城镇燃气防腐是一个至关重要的工程环节，其目标是确保燃气管道系统的安全、稳定运行，并延长其使用寿命。然而，与长输管道相比，城镇燃气管道的防腐问题更为突出，如防腐层破损和老化失效问题，牺牲阳极的使用寿命、靠近市区受地铁、电气化铁路导致的杂散电流腐蚀和绝缘接头失效问题等均比较突出，下面将对城镇燃气管线的防腐系统进行综合梳理与分析。

然而，防腐层作为管道防护的第一道防线，可以从保障其完整性入手解决问题。改性无溶剂环氧玻璃钢兼具良好的防腐性能与优异的抗冲击、耐划伤、耐磨损等抗外力损伤性能，可以在一定程度上改善防腐层的失效问题。

对于防腐层存在破损的位置，会采取外加电流或者牺牲阳极的阴极保护技术。与长输管道的阴极保护技术相比，城镇燃气管线的服役环境更为复杂，面临的阴极保护系统问题也更为严峻。

城镇燃气管线大多数采用牺牲阳极的阴极保护方式，牺牲阳极多选用电负性材料，与管道相连接后消耗了自身而抑制了管道的腐蚀。牺牲阳极材料大多数为镁阳极，然而随着应用环境的变化，镁阳极的实际电流效率很难达到50%，将最终影响管道的保护效果。

根据相关文献和工程案例发现，影响镁阳极实际电流效率主要原因如下：

（1）镁阳极周围土壤电阻率高，阳极的接地电阻会增大。有案例发现城镇燃气的接地电阻最大可到25 Ω，在驱动电压一定的情况下，将使系统的阴极保护电流变小。

（2）管道表面防腐层差、防腐层破损面积大或者存在严重的杂散电流干扰时，将会加速镁阳极消耗，研究表明镁阳极剩余重量为初始重量的15%时将失效。

（3）城镇燃气管线牺牲阳极大多数与管线同步设计，而与长输管线相比，燃气管线测试桩比较少，在没有测试桩的位置，牺牲阳极大都在地下与管道焊接，如果牺牲阳极与管道断路，牺牲阳极将存在自腐蚀，不能为管道提供有效的阴极保护。

综上可以确定，无论哪种原因导致牺牲阳极的效率降低都将会降低阳极的使用寿命，埋地管道也会因牺牲阳极的使用寿命降低而加速腐蚀。

城市燃气管线大都为网状结构，且采用大量直埋的绝缘接头，若采用非开挖方式很难检测绝缘接头的有效性。如果绝缘接头失效，将直接影响埋地管道的阴极保护和排流效果，由此确定城镇燃气管线的绝缘接头检测确实是一个相对复杂和困难的任务。

与长输管道相比，城市燃气管网系统的低压、中压、高压管道以及阀门井和调压站等附属设施遍及城市所有区域，要想保证绝对绝缘难度很高。根据城镇燃气的特点，对绝缘问题总结如下：

（1）城市小区的低压管网宜与中压管网采取绝缘措施。由于低压管网防腐层面电阻率低更容易漏失阴极保护电流，这会增加管道保护数量，阴极保护电流需求量增加将导致中压管道阴极保护电位不足；

（2）搭接问题。对于引入管的搭接问题，大部分引入管在出地面之前没有施加绝缘措施，燃气管道入户后更容易与其他金属搭接发生电偶腐蚀；除此之外，城市管网的保护端与其它埋地结构搭接也会导致阴极保护系统异常运行；

（3）绝缘接头附近管线腐蚀问题。绝缘接头进水或者存在积液等，会加速绝缘接头附近管线的腐蚀。

由此可以确定，绝缘接头自身失效，绝缘接头保护端管道与其他管线存在搭接均会导致城镇燃气管线存在腐蚀风险。

城镇燃气管线的远程在线监测是一个系统、综合的过程，需要从多个方面考虑和实施。

首先，城镇燃气管线的土壤电阻率与牺牲阳极之间存在密切关系；土壤电阻率是反映土壤导电能力的一个重要参数，它直接影响接地装置接地电阻的大小，因此需要定期收集城镇燃气管线的土壤电阻率，评估土壤的腐蚀性。在城镇燃气管线的防腐保护中，牺牲阳极的选取和应用需要考虑土壤电阻率的影响；在选择牺牲阳极时，需要首先测定管道所在位置的土壤平均电阻率，以便选择适合的阳极材料。一般来说，当土壤电阻率较低时，需要选用活性较高的阳极材料；而当土壤电阻率较高时，可以选择活性稍低的阳极材料。

其次，对于施加了阴极保护后的管道，采用试片加参比电极（或者极化探头）结合采集仪可实时远程在线监测管道的阴极保护情况，如可以实时在线监测通、断电电位和电流密度，并结合土壤电阻率评价城镇燃气管线的真实阴极保护效果。

再次，开展杂散电流调研与监测城镇燃气管线更靠近城市的轨道交通系统和电气化铁路系统，可同时面临更为严峻复杂的杂散电流干扰。需要调研这些设施与燃气管道的距离和相对位置，通过调研可以初步评估杂散电流对燃气管道的影响程度，为后续的监测和防护措施提供依据；根据管道的走向、埋深以及周围环境等因素，合理选择监测点的位置，根据监测数据综合评价城镇燃气所受的的交直流干扰程度。

最后，针对城镇燃气管线的绝缘失效问题，可在绝缘接头两端均安装监测装置，根据两端的电位变化情况判断其绝缘接头的绝缘性能，或者可以尝试开发绝缘接头智能监测装置以自动识别出绝缘接头的绝缘性能。

目前阴极保护智能监测系统在提升管道阴极保护管理方面展示出了多方面的优点，图1为某管道与220 kV交流输电线路交叉后长距离并行，采用远程监测技术可以实时监测交流干扰电压参数，根据交流电压评价在输电线路稳态运行时埋地管道的交流干扰和交流腐蚀情况。

城镇燃气管线阴极保护在线远程监测技术的应用对于确保燃气管道的安全运行具有重要意义。

采用远程在线监测技术时，建议对城镇燃气阴极保护系统内的所有管件和附属设施进行监测，以全方位、全周期的掌握其运行情况。如可以对阴极保护恒电位仪的运行情况行监测，主要应包括其输出电压、输出电流、通电电位和预制电位；与此同时，对恒电位仪保护范围内管段均需同步监测，如靠近恒电位仪的近端管道、中间点以及远离恒电位仪的远端可能存在阴极保护不达标位置管段；除此之外，还可以监测牺牲阳极的电位和输出电流，并结合土壤电阻率评价其牺牲阳极的性能；相应的，也可以对阴极保护系统范围内的排流测试桩、绝缘接头测试桩、跨接测试桩等均进行同步监测，以快速准确的评价出城镇燃气阴极保护系统各个阴极保护设备的实时运行状态，及时发现问题并提出相应的优化缓解措施。

远程在线技术的数据采集、传输和应用均会影响监测的实时性和准确性；针对此项技术，建议：

（1）将城镇燃气管线按投运时间、防腐层类型和分群密集度进行分级分类，在市区街道或者人群聚集的小区管线安装智能监测装置，并加设防盗装置。

（2）应优化数据传输方式，采用高效的数据传输协议，确保监测数据的实时性和准确性。同时，还应加强数据传输的安全性，防止数据泄露和非法访问。

（3）应加强对监测数据的分析与应用，利用大数据和人工智能等技术对数据进行挖掘和处理，提取有用的信息，为管道安全管理提供决策支持。

（4）推动技术创新与升级，应积极推动阴极保护在线远程监测技术的创新与升级，探索新的监测手段和方法，如在电位采集仪基础上继续开发出土壤综合监测装置，同步实时监测土壤参数对管地电位的影响。同时，还应加强与国际先进技术的交流与合作，引进和吸收先进技术成果，推动城镇燃气管线阴极保护在线远程监测技术的不断发展。