一、任务来源
自选项目。
二、应用领域和技术原理
地下管道的杂散电流，是指来源与管道无关的外部电源、在大地中流动且能作用于受影响管道的外部电流，通常指回路以外流动的电流。杂散电流会通过钢质燃气管道涂层缺陷点流入和流出，对燃气管道造成的电化学腐蚀，加大了管道腐蚀穿孔、燃气泄漏的风险，大大缩短管道的使用寿命。
评价阴极保护系统的有效性，主要是靠检测管道的断电电位，确定电位处于标准要求的范围内。由于以前受技术手段的限制，管道上只安装有部分的普通电位测试桩，保护电位的测试也是靠巡线人员现场手动测量，其时效性及准确性都难以保证。对地铁影响范围内的管道，每隔1km安装1支阴极保护智能电位测试桩，能够实时的检测管道的通电电位、断电电位、直流干扰电流密度等数据，所检测数据传入公司的阴极保护智能监控系统，以利于及时掌握阴极保护系统的运行状态。

杂散电流导致阴极保护系统的有效保护率下降，其直接的后果就是使管道可能发生腐蚀穿孔的风险增高。有效的监控管道腐蚀发生的机率，及时进行应对处理，是防止管道发生腐蚀穿孔事故的必要措施。在地铁影响范围内的管道上，每隔2km安装1套ER腐蚀速率检测及数据采集远传装置，定期检测金属探头的腐蚀情况，对比评价管道金属可能发生的腐蚀。

三、性能指标
根据GB/T 50991-2014《埋地钢质管道直流干扰防护技术标准》中关于排流防护措施的相关规定，结合燃气管道的实际情况，采取强制排流与极性排流相结合方式：
1. 强制排流：在城阳门站增加1套外加电流阴极保护系统，提升管道整体阴极保护效果。
2. 极性排流：在管道沿线干扰严重管段设置13处排流点，采用“极性排流器+锌带阳极接地”的方式，对腐蚀风险较大的管段进行加强防护。
3. 在管道沿线安装56套智能测试桩和13套ER腐蚀速率监测仪对管道阴极保护有效性和杂散电流干扰进行长期监测。
四、与国内同类技术比较
1.监测方法的局限性
目前大多数管道阴保检测依然依靠定期人工测量阴保桩的电位来记录阴保状态，不能连续直观的获取杂散电流对管道的持续影响状态。阴保桩多存在荒郊野外，不便测量，而且路途较远车辆成本较高，更重要的是数据不具有连续性和同步性，无法通过测量数据分析出管道的阴极保护和杂散电流干扰状况是否正常。在对数据的分析上仅仅涉及到波动幅值分析、管地电位数理统计分析等内容，无法进行对杂散电流时间序列的周期波动特征及其强度的分析，以及不同监测点管地电位的相干性和相位关系的研究。因此，本次研究基于大数据和物联网技术，以智能测试桩监测的断电电位作为基础数据进行理论分析的方法，采用GPS同步、连续小周期断电电位采集方式分析杂散电流时间序列的周期波动特征及其强度大小。
2.现有的排流措施
为了控制和减缓直流杂散电流对埋地管道的干扰影响,应采取排流措施,直流排流主要有四种方式:直接排流、极性排流、强制排流及接地排流。直接排流保护适用于干扰源(铁轨)电位一直低于管道电位的情况,优点是简单经济,排流效果好,缺点是应用条件较为苛刻,风险较大,一旦干扰源电位高于管道,电流将会流入管道,加剧干扰。极性排流保护解决了干扰电流反向流入管道的问题,只能单向排流,效果好,简单便捷,动态干扰下仍然适用,缺点是当管道距离干扰源较远,排流效果就不明显。强制排流保护范围大,无干扰下对管道也会产生强制电流阴极保护的效果,缺点是前期投资和后期维护费用较高,对干扰源和附近金属构筑物会产生干扰影响。接地排流适用于不能向干扰源排流的场景,简单灵活,还起到牺牲阳极保护的功能,缺点是排流效果较差,需要定期更换阳极。因此,实际应用时,应综合现场环境、排流效果和经济成本因素选出合适的排流方式。
五、成果创新性、先进性
1.通过现场智能测试桩及阴极保护监控管理平台的应用，基本取代传统人工巡检、测试，节省人工成本，减小人工检测误差，大大提高检测准确性；
2.通过阴极保护监控管理平台的日常数据分析，实时掌握管道保护状态，对异常情况可及时发现并快速处置，保障了管网的安全运行；
3.阴极保护监控管理平台可每日记录运行数据，积累数据库，有利于应用大数据分析，结合管线运行工况变化，优化排流设施布局，不断完善系统配置；
4.阴极保护监控管理平台具备远传和远控功能，可通过下发指令的方式使管道沿线多个测试点同步进行连续检测，便于对杂散电流干扰规律和干扰特点进行系统分析。解决了以往检测人员通过临时安装数据记录仪和测试探头导致的检测步骤繁琐、检测时段不同步、检测周期长等问题。
5. 阴极保护监控管理平台融合了北斗定位系统、物联网、大数据、辅助决策分析等众多新型技术，极大的提高了公司的信息化水平及管线运行管理水平。
六、作用与意义
1.地铁杂散电流对城市钢质燃气管道的腐蚀是有规律可研究的，燃气企业要不断完善提升杂散电流的监测和防治能力，借助物联网和大数据技术通过信息化手段，根据杂散电流实时监测数据，动态调整管道分段及排流方式，减少杂散电流干扰，降低对管道的腐蚀影响。
2.经过十五年的发展，青岛能源华润燃气公司阴极保护智能管理系统建设经历了从无到有、从自动化、数字化，到信息化、智能化的发展过程，建立了覆盖公司全部管道的智能化阴极保护管理系统，基本实现了阴极保护的的集中统一管理、数据自动采集、设备远程监控、状态智能诊断。管理系统的建设符合国家倡导的利用物联网、大数据和人工智能提升改造传统产业的方向。阴极保护智能管理系统的应用，提高了管道保护工作的质量和效率，提升了管道腐蚀防控管理水平。青岛能源华润燃气有限公司将进一步加快、深化阴极保护智能化建设，为管道安全高效运行提供有力的保障。

物联网和大数据在城市燃气管道腐蚀监测的应用前景广阔。‌随着现代工业的发展和普及，石油和天然气的需求量不断增长，保障这些资源的供给和安全成为关键。物联网监测油气管道的技术应用，通过在油气管道上部署传感器和监测设备，实时监测管道的运行状态，如运行温度、压力、流量、阴极保护状态、腐蚀速率等关键参数，并通过网络将这些数据发送到监控中心，实现了对管道的安全运营提供更为有效的技术手段和方法。这种技术的应用不仅填补了传统监测方法的不足之处，而且能够及时发现管道问题，减少管道爆炸、泄漏等安全事件的发生。物联网监测系统的优势在于能够实现全天候、全时段的管道监测，提供实时数据，帮助管理者及时处理异常情况，从而确保城市燃气的安全供应。
此外，物联网监测技术通过不间断地实时采集、精细处理并深度剖析燃气管道的各项运行数据，能够如鹰眼般锐利地捕捉到潜在的风险蛛丝马迹，为城市的管理者提供即时且高价值的决策参考。这种超乎寻常的感知能力赋予了城市管理者前所未有的洞察力，使他们能够在燃气泄漏等事故尚未发生之前，就能够敏锐地捕捉到潜藏于暗处的安全隐患。借助燃气管网监测系统，城市管理者可以更加从容地应对潜在的风险挑战，根据系统提供的实时数据和风险评估结果，制定出更加科学、合理的应对措施，从而在源头上遏制风险的蔓延，确保城市的燃气安全。
油气管道腐蚀监测技术智能化一定是未来发展的趋势，上述介绍的不同在线腐蚀监测技术是智慧管网中的最基础层——数据感知层，后续还需要通过不同监测数据的融合、共享及深度挖掘应用，来实现油气管网管控一体化、监控预警集中化及决策分析智能化，这将是智慧管道建设的重点。