一种防止地下杂散电流腐蚀管道的导电土及填埋方法

技术领域

本发明属于地下管道防腐技术领域，具体涉及一种防止地下杂散电流腐蚀管道的导电土及填埋方法。

背景技术

地下设备，特别是地下输油气管线越来越长，输油气管线压力越来越高，而地上的轨道交通、电气化铁路、高铁和高压输电、直流输电工程等一般将大地作为零线，即大地为排流极，这样排入地下的电流又越来越多，排入地下电流的电压不仅等级高，而且频率、方向变化较大，这种流入大地的电流通称为杂散电流，这些杂散电流使得地下设备、管线等腐蚀变得越来越严重。

一般来讲，输入地下的电流若为直流电，则相对来讲，地下设备受到阳极加速腐蚀，但电流的入端相对出端电位高，即电流的入端阳极腐蚀；电流出端为阴极，会产生析氢腐蚀。阳极腐蚀结果是输油气管线变薄，穿孔；阴极端产生析氢腐蚀后，由于析氢腐蚀使管线变脆，一旦受到管线上方的重力的扰动会产生脆断。若一个城市的地下管线被腐蚀，产生的危害是无法估量的。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种防止地下杂散电流腐蚀管道的导电土及填埋方法，使流入地下电流在管道外被屏蔽，流入地下的杂散电流优先通过导电土传到地下，不进入输油气管道中，达到防止了杂散电流对地下管线的腐蚀的目的。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种防止地下杂散电流腐蚀管道的导电土，其特征在于：包括石膏粉55-65wt％，硅藻土或膨润土20-15wt％，硫酸钠9.5-4.5wt％，粉煤灰或炭渣15wt％，六亚甲基四铵或硫脲0.5wt％。

具体地，包括石膏粉55wt％，硅藻土20wt％，硫酸钠9.5wt％，粉煤灰15wt％，六亚甲基四铵0.5wt％。

具体地，包括石膏粉60wt％，膨润土17wt％，硫酸钠7.5wt％，粉煤灰或炭渣15wt％，六亚甲基四铵或硫脲0.5wt％。

具体地，包括石膏粉65wt％，膨润土15wt％，硫酸钠4.5wt％，炭渣15wt％，硫脲0.5wt％。

一种防止地下杂散电流腐蚀管道的导电土的填埋方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：待地下管道安装完成后，或原来旧的地下管道开挖填埋时，周围先用普通的土壤填埋，用电夯夯实，使地下管道与普通土壤填埋层有100-200mm间隙；

步骤二：取粒度为70-120μm的石膏粉55-65wt％，硅藻土或膨润土20-15wt％，硫酸钠9.5-4.5wt％，粉煤灰或炭渣15wt％和六亚甲基四铵或硫脲0.5wt％，加入粉末质量1/3的水，用搅拌机混合均匀；

步骤三：将步骤二得到的混合物涂抹在地下管道表面；

步骤四：保证地下管道周围有100-200mm厚的导电土后，用普通土壤填埋导电土和地下管道。

本发明的有益效果：

1)本发明在管道安装后填埋时，将管道周围用厚度为100-200mm的导电土填埋，使得流入地下的杂散电流优先通过导电土传到地下，不进入输油气管道中，达到防止了杂散电流对地下管线的腐蚀的目的；

2)本发明将导电土和水混合成为糊状，保证了导电土可以粘附在管道上，石膏粉凝固较快，便于施工，使导电土不容易脱落，从而保证了管道周围有紧密，均匀的导电土层；

3)本发明中导电土的粒度、组成等保证了导电土层的介电常数和导电性，使其具有对杂散电流的屏蔽效应；特别是硅藻土、膨润土是填埋导电层具有类似电容器的特性，杂散电流大，表面吸附电子；杂散电流小，放出电子，有利用平衡地下管道周围的电场；

4)本发明的导电土中含有硫酸钠、六亚甲基四铵或硫脲等，提高了导电层的缓蚀性，使导电土成为具有防止地下钢管腐蚀的保护层，达到填埋的导电土不仅可以防止杂散电流的腐蚀，也可以防止酸性土壤、土壤中溶解氧等介质对地下管道的腐蚀。

附图说明

图1为本发明的导电土填埋与普通土壤填埋的地下钢管对外界干扰电流影响的结果对比图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明适用于高铁、地铁、变电所周围地下管道的防护，对于杂散电流给与屏蔽，也适用于土壤腐蚀比较严重的场合，适用于已经建好的旧管线和在建的新管线。

本发明的地下管道防止杂散电流腐蚀的填埋导电土由以下组分混合组成：粒度为70-120μm的石膏粉55-65wt％，硅藻土或膨润土20-15wt％，硫酸钠9.5-4.5wt％，粉煤灰或炭渣15wt％和0.5wt％六亚甲基四铵或硫脲；

各组分在填埋导电土中的作用：

石膏粉是填埋导电土的主要成膜物质，为导电土粘附在管道上提供定型作用，它的固化速度快，对于粘附100-200mm的导电层厚度提供外部条件；另外，它稳定了导电土的介电常数，使导电土有一定的屏蔽效应，它又属于中性材料，不会出现由于钢管外粘导电土加速钢管腐蚀的问题；

硅藻土、膨润土可以提供石膏粉浆料的光滑感，另外它具有较高的界面性，能够在外电位高时表面吸附电子，在电性能弱时放出电子，是导电土层具有电容器作用，保持导电层平衡电位；除此之外，它是好的介电材料，也可以对小的杂散电流利用介电性给予平衡，使地下管道免收杂散电流干扰；

硫酸钠属于导电性盐，起到导电介质作用，使导电土导电，并在导电土中可以是膨润土、硅藻土带电层的电荷很好的转移，与硅藻土、膨润土有很好的互溶性；

粉煤灰或炭渣一方面可以提供导电土的强度，起到骨架支持作用，他们的价格低，他们对导电土的导电起到协同作用；

六亚甲基四铵或硫脲为缓蚀剂材料，防止土壤中的腐蚀离子对地下钢管的腐蚀，也就是说，在没有杂散电流是，土壤中氯离子，氢离子，溶剂氧等对地下钢管有一定的腐蚀作用，当有杂散电流时，杂散电流会加速腐蚀，当钢管周围有导电土层后，导电土中的缓蚀剂能够很好的预防土壤腐蚀，即使对电土不能完全屏蔽杂散电流使腐蚀发生，缓蚀剂也可以防止杂散电流的腐蚀。

如图1所示，地下管道没有杂散电流干扰时，管道的电位为一条直线，相对硫酸铜参比电极的电位为-0.053V，当模拟的地铁轨道有5V的直流干扰电流，相对0.5米远，普通土壤填埋的模拟地下钢管管道上有杂散电流引起的电位为0.05-0.065V，这电位是由轨道泄流引起的杂散电流所致。众所周知，杂散电流会加速地下钢管的腐蚀，地下钢管大多数输送的为天然气，自来水等，如果钢管腐蚀后泄露，会带来较大的危险。当地下管道用本发明的导电土填埋，同样的钢管，同样位置和大小相同的杂散电流，钢管上所测试到的杂散电流引起的电位变化为0.01-0.02V，0.01-0.02V是10-20mV,已在地下设备腐蚀电位的误差范围内，可以认为这样小的杂散电流不会加速管道的腐蚀，即使有腐蚀，导电土中的缓蚀剂也可以进行防止。由此实际测试可知，本发明的导电土填埋技术达到了预防屏蔽地下杂散电流的目的，起到防止地下管道杂散电流腐蚀的效果。

一种防止地下杂散电流腐蚀管道的导电土的填埋方法，包括如下步骤：

步骤一：待地下管道安装完成后，或原来旧的地下管道开挖填埋时，周围先用普通的土壤填埋，用电夯夯实，使地下管道与普通土壤填埋层有100-200mm间隙；

步骤二：取粒度为70-120μm的石膏粉55-65wt％，硅藻土或膨润土20-15wt％，硫酸钠9.5-4.5wt％，粉煤灰或炭渣15wt％和六亚甲基四铵或硫脲0.5wt％，加入粉末质量1/3的水，用搅拌机混合均匀；

步骤三：将步骤二得到的混合物涂抹在地下管道表面；

步骤四：保证地下管道周围有100-200mm厚的导电土后，用普通土壤填埋导电土和地下管道。

具体实施例如下：

1)实施例一

在地铁沿线的地下钢制管道测试到杂散电流，采用导电土填埋防止杂散电流的腐蚀。

步骤1：地下管道安装完成后，周围先用普通的土壤填埋，并用电夯夯实，使管道与普通土壤填埋层有100mm间隙；

步骤2：将粒度为70μm的石膏粉55wt％，硅藻土20wt％，硫酸钠9.5wt％，粉煤灰15wt％，六亚甲基四铵0.5wt％等粉末，加粉末质量1/3的水，用搅拌机混合均匀；

步骤3：将上步的混合物涂抹填入管道表面；

步骤4：保证管道周围有100厚的导电土后，用普通土壤填埋导电土和管道即可。

2)实施例二

在高铁铁沿线的地下钢制管道测试到杂散电流，采用导电土填埋防止杂散电流的腐蚀。

步骤1：先将地下管道开挖，露出地下管道，当使管道与普通土壤填埋层有150mm间隙；

步骤2：将粒度为100μm的石膏粉60wt％，膨润土17wt％，硫酸钠7.5wt％，粉煤灰或炭渣15wt％，六亚甲基四铵或硫脲0.5wt％等粉末，加粉末质量1/3的水，用搅拌机混合均匀；

步骤3：将上步的混合物涂抹填入管道表面；

步骤4：保证管道周围有150mm厚的导电土后，用普通土壤填埋导电土和管道即可。

3)实施例三

在直流变电所周围的地下钢制管道测试到杂散电流，采用导电土填埋防止杂散电流的腐蚀。

步骤1：地下管道安装完成后，周围先用普通的土壤填埋，并用电夯夯实，使管道与普通土壤填埋层有200mm间隙；

步骤2：将粒度为120μm的石膏粉65wt％，膨润土15wt％，硫酸钠4.5wt％，炭渣15wt％，硫脲0.5wt％等粉末，加粉末质量1/3的水，用搅拌机混合均匀；

步骤3：将上步的混合物涂抹填入管道与普通土壤的间隙；

步骤4：保证管道周围有200mm厚的导电土后，用普通土壤填埋导电土和管道。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。