Po upaństwowieniu w 1894 Kolei Mikołajewskiej przeszedł do służby państwowej w resorcie komunikacji i nadano mu tytuł inżyniera państwowego VIII klasy (1895). Od 1 1 października 1900 był pierwszym zastępcą służby trakcji i taboru KM, w praktyce kierował wówczas całą służbą trakcji tej kolei. Od 1902 był inżynierem państwowym I klasy. Jednym z największych osiągnięć zawodowych Petrozolina było wprowadzenie po raz pierwszy na kolejach rosyjskich panewek maźnic wagonowych wylewanych stopem, zamiast wcześniej stosowanych panewek brązowych. Po śmierci Aleksandra III (1894) do 1917 r. pełnił Petrozolin funkcję inżyniera pociągu cesarzowej wdowy Marii Fiodorowny (1847-1928). Brał też udział w pracach Komisji trakcji, warsztatów i taboru kolejowego rosyjskiego Ministerstwa Komunikacji. Był także członkiem Imperatorskiego Rosyjskiego Towarzystwa Technicznego, Towarzystwa Wspomagania Uczniów Szkoły Kolejowej KM w Bołogoje oraz Rzymskokatolickiego Towarzystwa Dobroczynności przy kościele św. Katarzyny w Petersburgu.