應(ying)力(li)腐(fu)蝕開(kai)裂是(shi)一種常見的(de)且危害嚴重的(de)失效模式，由于(yu)其影(ying)(ying)響(xiang)因素(su)眾(zhong)多，包括溫度、離(li)子濃度、pH值(zhi)、應(ying)力(li)、流場、壓(ya)力(li)、機(ji)械結構等；這(zhe)些因素(su)中(zhong)哪(na)(na)些是(shi)主(zhu)要因素(su)，哪(na)(na)些是(shi)次(ci)要因素(su)，哪(na)(na)些影(ying)(ying)響(xiang)大(da)，哪(na)(na)些影(ying)(ying)響(xiang)小，這(zhe)些都是(shi)需要弄清楚的(de)問(wen)題。因此，如何確定久久99國產精品久久99果凍傳媒:應力腐蝕的(de)主要(yao)影(ying)響因素(su)是研(yan)究應力(li)腐蝕的(de)關鍵(jian)問題之一，科學合理地分析各(ge)種因素(su)的(de)顯著性對(dui)(dui)應力(li)腐蝕的(de)研(yan)究具有(you)(you)重要(yao)意義。浙江(jiang)至德鋼(gang)業(ye)有(you)(you)限公司本次選用灰色關聯分析理論，對(dui)(dui)久久99國產精品久久99果凍傳媒:不銹鋼應力腐蝕的(de)各環境(jing)因素(su)進行(xing)關(guan)聯度計(ji)算。根據計(ji)算結果(guo)，分析各因素(su)對(dui)應(ying)力腐(fu)蝕敏感性的(de)影響，為(wei)掌握(wo)久久99國產精品久久99果凍傳媒:不銹鋼應(ying)力腐蝕發生規律及進行預防等提(ti)供依據。

一、灰色關聯分析

  灰(hui)色(se)系(xi)(xi)統(tong)理論(lun)是由我國(guo)著名學者鄧聚龍教授創造的(de)一(yi)種(zhong)系(xi)(xi)統(tong)科學理論(lun)，其中的(de)灰(hui)色(se)關(guan)聯(lian)(lian)分析是根據(ju)(ju)各因(yin)(yin)素變化曲線幾(ji)何形(xing)狀的(de)相似程度(du)，來判斷因(yin)(yin)素之(zhi)間關(guan)聯(lian)(lian)程度(du)的(de)方(fang)法(fa)(fa)。此方(fang)法(fa)(fa)通過對(dui)動態過程發(fa)展(zhan)態勢的(de)量化分析，完成對(dui)系(xi)(xi)統(tong)內時(shi)間序列有關(guan)統(tong)計(ji)數(shu)(shu)據(ju)(ju)幾(ji)何關(guan)系(xi)(xi)的(de)比較(jiao)，求(qiu)出參(can)考數(shu)(shu)列與各比較(jiao)數(shu)(shu)列之(zhi)間的(de)灰(hui)色(se)關(guan)聯(lian)(lian)度(du)。與參(can)考數(shu)(shu)列關(guan)聯(lian)(lian)度(du)越(yue)(yue)大的(de)比較(jiao)數(shu)(shu)列，其發(fa)展(zhan)方(fang)向和速率與參(can)考數(shu)(shu)列越(yue)(yue)接近，與參(can)考數(shu)(shu)列的(de)關(guan)系(xi)(xi)越(yue)(yue)緊密。

灰色關聯分(fen)析的具體(ti)計算(suan)步(bu)驟如下：

 1. 確定參考數(shu)據序(xu)列(lie)與(yu)比較數(shu)據序(xu)列(lie)

 2. 參考數(shu)列和(he)比較(jiao)數(shu)列進行(xing)無量綱化處理

 由于各個評(ping)價指標的單位、量綱(gang)不同，為消除它們(men)對決策結果的影響(xiang)，必(bi)須(xu)對數(shu)據進(jin)行無量綱(gang)化轉化。無量綱(gang)化轉化的方(fang)法主(zhu)要(yao)有(you)：求初(chu)值像、求均(jun)值像和(he)求區間值像，進(jin)行灰色關聯分析時選(xuan)用(yong)一種方(fang)法進(jin)行計(ji)算。初(chu)值像是各數(shu)據序(xu)(xu)列中的每一個數(shu)據與該數(shu)據序(xu)(xu)列第一個數(shu)據的比值：

 3. 計(ji)算參考序列和比較序列的絕(jue)對差

6. 求灰色關聯(lian)度(du)

  關聯(lian)度代(dai)表了(le)系(xi)統特征與各因素之間的關聯(lian)程度，其數值越(yue)大，說明兩者的密(mi)切程度越(yue)高(gao)。關聯(lian)度可根據各關聯(lian)系(xi)數獲得(de)，計(ji)算公式為(wei)：

二、應力腐蝕影響因(yin)素顯著性分析

分析案例(li) 1

  本案例分析是根據文獻的試驗數據進行應力腐蝕影響因素顯著性分析。試驗選用壓力容器常用材料316不銹(xiu)鋼，采用慢應變速率拉伸試驗方法。試驗考慮濕硫化氫環境中硫化氫和氯離子濃度、溫度、pH值對應力腐蝕敏感性的影響，試驗介質中各因素的參數值如表3-1所示。

試驗應以應力腐蝕敏感指數 F(A)、 F(δ)、 F(t)、作為評價指標，不同介質參數下應力腐蝕試驗數據如表 3-2 所示。

1. 以(yi)F(A)作為參考序列

  首先以應力腐蝕敏感性指數F(A)作為參考序列，即表3-3中的X₀₁ 數列和應力腐蝕影響因素進行關聯度分析。分析過程如下：

  a. 確定參考數據序列與比較數據序列

  以應力腐蝕(shi)敏感性指數F(A)數據序列(lie)(lie)為參(can)考序列(lie)(lie)，4個(ge)影響因素參(can)數列(lie)(lie)為比較序列(lie)(lie)。

  X_{0 = (21.355，50.55，17.54，38.865，5.725，37.37）（式 3-11）}

 b. 求各序列數(shu)據的初值像

 應力腐蝕敏感性是奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼316的灰色系統特征，也是我們關心的首要問題，其他數據序列是與敏感性指數相關的，需要找出主序列與輔序列數據之間的關聯程度。由于各組數據之間單位同，為了表示在一個圖上，需要進行無量綱化處理，可以求初值像、均值像和區間值像，進行灰色關聯分析時選用一種進行計算，本章分析案例中選用了初值像。初值像X;是各數據序列中的每一個數據與該數據序列第一個數據的比值，用初值化法對原始數據進行無量綱化處理得表3-4。

 c. 求差序列

  根據式（3-4),計(ji)算參考序列和比較序列的(de)絕對差Δ;(k),計(ji)算結果見表3-5.

 d. 求兩(liang)極差

  根據式（3-5)、式（3-6)求得兩極差分(fen)別為99.2501和0。

 e. 計算(suan)關聯系數

  取分辨系數為0.5,將兩極(ji)差數值代入式（3-7),計算關聯系數如下：

將表 3-5 中的數(shu)據代(dai)入(ru)式（3-12），分別求出關聯系數(shu)，計算(suan)結果見表 3-6。

 f. 求灰(hui)色關聯(lian)度(du)

  根據(ju)式（3-8),計算灰色(se)關聯度，計算結果(guo)為：

2. 以F(δ)作為(wei)參(can)考序列

  以應力腐蝕敏感性指數F(δ)作為參考序列，即表3-3中的X₀₂數列，和應力腐蝕影響因素進行關聯度分析。分析過程如下：

a. 求(qiu)各序列數(shu)據(ju)的初值(zhi)像

  根(gen)據(ju)式（3-3),可得各序列數據(ju)的初值像，結果如表3-7所示。

 b. 求差序列

  根據式（3-4),計算參考序列和比較序列的絕對差Δ_i(k),計算結果見表3-8。

  c. 求兩極差(cha)

  根據(ju)式（3-5)、式（3-6)求得兩極差分別為98.6685和0。

 d. 計算(suan)關聯(lian)系數

   取(qu)分辨系數ξ為0.5,將兩極差數值代(dai)入式（3-7),計算關聯系數如下：

 將表3-8中的數(shu)據(ju)代入式（3-13),分別求出關聯系數(shu)，計(ji)算結果見(jian)表3-9。

 e. 求灰色關聯度

  根據式（3-8),計(ji)算灰(hui)色關聯(lian)度，計(ji)算結果為：

 y₄>y₃>y₂>y₁,說明X₄與X₀的關聯度最大，也就是說溫度與應力牌蝕敏感性的關系最為密切，該結果與上節分析結果相同。

3. 以F(t)作為參考序(xu)列(lie)

 以應力腐蝕敏感性指數F(t)作為參考序列，即表3-3中的X₀₃數列，和應力腐蝕影響因素進行關聯度分析。分析過程如下。

 a. 求各序列數據(ju)的初值(zhi)像

  根(gen)據(ju)式（3-3),可(ke)得各序列數據(ju)的初值(zhi)像，結果如表3-10所示。

 b. 求差序列

  根據(ju)式（3-4),計算參考序(xu)列和(he)比較序(xu)列的絕(jue)對差Δ;(k),計算結果見表3-11。

 c. 求(qiu)兩(liang)極差

  根據式（3-5)、式（3-6)求得兩極差分(fen)別為(wei)98.663和(he)0。

 d. 計算(suan)關聯系數

   取(qu)分辨系(xi)數(shu)為0.5,將兩極差數(shu)值代人式（3-7),計算關聯系(xi)數(shu)如下(xia)：

   將表3-8中的數據(ju)代(dai)人式（3-14),分別求出關聯系數，計算(suan)結果見表3-12。

 e. 求(qiu)灰色關聯度(du)

  根(gen)據式（3-8),計算(suan)灰(hui)色關聯度(du)，計算(suan)結果為：

  以上分析表明：奧氏體316L不(bu)銹鋼的應力腐蝕中，pH值和溫度為主要影響因素，Cl^-濃度次之，最后是H₂S濃度。金屬與介質的化學反應速度、物質的輸送過程等均受溫度影響極大，因此溫度對應力腐蝕影響較大。影響因素中pH值影響比較大，是因為pH值的變化使應力腐蝕敏感性波動較大：弱酸弱堿性時，材料塑性損失較大，敏感性大；中性時，敏感性小；強酸性時，應力腐蝕被全面腐蝕代替。氯離子是奧氏體不銹鋼發生應力腐蝕的決定性要素，但是其濃度的影響并不占主導地位。在氯離子和H₂S共存的環境中，H₂S與材料金屬反應生成的氫原子導致材料脆化，對應力腐蝕起到了加速作用。

分(fen)析案(an)例 2

 溫度對奧氏體不銹鋼應力腐蝕有重要的影響，應力腐蝕的敏感性隨溫度升高而升高。近幾年的研究表明，不銹鋼應力腐蝕存在一個敏感溫度。Y.Y.Chen等采用耶茨算法研究了含氯和硫化氫環境中，溫度、氯離子濃度和pH值對321不銹鋼應力腐蝕敏感性的影響，結果表明，溫度的影響最重要。案例1的分析結表明：溫度與應力腐蝕的敏感性，這與前人的研究結論是一致的。本節在第2章試驗研究的基礎上，研究溫度和操作壓力對S32168不銹鋼應力腐蝕影響的顯著性。由于本次試驗獲得的數據較少，選擇合適的數據分析方法至關重要。樣本的大小不影響灰色關聯理論的使用，因此，作者采用灰色關聯理論來分析影響因素與應力腐蝕敏感性之間的關系。

 1. 確定參考數據(ju)序列與(yu)比較數據(ju)序列

  根據第2章的試驗結果，采用斷面收縮率來評價應力腐蝕敏感性，不同溫度和介質壓力下得到的應力腐蝕敏感性指數F(Z)見表2-3。首先，確定反映系統行為特征的參考數列和影響系統行為的比較數列。把F(Z)的數據作為參考序列X₀。

 2. 參(can)考數列(lie)和(he)比(bi)較數列(lie)進行無量綱化處理

  由于各個評(ping)價指標的單位不同，為(wei)消除它們對決策結果的影響(xiang)，本案例采(cai)用求(qiu)均值像的方(fang)法(fa)對數(shu)據(ju)進行無(wu)量綱化(hua)處(chu)理，即求(qiu)各數(shu)據(ju)序列(lie)中的每(mei)一(yi)個數(shu)據(ju)與數(shu)據(ju)序列(lie)平均數(shu)的比(bi)值：

 計算結果見(jian)表3-14。

  圖(tu)3-1為各數列均值(zhi)像的柱狀圖(tu)，可(ke)以看出溫度與應(ying)力腐蝕敏(min)感性的變化趨相似度較高(gao)。

 3. 求差序列

  根據式（3-4),計算參考序列和比較序列的絕對差Δ;(k),計算結果見表3-15。

 4. 求(qiu)兩極(ji)差

  根據式(shi)（3-5)、式(shi)（3-6)求得兩極差分別為1.1889和0.0763。

5. 計算關聯系數

 取(qu)分辨系(xi)數(shu)ξ為0.5，將(jiang)兩極差數(shu)值代入式(shi)（3-7),計算關聯系(xi)數(shu)如下：

將表3-15中的數據代入式（3-17),分別(bie)求出關聯系數，計算結果見表3-16。

6. 求灰色關聯度

 根據式（3-8),計算灰色關聯(lian)度，計算結(jie)果為：Y1=0.833; Y2=0.663

 說明X₁與X₀的關聯度最大，也就是說溫度對應力腐蝕敏感性的影響更加顯著，該結果與上節分析結果相同。

三、總結

  ①. 采用(yong)灰色關(guan)聯理論時(shi)，因為評(ping)價(jia)數(shu)據(ju)序列都是和(he)參考數(shu)據(ju)序列比(bi)較(jiao)，所以，評(ping)價(jia)數(shu)據(ju)序列數(shu)量不影響(xiang)評(ping)價(jia)結論，因此，關(guan)聯度可作為分析應力腐蝕(shi)影響(xiang)因素的一個重(zhong)要理論依據(ju)。

  ②. 案例1中：在對(dui)(dui)各影(ying)響因(yin)素與應力(li)腐(fu)蝕(shi)敏感性的(de)(de)關(guan)聯分析中，溫(wen)度(du)(du)關(guan)聯度(du)(du)接近1,說(shuo)明應力(li)腐(fu)蝕(shi)敏感性與溫(wen)度(du)(du)密切相關(guan)，其(qi)次是(shi)pH值和(he)氯離子濃度(du)(du)的(de)(de)影(ying)響。H2S濃度(du)(du)對(dui)(dui)應力(li)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)貢獻(xian)位于各因(yin)素之(zhi)末(mo)。

  ③. 案(an)例2中：從(cong)分(fen)析結果來(lai)看，介質壓力和溫(wen)度(du)與應(ying)力腐蝕敏(min)感性的關聯程度(du)都較(jiao)高，但(dan)溫(wen)度(du)對應(ying)力腐蝕敏(min)感性的影響比介質壓力的影響更加顯著。

  ④. 由于(yu)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)機(ji)理(li)復雜、影響(xiang)因(yin)素眾多，相同(tong)的(de)因(yin)素在不(bu)同(tong)環境(jing)下所(suo)占據(ju)的(de)主(zhu)次位置是不(bu)同(tong)的(de)，所(suo)以(yi)本書的(de)分析結(jie)果并(bing)不(bu)代表所(suo)有應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)介質環境(jing)情況(kuang)。但是，可為應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)斷(duan)裂預防(fang)和應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)機(ji)理(li)的(de)研究提(ti)供(gong)科學的(de)參考依(yi)據(ju)。