相對于陸地油(you)氣(qi)田而言，海(hai)洋油(you)氣(qi)田環境下(xia)服(fu)役的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)因所處(chu)環境中存在大量的(de)(de)(de)(de)Cl-,CO2以(yi)及(ji)硫化(hua)物，形成高壓(ya)、低pH值、高礦化(hua)度環境[1],更(geng)容易引起金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)失效(xiao)。此外，石(shi)油(you)天然(ran)氣(qi)在集輸過(guo)程中，流動會導(dao)致腐(fu)蝕(shi)(shi)性的(de)(de)(de)(de)介質在管道腐(fu)蝕(shi)(shi)缺陷(xian)處(chu)聚集，因而誘(you)發嚴重(zhong)的(de)(de)(de)(de)局部腐(fu)蝕(shi)(shi)，加(jia)速應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)開裂 （SCC）、硫化(hua)物應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)開裂 （SSCC）、均勻腐(fu)蝕(shi)(shi)、點蝕(shi)(shi)、垢下(xia)腐(fu)蝕(shi)(shi)以(yi)及(ji)CO2/H2S環境誘(you)發的(de)(de)(de)(de)沖刷腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)形成[2,3,4]。鑒于如此苛(ke)刻(ke)的(de)(de)(de)(de)服(fu)役環境，普通(tong)馬(ma)氏體(ti)不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)劣(lie)勢(shi)逐漸凸(tu)顯出來(lai)，以(yi)超(chao)(chao)級13Cr不銹(xiu)鋼為代表(biao)的(de)(de)(de)(de)新型馬(ma)氏體(ti)不銹(xiu)鋼被(bei)廣(guang)泛應(ying)用(yong)于海(hai)洋油(you)氣(qi)田中[5,6]。這種(zhong)不銹(xiu)鋼采(cai)取超(chao)(chao)低碳設計并(bing)加(jia)入Ni、Mo、Cu等合金(jin)元(yuan)素(su)使得(de)該種(zhong)材(cai)料(liao)具(ju)有良好的(de)(de)(de)(de)耐(nai)點蝕(shi)(shi)和應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)性能(neng)，同時兼具(ju)一定(ding)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)SSCC的(de)(de)(de)(de)能(neng)力[7]。超(chao)(chao)級13Cr的(de)(de)(de)(de)使用(yong)過(guo)程中由于其服(fu)役環境的(de)(de)(de)(de)復雜性，諸多腐(fu)蝕(shi)(shi)因素(su)的(de)(de)(de)(de)關聯性尚不明(ming)確；且(qie)由于該種(zhong)材(cai)料(liao)應(ying)用(yong)時間較短，缺乏實際腐(fu)蝕(shi)(shi)數據(ju)(ju)，因此對于超(chao)(chao)級13Cr不銹(xiu)鋼在不同環境中的(de)(de)(de)(de)適用(yong)性缺乏可靠依據(ju)(ju)[8]。

近年(nian)來(lai)，隨著對(dui)材料(liao)在(zai)多(duo)種(zhong)(zhong)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)因(yin)素(su)(su)共(gong)同(tong)(tong)作用(yong)下的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)逐漸深入，確(que)定(ding)多(duo)種(zhong)(zhong)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)因(yin)素(su)(su)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)聯(lian)性(xing)這(zhe)一課題(ti)已取(qu)得(de)一定(ding)成果。以往主(zhu)要(yao)采用(yong)單(dan)(dan)因(yin)素(su)(su)分析(xi)法(fa)(fa)研(yan)究(jiu)(jiu)金(jin)屬(shu)材料(liao)在(zai)多(duo)種(zhong)(zhong)環(huan)境因(yin)素(su)(su)共(gong)同(tong)(tong)作用(yong)下的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)行(xing)為(wei)。將單(dan)(dan)因(yin)素(su)(su)實(shi)驗數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)比對(dui)和分析(xi)后得(de)出造成金(jin)屬(shu)材料(liao)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)失效的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)原因(yin)。這(zhe)種(zhong)(zhong)方法(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)優勢在(zai)于分離(li)出單(dan)(dan)一的(de)(de)(de)(de)(de)變量，可以研(yan)究(jiu)(jiu)材料(liao)在(zai)單(dan)(dan)一環(huan)境因(yin)素(su)(su)作用(yong)下的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)機理，定(ding)性(xing)地研(yan)究(jiu)(jiu)主(zhu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)致(zhi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)因(yin)素(su)(su)。其劣(lie)勢是(shi)不(bu)(bu)能(neng)準確(que)地得(de)出材料(liao)在(zai)多(duo)種(zhong)(zhong)環(huan)境因(yin)素(su)(su)共(gong)同(tong)(tong)作用(yong)下的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)機理。應(ying)用(yong)灰關(guan)聯(lian)分析(xi)法(fa)(fa)在(zai)油田污(wu)水以及海(hai)洋(yang)環(huan)境對(dui)碳鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)行(xing)為(wei)影響(xiang)研(yan)究(jiu)(jiu)中已經取(qu)得(de)了一定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)展(zhan)[9,10]。該方法(fa)(fa)能(neng)夠得(de)出環(huan)境因(yin)素(su)(su)與腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速率之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)聯(lian)度，判斷主(zhu)要(yao)致(zhi)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)因(yin)素(su)(su)，并且(qie)與現場數(shu)據(ju)匹配性(xing)較好。但(dan)是(shi)這(zhe)些(xie)研(yan)究(jiu)(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)基礎(chu)數(shu)據(ju)均(jun)為(wei)現場長期的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)數(shu)據(ju)，需要(yao)大量的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)據(ju)積累(lei)。由于超(chao)(chao)級13Cr不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)海(hai)洋(yang)油氣田環(huan)境中的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)際應(ying)用(yong)時間(jian)較短，缺(que)乏足夠的(de)(de)(de)(de)(de)現場腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)數(shu)據(ju)。而且(qie)之(zhi)前的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)對(dui)象均(jun)為(wei)碳鋼(gang)(gang)，對(dui)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)借鑒(jian)意(yi)義不(bu)(bu)大。因(yin)此本文采用(yong)電化學實(shi)驗方法(fa)(fa)得(de)到海(hai)洋(yang)油氣田環(huan)境中超(chao)(chao)級13Cr不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速率，為(wei)灰關(guan)聯(lian)分析(xi)提供數(shu)據(ju)支持。

本文選取海洋油氣田環境(jing)中容易誘發點(dian)蝕和均勻腐蝕的4種環境(jing)因(yin)素：Cl-濃度，S2-濃度，pH值以(yi)及溫度，采用(yong)動電(dian)位(wei)極(ji)化曲線測(ce)試，研究4種環境(jing)因(yin)素對(dui)超級13Cr腐蝕速率的影(ying)響，采用(yong)灰關聯分析確定油氣田環境(jing)中超級13Cr不銹鋼腐蝕失效的主要原因(yin)。

1 電(dian)化學實(shi)驗

1.1 實驗材料及(ji)實驗方法

實驗(yan)樣(yang)品為超級13Cr馬氏體不銹鋼(gang)，其(qi)化學成(cheng)分 （質量分數，%） 為：C 0.027;Si 0.23;Mn 0.41;P/S 0.03;Cr 13.3;Mo 0.95;Ni 2.6;Fe 余量。電(dian)化學試樣(yang)尺寸為10 mm×10 mm×2 mm。實驗(yan)前(qian)將(jiang)試樣(yang)表(biao)面用SiC水(shui)砂紙從80#逐級打磨至2000#,去離(li)子水(shui)沖洗后用無水(shui)乙(yi)醇擦拭，吹干后待用。

根據國內某油氣田現(xian)場的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)數(shu)據，用(yong)(yong)NaCl分析純和去離子水(shui)配置(zhi)濃度(du)為(wei)(wei)0.1,0.25,0.6,0.85,1.4 和1.7 mol/L的(de)(de)(de)NaCl溶(rong)(rong)液(ye)(ye)；用(yong)(yong)Na2S分析純和去離子水(shui)配置(zhi)濃度(du)為(wei)(wei)0.001,0.005,0.01,0.05,0.1和0.15 mol/L的(de)(de)(de)Na2S溶(rong)(rong)液(ye)(ye)。采用(yong)(yong)5% （質量分數(shu)） HAc和10%NaOH溶(rong)(rong)液(ye)(ye)調節0.6 mol/L Cl-溶(rong)(rong)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)pH值為(wei)(wei)3,5,7,9,11和13;采用(yong)(yong)恒(heng)溫(wen)水(shui)浴鍋(guo)將(jiang)實驗(yan)體系溫(wen)度(du)分別設(she)置(zhi)在25,35,50,60,70和80 ℃。

動電(dian)位極(ji)(ji)化曲線(xian)在PARSTAT 2273電(dian)化學工(gong)作站上進行(xing)。采用三(san)電(dian)極(ji)(ji)體(ti)系，超級13Cr為(wei)工(gong)作電(dian)極(ji)(ji)，Pt片為(wei)輔(fu)助(zhu)電(dian)極(ji)(ji)，飽和(he)甘汞電(dian)極(ji)(ji) （SCE） 為(wei)參(can)比(bi)電(dian)極(ji)(ji)。動電(dian)位極(ji)(ji)化曲線(xian)測試之前先進行(xing)開路電(dian)位測試，待開路電(dian)位穩(wen)定后進行(xing)動電(dian)位極(ji)(ji)化曲線(xian)測量，掃描(miao)起始電(dian)位為(wei)-0.5 V vs OCP,至電(dian)流密度為(wei)10-2 A/cm2時停止，掃描(miao)速率為(wei)0.667 mV/s。文中所有測試電(dian)位均相(xiang)對(dui)于SCE。

1.2 實(shi)驗結(jie)果

圖1為不同(tong)環(huan)境(jing)因素下超(chao)級(ji)(ji)13Cr不銹(xiu)鋼的動電(dian)位極化曲線(xian)。其中，圖1a為超(chao)級(ji)(ji)13Cr不銹(xiu)鋼在不同(tong)濃(nong)(nong)度(du)Cl-溶液中的動電(dian)位極化曲線(xian)。由(you)圖可(ke)知，超(chao)級(ji)(ji)13Cr不銹(xiu)鋼隨著(zhu)Cl-濃(nong)(nong)度(du)增加，極化曲線(xian)右移，腐蝕電(dian)流(liu)密度(du)增加，鈍(dun)化區(qu)間明(ming)顯縮短(duan)。當Cl-濃(nong)(nong)度(du)達到1.4 mol/L時，鈍(dun)化區(qu)間消失(shi)。這說(shuo)明(ming)Cl-濃(nong)(nong)度(du)增加能降(jiang)低鈍(dun)化膜對(dui)超(chao)級(ji)(ji)13Cr不銹(xiu)鋼的保護性。

圖1b為超級13Cr在不(bu)同(tong)濃(nong)度(du)S2-條件下的(de)動電位極化(hua)曲線。由圖可(ke)知，S2-濃(nong)度(du)為0.05 mol/L時，腐蝕速率出現極大(da)值。當(dang)(dang)溶(rong)液(ye)中S2-濃(nong)度(du)小于(yu)0.05 mol/L時，超級13Cr有明(ming)顯的(de)鈍化(hua)區(qu)間，且(qie)隨著S2-濃(nong)度(du)的(de)升高(gao)，腐蝕電流密度(du)Icorr逐(zhu)漸增加，表(biao)明(ming)此(ci)時S2-濃(nong)度(du)與腐蝕速率呈正相關(guan)關(guan)系(xi)。當(dang)(dang)S2-濃(nong)度(du)大(da)于(yu)0.05 mol/L時，極化(hua)曲線左移，Icorr逐(zhu)漸變(bian)小，均小于(yu)0.05 mol/L S2-的(de)情況。這說明(ming)此(ci)時超級13Cr表(biao)面生成的(de)腐蝕產物膜對金(jin)屬基體的(de)保護性(xing)較好，腐蝕速率在該條件下與S2-濃(nong)度(du)呈負(fu)相關(guan)。

圖1c為(wei)超級13Cr在(zai)0.6 mol/L Cl-溶液中(zhong)(zhong)不同(tong)pH值(zhi)條件下(xia)(xia)的極化曲線(xian)。由圖可(ke)知，各(ge)pH值(zhi)條件下(xia)(xia)極化曲線(xian)均出現明顯(xian)的鈍化區(qu)間，說明超級13Cr在(zai)近中(zhong)(zhong)性(xing)(xing)、酸性(xing)(xing)和(he)堿(jian)性(xing)(xing)環境中(zhong)(zhong)耐蝕性(xing)(xing)較(jiao)好。在(zai)堿(jian)性(xing)(xing) （pH值(zhi)為(wei)13,11和(he)9） 條件下(xia)(xia)，極化曲線(xian)幾乎重合。在(zai)酸性(xing)(xing) （pH值(zhi)為(wei)3和(he)5） 和(he)中(zhong)(zhong)性(xing)(xing)介質 （pH值(zhi)為(wei)7） 條件下(xia)(xia)，Icorr增(zeng)大；隨pH值(zhi)增(zeng)加，鈍化區(qu)間縮短，腐(fu)蝕電位正移，陰極電流密度顯(xian)著增(zeng)加。

圖1 在各(ge)種條件的溶液中超(chao)級13Cr不銹鋼的動電位極化曲線(xian)

圖(tu)(tu)1d為超級13Cr在0.6 mol/L Cl-溶液中不同(tong)溫(wen)(wen)度(du)條件下的(de)(de)極(ji)(ji)化曲線(xian)。由(you)圖(tu)(tu)可知，在25~80 ℃條件下，超級13Cr均具(ju)有鈍(dun)化區(qu)間。隨著溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)升(sheng)(sheng)高(gao)，極(ji)(ji)化曲線(xian)右(you)移，鈍(dun)化區(qu)間逐漸變(bian)(bian)短，腐(fu)蝕(shi)速率(lv)(lv)變(bian)(bian)大。由(you)Fick第一(yi)定律可知，擴(kuo)(kuo)散系數是溫(wen)(wen)度(du)與(yu)壓(ya)力的(de)(de)函數，與(yu)溫(wen)(wen)度(du)呈正相(xiang)關變(bian)(bian)化。由(you)于(yu)溫(wen)(wen)度(du)升(sheng)(sheng)高(gao)，導(dao)致(zhi)Cl-擴(kuo)(kuo)散速率(lv)(lv)加(jia)快，擴(kuo)(kuo)散到金屬基體表(biao)面速率(lv)(lv)增(zeng)加(jia)，加(jia)速鈍(dun)化膜溶解反應(ying)。同(tong)樣(yang)，溫(wen)(wen)度(du)升(sheng)(sheng)高(gao)，系統能(neng)(neng)量(liang)升(sheng)(sheng)高(gao)，電化學(xue)反應(ying)所需活化能(neng)(neng)的(de)(de)能(neng)(neng)壘減小，反應(ying)驅(qu)動力增(zeng)加(jia)，利于(yu)陽極(ji)(ji)反應(ying)的(de)(de)進行，造成(cheng)腐(fu)蝕(shi)加(jia)劇。

根據(ju)動電位極(ji)化曲線實驗結果，利(li)用Tafel外推法得到Icorr,并計算出超級13Cr不銹鋼在不同海(hai)洋環境(jing)下(xia)的腐蝕(shi)速(su)率VL。VL與Icorr滿足如下(xia)關系式[11]：

式中，A為(wei)金屬相對原(yuan)子(zi)質量，不銹鋼取(qu)(qu)56;n為(wei)價(jia)電子(zi)數，即參與陽極反(fan)應的(de)轉移(yi)電子(zi)數，這(zhe)里取(qu)(qu)2;ρ為(wei)金屬密度，取(qu)(qu)7.70 g/cm2。

不(bu)同環境(jing)下(xia)超(chao)級(ji)13Cr不(bu)銹(xiu)鋼的(de)腐蝕速(su)率計算結果(guo)見表1。

2 海洋環境中各(ge)腐(fu)蝕因素(su)與腐(fu)蝕速率之間的灰關聯分(fen)析(xi)

2.1 灰關(guan)聯分析法的特點(dian)及工作程序

進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)灰關(guan)聯(lian)分析主要有以下(xia)幾(ji)個步驟[12]：（1） 描(miao)(miao)述系統特征(zheng)，一般將(jiang)描(miao)(miao)述系統主要特征(zheng)的數(shu)(shu)據(ju)(ju)列作(zuo)為(wei)母序列，在(zai)(zai)本文(wen)中系統的主要特征(zheng)參(can)數(shu)(shu)為(wei)腐蝕(shi)速(su)率，故本文(wen)中選取腐蝕(shi)速(su)率作(zuo)為(wei)母序列進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)研究。環境(jing)因素作(zuo)為(wei)變量，在(zai)(zai)關(guan)聯(lian)度分析中作(zuo)為(wei)子(zi)(zi)序列進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)研究。（2） 數(shu)(shu)據(ju)(ju)的處理并進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)原(yuan)始數(shu)(shu)據(ju)(ju)變換。進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)原(yuan)始數(shu)(shu)據(ju)(ju)變換的目(mu)的是(shi)消(xiao)除(chu)量綱(gang)在(zai)(zai)子(zi)(zi)序列 （環境(jing)因素） 變化過(guo)程(cheng)中的影響。本文(wen)采用均值化方法(fa)進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)原(yuan)始數(shu)(shu)據(ju)(ju)變換。（3） 求(qiu)關(guan)聯(lian)系數(shu)(shu)和關(guan)聯(lian)度。（4） 排關(guan)聯(lian)序，列出關(guan)聯(lian)矩陣。

均值化法計算各(ge)子序列方(fang)法如下：

2.2 海洋油氣(qi)田環境因素(su)對超級13Cr不(bu)銹鋼的腐蝕(shi)性灰(hui)關聯分析

根據表1的(de)(de)(de)實驗結果，將不(bu)同的(de)(de)(de)環境(jing)(jing)(jing)因素與(yu)腐(fu)蝕速(su)率之間進行(xing)關聯性(xing)分析。因各(ge)環境(jing)(jing)(jing)因素的(de)(de)(de)量綱不(bu)同，各(ge)環境(jing)(jing)(jing)因素的(de)(de)(de)數值波動(dong)會對灰關聯的(de)(de)(de)準確性(xing)產生影響，故需要無(wu)量綱化的(de)(de)(de)方(fang)(fang)法處(chu)理(li)各(ge)環境(jing)(jing)(jing)因素的(de)(de)(de)原始(shi)數據。本文采用均值化方(fang)(fang)法對數據進行(xing)無(wu)量綱化處(chu)理(li)。各(ge)環境(jing)(jing)(jing)因素絕(jue)對差值的(de)(de)(de)最大值Δmax=11.381。均值化處(chu)理(li)結果如表2所示(shi)。

由(you)此(ci)得到的(de)環境因素與腐蝕(shi)速(su)率之間關聯系數(shu)為：Cl-濃(nong)度(du)0.8224,溫度(du)0.7705,pH值(zhi)0.7674,S2-濃(nong)度(du)0.7596。根據關聯系數(shu)由(you)高至底，得到影(ying)響(xiang)超(chao)級13Cr不銹鋼海洋(yang)環境中腐蝕(shi)行為的(de)因素由(you)大到小依次(ci)為：Cl-濃(nong)度(du)>溫度(du)>pH值(zhi)>S2-濃(nong)度(du)。

2.3 海(hai)洋(yang)油(you)氣(qi)田環境(jing)因素腐蝕(shi)性分(fen)析

由灰(hui)關(guan)聯(lian)分(fen)析結果(guo)可知，海(hai)洋環(huan)境(jing)(jing)中(zhong)(zhong)Cl-濃度(du)(du)是影(ying)響超(chao)(chao)級(ji)(ji)13Cr不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)率的(de)主要因(yin)素(su)，其次是溫(wen)(wen)度(du)(du)，pH值和(he)S2-濃度(du)(du)對(dui)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)影(ying)響因(yin)素(su)較(jiao)小(xiao)(xiao)。海(hai)洋環(huan)境(jing)(jing)中(zhong)(zhong)存(cun)在著較(jiao)高(gao)含量的(de)Cl-,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)一旦(dan)發(fa)生點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)或(huo)者防腐(fu)(fu)(fu)涂(tu)層破(po)損，就會形(xing)成Cl-富(fu)集現(xian)象，形(xing)成局部(bu)高(gao)Cl環(huan)境(jing)(jing)，加速(su)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。在高(gao)含Cl環(huan)境(jing)(jing)中(zhong)(zhong)，鈍(dun)化區間縮短，腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)率隨(sui)之(zhi)升高(gao)。超(chao)(chao)級(ji)(ji)13Cr不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在海(hai)洋環(huan)境(jing)(jing)中(zhong)(zhong)鈍(dun)化膜(mo)保(bao)護性(xing)(xing)(xing)因(yin)溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)升高(gao)而減弱，進而腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)率加快(kuai)；在溫(wen)(wen)度(du)(du)高(gao)于(yu)60 ℃時，鈍(dun)化膜(mo)的(de)保(bao)護性(xing)(xing)(xing)降低(di)尤為劇烈(lie)[15]。在酸性(xing)(xing)(xing)介(jie)質(zhi)中(zhong)(zhong)，超(chao)(chao)級(ji)(ji)13Cr不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)Icorr較(jiao)中(zhong)(zhong)性(xing)(xing)(xing)及(ji)堿性(xing)(xing)(xing)介(jie)質(zhi)中(zhong)(zhong)的(de)大(da)，進而腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)率更快(kuai)[16]。研(yan)究(jiu)表(biao)明，當溫(wen)(wen)度(du)(du)高(gao)于(yu)280 ℃時，S2-或(huo)者活性(xing)(xing)(xing)S會導致不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)加劇[14],故在本(ben)文所涉(she)及(ji)的(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)范圍內，S2-對(dui)超(chao)(chao)級(ji)(ji)13Cr不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)貢獻(xian)較(jiao)小(xiao)(xiao)。

3 海洋環境因素對(dui)超(chao)級13Cr腐蝕(shi)速(su)率的權重分析(xi)

為了研究海洋環境因(yin)(yin)素對(dui)超級13Cr不銹鋼腐蝕速(su)率的(de)權重，采用改進層次分析(xi)(xi)法對(dui)各種環境因(yin)(yin)素進行計算、分析(xi)(xi)。改進層次分析(xi)(xi)法的(de)優勢是對(dui)相互關聯、相互制(zhi)約(yue)且缺少定量數據的(de)系統提供普適性的(de)建模方法。

3.1 建立比(bi)較矩陣和判斷矩陣

在上文灰關(guan)聯分析中已經確定4個影(ying)響因(yin)(yin)(yin)(yin)素的(de)(de)(de)關(guan)聯度(du)序列(lie)(lie)(lie)(lie)，由該序列(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)關(guan)聯度(du)可(ke)以得到(dao)比(bi)較(jiao)矩(ju)陣(zhen)(zhen)Dij。建立(li)比(bi)較(jiao)矩(ju)陣(zhen)(zhen)時，應對(dui)各影(ying)響因(yin)(yin)(yin)(yin)素組(zu)成的(de)(de)(de)方陣(zhen)(zhen)按照關(guan)聯度(du)大(da)小對(dui)方陣(zhen)(zhen)中每(mei)個元素的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)要性(xing)指(zhi)數進(jin)行賦(fu)值(zhi)，之后(hou)(hou)進(jin)行重(zhong)(zhong)(zhong)要性(xing)排序指(zhi)數計(ji)算[17]。重(zhong)(zhong)(zhong)要性(xing)指(zhi)數的(de)(de)(de)賦(fu)值(zhi)規則須(xu)遵從以下3個規則：（1） 構(gou)建的(de)(de)(de)比(bi)較(jiao)矩(ju)陣(zhen)(zhen)中，若(ruo)前(qian)列(lie)(lie)(lie)(lie)子(zi)因(yin)(yin)(yin)(yin)素的(de)(de)(de)關(guan)聯系數較(jiao)后(hou)(hou)列(lie)(lie)(lie)(lie)大(da)，則重(zhong)(zhong)(zhong)要性(xing)指(zhi)數賦(fu)值(zhi)為2;（2） 若(ruo)關(guan)聯度(du)相同則賦(fu)值(zhi)為1;（3） 若(ruo)前(qian)列(lie)(lie)(lie)(lie)子(zi)因(yin)(yin)(yin)(yin)素與后(hou)(hou)列(lie)(lie)(lie)(lie)子(zi)因(yin)(yin)(yin)(yin)素的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)要性(xing)指(zhi)數為aij,則后(hou)(hou)列(lie)(lie)(lie)(lie)子(zi)因(yin)(yin)(yin)(yin)素與前(qian)列(lie)(lie)(lie)(lie)子(zi)因(yin)(yin)(yin)(yin)素的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)要性(xing)指(zhi)數賦(fu)值(zhi)為1/aij。重(zhong)(zhong)(zhong)要性(xing)排序指(zhi)數計(ji)算方法為：

式中，rij為重(zhong)要(yao)(yao)性(xing)排序(xu)指(zhi)數，Dij為矩陣中各行重(zhong)要(yao)(yao)性(xing)指(zhi)數。由分析(xi)可知，海洋環境(jing)(jing)因(yin)素與超級13Cr腐蝕速率之間層次(ci)(ci)為一層次(ci)(ci)系統，即環境(jing)(jing)因(yin)素直接導致腐蝕速率的變化，中間再無其(qi)他(ta)因(yin)素共同作用。其(qi)中B（1） 代(dai)表Cl-濃(nong)度(du)子序(xu)列(lie)，B（2） 代(dai)表溫度(du)子序(xu)列(lie)，B（3） 代(dai)表pH值(zhi)子序(xu)列(lie)，B（4） 代(dai)表S2-濃(nong)度(du)子序(xu)列(lie)。

則構造的(de)判斷矩陣(zhen)：

3.2 計算(suan)權重及一致性(xing)指標

將(jiang)矩陣(zhen)進行一(yi)(yi)致(zhi)性檢(jian)驗得到D-Bi判斷矩陣(zhen)后，由一(yi)(yi)致(zhi)性檢(jian)驗方法求得單排性一(yi)(yi)致(zhi)性指標 （CI）。一(yi)(yi)般認為CI<0.1時，具有(you)較滿意一(yi)(yi)致(zhi)性并接受該分(fen)析(xi)結(jie)果[18]。得到的權重向量(liang)W如下所示：

得到的(de)CI值(zhi)為0.0404,一致(zhi)性在可接受(shou)范圍(wei)內，故分析(xi)結果有效。各種海洋環(huan)境因素對超(chao)級13Cr腐蝕(shi)速率的(de)影響權重為：Cl-濃(nong)度 （0.3905）>溫度 （0.2761）>pH值(zhi) （0.1953）>S2-濃(nong)度 （0.1381）。

4 結(jie)論(lun)

（1） 超級(ji)13Cr不(bu)銹鋼腐(fu)蝕(shi)(shi)速率隨(sui)Cl-濃度增(zeng)加(jia)(jia)而(er)增(zeng)加(jia)(jia)；隨(sui)著(zhu)(zhu)S2-濃度的增(zeng)加(jia)(jia)先增(zeng)加(jia)(jia)后降低，在(zai)濃度為(wei)0.05 mol/L時，腐(fu)蝕(shi)(shi)速率達到最大值(zhi)；與(yu)溫度呈正相(xiang)關性，當溫度高(gao)于60 ℃時，腐(fu)蝕(shi)(shi)速率急劇增(zeng)加(jia)(jia)。超級(ji)13Cr不(bu)銹鋼在(zai)堿(jian)性環境(jing)下，其腐(fu)蝕(shi)(shi)速率不(bu)受pH值(zhi)影響；而(er)在(zai)酸性和中(zhong)(zhong)性環境(jing)中(zhong)(zhong)，腐(fu)蝕(shi)(shi)速率隨(sui)pH值(zhi)降低而(er)顯著(zhu)(zhu)增(zeng)加(jia)(jia)。

（2） 海洋(yang)油氣田(tian)環(huan)境中，影響超級13Cr不銹鋼(gang)腐蝕速率的各因素的關聯度(du)由大到(dao)小依(yi)次為：Cl-濃度(du) （0.8223）>溫(wen)度(du) （0.7704）>pH值 （0.7646）>S2-濃度(du) （0.7595）；權重從大到(dao)小依(yi)次排序為：Cl-濃度(du) （0.3905）>溫(wen)度(du) （0.2761）>pH值溫(wen)度(du) （0.1953）>S2-濃度(du) （0.1381）。