城鎮燃氣防腐是一個至關重要的工程環節，其目標是確保燃氣管道系統的安全、穩定運行，并延長其使用壽命。然而，與長輸管道相比，城鎮燃氣管道的防腐問題更為突出，如防腐層破損和老化失效問題，犧牲陽極的使用壽命、靠近市區受地鐵、電氣化鐵路導致的雜散電流腐蝕和絕緣接頭失效問題等均比較突出，下面將對城鎮燃氣管線的防腐系統進行綜合梳理與分析。

然而，防腐層作為管道防護的第一道防線，可以從保障其完整性入手解決問題。改性無溶劑環氧玻璃鋼兼具良好的防腐性能與優異的抗沖擊、耐劃傷、耐磨損等抗外力損傷性能，可以在一定程度上改善防腐層的失效問題。

對于防腐層存在破損的位置，會采取外加電流或者犧牲陽極的陰極保護技術。與長輸管道的陰極保護技術相比，城鎮燃氣管線的服役環境更為復雜，面臨的陰極保護系統問題也更為嚴峻。

城鎮燃氣管線大多數采用犧牲陽極的陰極保護方式，犧牲陽極多選用電負性材料，與管道相連接后消耗了自身而抑制了管道的腐蝕。犧牲陽極材料大多數為鎂陽極，然而隨著應用環境的變化，鎂陽極的實際電流效率很難達到50%，將最終影響管道的保護效果。

根據相關文獻和工程案例發現，影響鎂陽極實際電流效率主要原因如下：

（1）鎂陽極周圍土壤電阻率高，陽極的接地電阻會增大。有案例發現城鎮燃氣的接地電阻最大可到25 Ω，在驅動電壓一定的情況下，將使系統的陰極保護電流變小。

（2）管道表面防腐層差、防腐層破損面積大或者存在嚴重的雜散電流干擾時，將會加速鎂陽極消耗，研究表明鎂陽極剩余重量為初始重量的15%時將失效。

（3）城鎮燃氣管線犧牲陽極大多數與管線同步設計，而與長輸管線相比，燃氣管線測試樁比較少，在沒有測試樁的位置，犧牲陽極大都在地下與管道焊接，如果犧牲陽極與管道斷路，犧牲陽極將存在自腐蝕，不能為管道提供有效的陰極保護。

綜上可以確定，無論哪種原因導致犧牲陽極的效率降低都將會降低陽極的使用壽命，埋地管道也會因犧牲陽極的使用壽命降低而加速腐蝕。

城市燃氣管線大都為網狀結構，且采用大量直埋的絕緣接頭，若采用非開挖方式很難檢測絕緣接頭的有效性。如果絕緣接頭失效，將直接影響埋地管道的陰極保護和排流效果，由此確定城鎮燃氣管線的絕緣接頭檢測確實是一個相對復雜和困難的任務。

與長輸管道相比，城市燃氣管網系統的低壓、中壓、高壓管道以及閥門井和調壓站等附屬設施遍及城市所有區域，要想保證絕對絕緣難度很高。根據城鎮燃氣的特點，對絕緣問題總結如下：

（1）城市小區的低壓管網宜與中壓管網采取絕緣措施。由于低壓管網防腐層面電阻率低更容易漏失陰極保護電流，這會增加管道保護數量，陰極保護電流需求量增加將導致中壓管道陰極保護電位不足；

（2）搭接問題。對于引入管的搭接問題，大部分引入管在出地面之前沒有施加絕緣措施，燃氣管道入戶后更容易與其他金屬搭接發生電偶腐蝕；除此之外，城市管網的保護端與其它埋地結構搭接也會導致陰極保護系統異常運行；

（3）絕緣接頭附近管線腐蝕問題。絕緣接頭進水或者存在積液等，會加速絕緣接頭附近管線的腐蝕。

由此可以確定，絕緣接頭自身失效，絕緣接頭保護端管道與其他管線存在搭接均會導致城鎮燃氣管線存在腐蝕風險。

城鎮燃氣管線的遠程在線監測是一個系統、綜合的過程，需要從多個方面考慮和實施。

首先，城鎮燃氣管線的土壤電阻率與犧牲陽極之間存在密切關系；土壤電阻率是反映土壤導電能力的一個重要參數，它直接影響接地裝置接地電阻的大小，因此需要定期收集城鎮燃氣管線的土壤電阻率，評估土壤的腐蝕性。在城鎮燃氣管線的防腐保護中，犧牲陽極的選取和應用需要考慮土壤電阻率的影響；在選擇犧牲陽極時，需要首先測定管道所在位置的土壤平均電阻率，以便選擇適合的陽極材料。一般來說，當土壤電阻率較低時，需要選用活性較高的陽極材料；而當土壤電阻率較高時，可以選擇活性稍低的陽極材料。

其次，對于施加了陰極保護后的管道，采用試片加參比電極（或者極化探頭）結合采集儀可實時遠程在線監測管道的陰極保護情況，如可以實時在線監測通、斷電電位和電流密度，并結合土壤電阻率評價城鎮燃氣管線的真實陰極保護效果。

再次，開展雜散電流調研與監測城鎮燃氣管線更靠近城市的軌道交通系統和電氣化鐵路系統，可同時面臨更為嚴峻復雜的雜散電流干擾。需要調研這些設施與燃氣管道的距離和相對位置，通過調研可以初步評估雜散電流對燃氣管道的影響程度，為后續的監測和防護措施提供依據；根據管道的走向、埋深以及周圍環境等因素，合理選擇監測點的位置，根據監測數據綜合評價城鎮燃氣所受的的交直流干擾程度。

最后，針對城鎮燃氣管線的絕緣失效問題，可在絕緣接頭兩端均安裝監測裝置，根據兩端的電位變化情況判斷其絕緣接頭的絕緣性能，或者可以嘗試開發絕緣接頭智能監測裝置以自動識別出絕緣接頭的絕緣性能。

目前陰極保護智能監測系統在提升管道陰極保護管理方面展示出了多方面的優點，圖1為某管道與220 kV交流輸電線路交叉后長距離并行，采用遠程監測技術可以實時監測交流干擾電壓參數，根據交流電壓評價在輸電線路穩態運行時埋地管道的交流干擾和交流腐蝕情況。

城鎮燃氣管線陰極保護在線遠程監測技術的應用對于確保燃氣管道的安全運行具有重要意義。

采用遠程在線監測技術時，建議對城鎮燃氣陰極保護系統內的所有管件和附屬設施進行監測，以全方位、全周期的掌握其運行情況。如可以對陰極保護恒電位儀的運行情況行監測，主要應包括其輸出電壓、輸出電流、通電電位和預制電位；與此同時，對恒電位儀保護范圍內管段均需同步監測，如靠近恒電位儀的近端管道、中間點以及遠離恒電位儀的遠端可能存在陰極保護不達標位置管段；除此之外，還可以監測犧牲陽極的電位和輸出電流，并結合土壤電阻率評價其犧牲陽極的性能；相應的，也可以對陰極保護系統范圍內的排流測試樁、絕緣接頭測試樁、跨接測試樁等均進行同步監測，以快速準確的評價出城鎮燃氣陰極保護系統各個陰極保護設備的實時運行狀態，及時發現問題并提出相應的優化緩解措施。

遠程在線技術的數據采集、傳輸和應用均會影響監測的實時性和準確性；針對此項技術，建議：

（1）將城鎮燃氣管線按投運時間、防腐層類型和分群密集度進行分級分類，在市區街道或者人群聚集的小區管線安裝智能監測裝置，并加設防盜裝置。

（2）應優化數據傳輸方式，采用高效的數據傳輸協議，確保監測數據的實時性和準確性。同時，還應加強數據傳輸的安全性，防止數據泄露和非法訪問。

（3）應加強對監測數據的分析與應用，利用大數據和人工智能等技術對數據進行挖掘和處理，提取有用的信息，為管道安全管理提供決策支持。

（4）推動技術創新與升級，應積極推動陰極保護在線遠程監測技術的創新與升級，探索新的監測手段和方法，如在電位采集儀基礎上繼續開發出土壤綜合監測裝置，同步實時監測土壤參數對管地電位的影響。同時，還應加強與國際先進技術的交流與合作，引進和吸收先進技術成果，推動城鎮燃氣管線陰極保護在線遠程監測技術的不斷發展。