного потенціалу на зовнішній поверхні запропоновано застосувати алгоритм прогнозування корозійного струму, підхід нелінійного програмування, а також нейронну мережу, що включає відповідні методи навчання. Сформовано тестуючу множину для оцінювання ефективності нейронної мережі.Відзначена інформація є важливою для удосконалення апаратури дистанційного контролю металевих конструкцій нафтогазових підприємств, тобто методик коректного вимірювання та оцінювання постійних і змінних напруг та поляризаційного потенціалу на трубопроводі.Розглянуто методи та алгоритми нейронних мереж, які застосовують для керування протикорозійним захистом підземних трубопроводів. Проведено дослідження ефективності штучних нейронних мереж, зокрема двошарової мережі прямого розповсюдження з функцією прогнозування ресурсу металевих труб. З використанням поляризаційного потенціалу виявлено здатність нейронних мереж виконувати недоступні для традиційної математики операції обробки, порівняння, класифікації образів, можливість самонавчання та самоорганізації стосовно підземних трубопроводів. Удосконалено кваліметричний критерій якості для ділянки трубопроводу з урахуванням оптимального діапазону поляризаційного потенціалу.Розроблено метод прогнозування поляризаційного потенціалу установки катодного захисту і перехідного питомого опору ізоляційного покриття на поверхні підземної металоконструкції з використанням нейронної мережі. За результатами аналізу поляризаційного потенціалу і перехідного питомого опору конструкції розроблено методологію формування інформаційного забезпечення для методик деградації антикорозійного діелектричного покриття та металу на зовнішній поверхні підземної металоконструкції, а також для прогнозування її ресурс

Удосконалення інструментарію діагностики підземних трубопроводів нафтогазових підприємств на основі урахування змін внутрішнього робочого тиску

A new criterion of strength and a set of informative parameters have been devised for modelling the stressed-strained state (SSS) of the underground metal pipeline (UMP) taking into consideration the system of defects of the cavity type, atop of which there is a crack.We have inspected the surface of pipes made from structural carbon steel 20, which are exposed to the internal hydrostatic pressure. It has been proposed that the strength criterion of a pipe's metal, which is in contact with the soil electrolyte, should take into consideration the stages of elastic and plastic deformation.The strength criterion has been supplemented with ratios for a corrosion current (the Kaesche type) and internal pressure, which acts on a cylindrical pipe, taking into consideration the inelastic energy characteristic of the surface layer.For a pipeline, in a neutral soil environment, we have measured polarization potentials and corrosion currents using the PPM (polarization capacity meter) and CCM (contactless current meter) equipment. Results measure respective defects of the cavity type (pitting), formed at the outer surface of an underground pipeline.For five variants of internal pressure pi=5.5¸7.5 MPa, the CCM and PPM devices determined  currents and voltages for characteristic surface defects and, based on them, we have estimated the effective time it takes for a crack to reach critical depth (a pipe resource), as well as the reliability parameter b (a safety characteristic).By comparing results from experimental study and appropriate calculations it has been established that the relative changes in the rate of corrosion Vcor is 2.8 times, and, accordingly, the UMP resource parameter tR is 3.1 times, larger, while the reliability parameter b is 6.9 times less, than the relative changes in internal pressure changes pT.Based on analysis of the parameter tR, which characterizes the UMP resource, it has been found that this dependence tR on internal pressure pT is nonlinear and tends to saturation.The specified information is important for improving the methods of control over UMP at oil and gas enterprises, specifically, procedures for correct estimation of anode current density in metal defects at the outer surface of an underground pipeline, taking into consideration changes in internal hydrostatic pressureСформирован новый критерий прочности и множество информативных параметров для моделирования напряженно-деформированного состояния (НДС) подземного металлического трубопровода (ПМТ) с учетом системы дефектов типа каверны, в вершине которой находится трещина.Проведено обследование поверхности труб с конструкционной углеродистой стали 20, на которые действует внутреннее гидростатическое давление. Предложено для критерия прочности металла трубы, который контактирует с почвенным электролитом, учитывать стадии упругой и пластической деформаций.Критерий прочности металла дополнен соотношениями для коррозионного тока (типа Kaesche) и внутреннего давления, действующего на цилиндрическую трубу, с учетом неупругой энергетической характеристики поверхностного слоя.Для трубопровода в нейтральной почвенной среде проведены измерения поляризационных потенциалов и коррозионных токов. аппаратурой ВПП (измерителем поляризационного потенциала) и БВС (бесконтактным измерителем тока). Результаты измерений соответствуют дефектам типа каверн (питтингам), которые образовались на внешней поверхности подземного трубопровода.Для пяти вариантов внутреннего давления pi=5,5¸7,5 МPa приборами БВС и ВПП определены токи и напряжения и на их основе определено эффективное время достижения трещиной критической глубины (ресурс трубы), а также параметр надежности (характеристику безопасности) b.Из сопоставления результатов экспериментальных исследований и соответствующих расчетов установлено, что относительные изменения скорости коррозии Vcor в 2,8 раза и, соответственно, параметра ресурса ПМТ tR в 3,1 раза больше, а параметра надежности b в 6,9 раз меньше, чем относительные изменения внутреннего давления pT.На основе анализа параметра tR, характеризующего ресурс ПМТ, установлено, что эта зависимость tR от внутреннего давления pT нелинейная и стремится к насыщению.Отмеченная информация является важной для совершенствования методов контроля ПМТ нефтегазовых предприятий, в частности, методик корректного оценивания плотности анодного тока в дефектах металла с учетом изменения внутреннего гидростатического давленияСформовано новий критерій міцності та множину інформативних параметрів для моделювання напружено-деформованого стану (НДС) підземного металевого трубопроводу (ПМТ) з урахуванням системи дефектів типу каверна, у вершині якої знаходиться тріщина.Проведено обстеження поверхні труб із конструкційної вуглецевої сталі 20, на які діє внутрішній гідростатичний тиск. Запропоновано для критерію міцності металу труби, який контактує з грунтовим електролітом, враховувати стадії пружної та пластичної деформацій.Критерій міцності доповнено співвідношеннями для корозійного струму (типу Kaesche) і внутрішнього тиску, який діє на циліндричну трубу, з урахуванням непружної енергетичної характеристики поверхневого шару.Для трубопроводу в нейтральному грунтовому середовищі проведені вимірювання поляризаційних потенціалів і корозійних струмів апаратурою ВПП (вимірником поляризаційного потенціалу) і БВС (безконтактним вимірником струму). Результати вимірюють відповідні дефекти типу каверн (піттингів), які утворилися на зовнішній поверхні підземного трубопроводу.Для п’яти варіантів внутрішнього тиску pi=5,5¸7,5 МPa приладами БВС та ВПП визначено струми та напруги для характерних поверхневих дефектів і на їх основі оцінено ефективний час досягнення тріщиною критичної глибини (ресурс труби), а також параметр надійності (характеристику безпеки) b.Зі співставлення результатів експериментальних досліджень і відповідних розрахунків установлено, що відносні зміни швидкості корозії Vcor у 2,8 рази і, відповідно, параметра ресурсу ПМТ tR в 3,1 рази більші, а параметра надійності b у 6,9 разів менші, ніж відносні зміни внутрішнього тиску pT.На основі аналізу параметра tR, який характеризує ресурс ПМТ, встановлено, що ця залежність tR від внутрішнього тиску pT нелінійна і прямує до насичення.Відзначена інформація є важливою для удосконалення методів контролю ПМТ нафтогазових підприємств, зокрема, методик коректного оцінювання густини анодного струму у дефектах металу на зовнішній поверхні підземного трубопроводу з урахуванням зміни внутрішнього гідростатичного тиск

Виявлення особливостей функціонування системи протикорозійного захисту підземних трубопроводів нафтогазових підприємств з використанням нейронних мереж

The information was reviewed to orderly arrange theoretical provisions and to devise practical recommendations for the diagnostic examination of a system for the anti-corrosion protection of underground metal oil and gas pipelines.A set of informative parameters for modeling functional relations and determining polarization potential in the system "underground metal structure – cathodic protection plant" was formed.It was proposed to apply the algorithm of prediction of corrosive current, the approach of non-linear programming, as well as the neural network, including the corresponding methods of learning, for a pipeline section, taking into account the polarization potential on the outer surface. The test set to evaluate the effectiveness of a neural network was formed.The above-mentioned information is essential for the improvement of the equipment of distant control of metal structures of oil and gas enterprises, that is, the procedures for correct measuring and evaluating direct and alternating voltages, as well as polarization potential in a pipeline.The methods and algorithms of neural networks, which are used to control the anticorrosive protection of underground pipelines, were explored. The study of the effectiveness of artificial neural networks, specifically, a two-layer network of direct propagation with the function of prediction of the resource of metal pipes. Using the polarization potential, we detected the capability of neural networks to perform inaccessible for conventional mathematics operations of processing, comparison, classification of images, capability of self-learning and self-organization relative to underground pipelines. The qualimetric quality criterion for a pipeline section, taking into consideration the optimal range of polarization potential was improved.We developed the method for prediction of the polarization potential of a cathodic protection plant and transitional specific resistance of the insulating coating on the surface of an underground metal structure using a neural network. Taking into consideration the results of analysis of polarization potential and transitional specific resistance, the methodology of formation of information support for procedures of degradation of anticorrosive dielectric coating and metal on the outer surface of an underground metal structure, as well as for predicting its resource, was designedПроведен отбор информации для упорядочения теоретических положений и разработки практических рекомендаций для диагностических обследований системы противокоррозионной защиты подземных металлических нефтегазовых трубопроводов.Сформировано множество информативных параметров для моделирования функциональных связей и определения поляризационного потенциала в системе “подземная металлоконструкция – установка катодной защиты”.Для участка трубопровода с учетом поляризационного потенциала на наружной поверхности предложено применить алгоритм прогнозирования коррозионного тока, подход нелинейного программирования, а также нейронную сеть, включающую соответствующие методы обучения. Сформировано тестирующее множество для оценки эффективности нейронной сети.Отмеченная информация является важной для совершенствования аппаратуры дистанционного контроля металлических конструкций нефтегазовых предприятий, то есть методик корректного измерения и оценки постоянных и переменных напряжений, а также поляризационного потенциала на трубопроводе.Рассмотрены методы и алгоритмы нейронных сетей, которые применяют для управления антикоррозийной защитой подземных трубопроводов. Проведено исследование эффективности искусственных нейронных сетей, в частности двухслойной сети прямого распространения с функцией прогнозирования ресурса металлических труб. С использованием поляризационного потенциала обнаружена способность нейронных сетей выполнять недоступные для традиционной математики операции обработки, сравнения, классификации образов, возможность самообучения и самоорганизации относительно подземных трубопроводов. Усовершенствован квалиметрический критерий качества для участка трубопровода с учетом оптимального диапазона поляризационного потенциала.Разработан метод прогнозирования поляризационного потенциала установки катодной защиты и переходного удельного сопротивления изоляционного покрытия на поверхности подземной металлоконструкции с использованием нейронной сети. С учетом результатов анализа поляризационного потенциала и переходного удельного сопротивления конструкции разработана методология формирования информационного обеспечения для методик деградации антикоррозионной диэлектрического покрытия и металла на наружной поверхности подземной металлоконструкции, а также для прогнозирования ее ресурсаПроведен отбор информации для упорядочения теоретических положений и разработки практических рекомендаций для диагностических обследований системы противокоррозионной защиты подземных металлических нефтегазовых трубопроводов.Сформировано множество информативных параметров для моделирования функциональных связей и определения поляризационного потенциала в системе “подземная металлоконструкция – установка катодной защиты”.Для участка трубопровода с учетом поляризационного потенциала на наружной поверхности предложено применить алгоритм прогнозирования коррозионного тока, подход нелинейного программирования, а также нейронную сеть, включающую соответствующие методы обучения. Сформировано тестирующее множество для оценки эффективности нейронной сети.Отмеченная информация является важной для совершенствования аппаратуры дистанционного контроля металлических конструкций нефтегазовых предприятий, то есть методик корректного измерения и оценки постоянных и переменных напряжений, а также поляризационного потенциала на трубопроводе.Рассмотрены методы и алгоритмы нейронных сетей, которые применяют для управления антикоррозийной защитой подземных трубопроводов. Проведено исследование эффективности искусственных нейронных сетей, в частности двухслойной сети прямого распространения с функцией прогнозирования ресурса металлических труб. С использованием поляризационного потенциала обнаружена способность нейронных сетей выполнять недоступные для традиционной математики операции обработки, сравнения, классификации образов, возможность самообучения и самоорганизации относительно подземных трубопроводов. Усовершенствован квалиметрический критерий качества для участка трубопровода с учетом оптимального диапазона поляризационного потенциала.Разработан метод прогнозирования поляризационного потенциала установки катодной защиты и переходного удельного сопротивления изоляционного покрытия на поверхности подземной металлоконструкции с использованием нейронной сети. С учетом результатов анализа поляризационного потенциала и переходного удельного сопротивления конструкции разработана методология формирования информационного обеспечения для методик деградации антикоррозионной диэлектрического покрытия и металла на наружной поверхности подземной металлоконструкции, а также для прогнозирования ее ресурсаПроведено відбір інформації для впорядкування теоретичних положень та розробки практичних рекомендацій щодо діагностичних обстежень системи протикорозійного захисту підземних металевих нафтогазових трубопроводів.Сформовано множину інформативних параметрів для моделювання функціональних зв’язків та визначення поляризаційного потенціалу у системі “підземна металоконструкція – установка катодного захисту”.Для ділянки трубопроводу з урахуванням поляризаційного потенціалу на зовнішній поверхні запропоновано застосувати алгоритм прогнозування корозійного струму, підхід нелінійного програмування, а також нейронну мережу, що включає відповідні методи навчання. Сформовано тестуючу множину для оцінювання ефективності нейронної мережі.Відзначена інформація є важливою для удосконалення апаратури дистанційного контролю металевих конструкцій нафтогазових підприємств, тобто методик коректного вимірювання та оцінювання постійних і змінних напруг та поляризаційного потенціалу на трубопроводі.Розглянуто методи та алгоритми нейронних мереж, які застосовують для керування протикорозійним захистом підземних трубопроводів. Проведено дослідження ефективності штучних нейронних мереж, зокрема двошарової мережі прямого розповсюдження з функцією прогнозування ресурсу металевих труб. З використанням поляризаційного потенціалу виявлено здатність нейронних мереж виконувати недоступні для традиційної математики операції обробки, порівняння, класифікації образів, можливість самонавчання та самоорганізації стосовно підземних трубопроводів. Удосконалено кваліметричний критерій якості для ділянки трубопроводу з урахуванням оптимального діапазону поляризаційного потенціалу.Розроблено метод прогнозування поляризаційного потенціалу установки катодного захисту і перехідного питомого опору ізоляційного покриття на поверхні підземної металоконструкції з використанням нейронної мережі. За результатами аналізу поляризаційного потенціалу і перехідного питомого опору конструкції розроблено методологію формування інформаційного забезпечення для методик деградації антикорозійного діелектричного покриття та металу на зовнішній поверхні підземної металоконструкції, а також для прогнозування її ресурс

Dual role of GABA in the neonatal rat hippocampus.

International audienceThe effects of modulators of GABA-A receptors on neuronal network activity were studied in the neonatal (postnatal days 0-5) rat hippocampus in vitro. Under control conditions, the physiological pattern of activity of the neonatal hippocampal network was characterized by spontaneous network-driven giant depolarizing potentials (GDPs). The GABA-A receptor agonist isoguvacine (1-2 microM) and the allosteric modulator diazepam (2 microM) induced biphasic responses: initially the frequency of GDPs increased 3 to 4 fold followed by blockade of GDPs and desynchronization of the network activity. The GABA-A receptor antagonists bicuculline (10 microM) and picrotoxin (100 microM) blocked GDPs and induced glutamate (AMPA and NMDA)-receptor-mediated interictal- and ictal-like activities in the hippocampal slices and the intact hippocampus. These data suggest that at early postnatal ages GABA can exert a dual - both excitatory and inhibitory - action on the network activity

What Elements of the Inflammatory System Are Necessary for Epileptogenesis In Vitro?1,2

Abstract Epileptogenesis in vivo can be altered by manipulation of molecules such as cytokines and complement that subserve intercellular signaling in both the inflammatory and central nervous systems. Because of the dual roles of these signaling molecules, it has been difficult to precisely define the role of systemic inflammation in epileptogenesis. Organotypic hippocampal brain slices can be maintained in culture independently of the systemic inflammatory system, and the rapid course of epileptogenesis in these cultures supports the idea that inflammation is not necessary for epilepsy. However, this preparation still retains key cellular inflammatory mediators. Here, we found that rodent hippocampal organotypic slice cultures depleted of T lymphocytes and microglia developed epileptic activity at essentially the same rate and to similar degrees of severity as matched control slice cultures. These data support the idea that although the inflammatory system, neurons, and glia share key intercellular signaling molecules, neither systemic nor CNS-specific cellular elements of the immune and inflammatory systems are necessary components of epileptogenesis

Mechano-electric Characteristics of the Near-surface Layer of Some Materials

Yuzevych, V. M., Koman, B. P., & Dzhala, R. M. (2016). Mechano-electric Characteristics of the Near-surface Layer of Some Materials. <i>Journal Nano- Electron. Phys.</i>, Vol. 8, No 4(1), 04005(7pp)

Epileptogenic action of caffeine during anoxia in the neonatal rat hippocampus.

International audienceExcessive maternal caffeine consumption can lead to fetal and neonatal pathology, but the underlying mechanisms have not been determined. Here, we report that low doses of caffeine generate seizures when applied in conjunction with brief anoxic episodes in the hippocampus of neonatal rats in vitro. In control conditions, brief (4-6 minutes) anoxic episodes reversibly depressed evoked synaptic responses and blocked the physiological pattern of network activity. In the presence of caffeine (50 microM), similar anoxic episodes generated ictal (29%) or interictal (33%) epileptiform activities often followed during reoxygenation by recurrent spontaneous seizure activity that persisted for several hours. These effects are likely mediated by a blockade of adenosine receptors by caffeine because (1) in control conditions, caffeine antagonized the inhibitory effect of selective A1 receptor agonist N6-cyclopentyladenosine on excitatory synaptic responses, and (2) epileptogenic effects of caffeine were reproduced by selective A1 receptor antagonist 8-cyclopentyl-1,3-dipropylxanthine and theophylline. Our findings suggest that endogenous adenosine released during anoxia acting via A1 receptors prevents seizures in the neonatal hippocampus and that the antagonism of these receptors by caffeine leads to epileptogenesis. This study suggests concerns about the safety of caffeine in the fetus and newborn