Soda kaustyczna(NaOH) jest jednym z najważniejszych surowców chemicznych, którego całkowita roczna produkcja wynosi 106 ton. NaOH stosowany jest w chemii organicznej, przy produkcji aluminium, w przemyśle papierniczym, w przemyśle spożywczym, do produkcji detergentów itp. Soda kaustyczna jest produktem ubocznym przy produkcji chloru, którego 97% pochłania miejsce poprzez elektrolizę chlorku sodu.
Soda kaustyczna działa agresywnie na większość materiałów metalicznych, zwłaszcza w wysokich temperaturach i stężeniach. Od dawna wiadomo jednak, że nikiel wykazuje doskonałą odporność na korozję wobec sody kaustycznej we wszystkich stężeniach i temperaturach, jak pokazano na rysunku 1. Ponadto, z wyjątkiem bardzo wysokich stężeń i temperatur, nikiel jest odporny na pękanie korozyjne naprężeniowe wywołane działaniem środków żrących. Dlatego też na tych etapach produkcji sody kaustycznej, które wymagają najwyższej odporności na korozję, stosuje się standardowe gatunki niklu, stop 200 (EN 2.4066/UNS N02200) i stop 201 (EN 2.4068/UNS N02201). Katody w ogniwie elektrolizy stosowanej w procesie membranowym są również wykonane z blach niklowych. Dalsze jednostki do zagęszczania cieczy są również wykonane z niklu. Działają na zasadzie odparowania wielostopniowego, głównie z wyparkami z opadającym filmem. W tych jednostkach nikiel stosuje się w postaci rur lub blach sitowych do wymienników ciepła odparowania wstępnego, jako blachy lub płyty platerowane do jednostek odparowania wstępnego oraz w rurach do transportu roztworu sody kaustycznej. W zależności od natężenia przepływu kryształy sody kaustycznej (roztwór przesycony) mogą powodować erozję rurek wymiennika ciepła, co powoduje konieczność ich wymiany po okresie eksploatacji wynoszącym 2–5 lat. Do produkcji wysokoskoncentrowanej, bezwodnej sody kaustycznej wykorzystuje się proces wyparki z opadającym filmem. W procesie opadania filmu opracowanym przez Bertrams jako czynnik grzewczy stosuje się stopioną sól o temperaturze około 400 °C. W tym przypadku należy stosować rury wykonane ze stopu niklu o niskiej zawartości węgla 201 (EN 2.4068/UNS N02201), ponieważ w temperaturach wyższych niż około 315°C (600°F) występuje wyższa zawartość węgla w standardowym stopie niklu 200 (EN 2.4066/UNS N02200) ) może prowadzić do wytrącania się grafitu na granicach ziaren.
Nikiel jest preferowanym materiałem konstrukcyjnym wyparek sody kaustycznej, w których nie można zastosować stali austenitycznych. W obecności zanieczyszczeń, takich jak chlorany lub związki siarki – lub gdy wymagana jest większa wytrzymałość – w niektórych przypadkach stosuje się materiały zawierające chrom, takie jak stop 600 L (EN 2.4817/UNS N06600). Również dużym zainteresowaniem w środowiskach żrących jest stop 33 o wysokiej zawartości chromu (EN 1.4591/UNS R20033). Jeśli te materiały mają być użyte, należy upewnić się, że warunki pracy nie spowodują pęknięć korozyjnych naprężeniowych.
Stop 33 (EN 1.4591/UNS R20033) wykazuje doskonałą odporność na korozję w 25 i 50% NaOH aż do temperatury wrzenia oraz w 70% NaOH w temperaturze 170°C. Stop ten wykazał także doskonałe wyniki w testach terenowych w zakładzie narażonym na działanie sody kaustycznej pochodzącej z procesu przeponowego.39 Rysunek 21 przedstawia niektóre wyniki dotyczące stężenia tego ługu przeponowego, który był zanieczyszczony chlorkami i chloranami. Do stężenia 45% NaOH materiały stop 33 (EN 1.4591/UNS R20033) i stop niklu 201 (EN 2.4068/UNS N2201) wykazują porównywalną wyjątkową odporność. Wraz ze wzrostem temperatury i stężenia stop 33 staje się jeszcze bardziej odporny niż nikiel. Zatem, ze względu na wysoką zawartość chromu, stop 33 wydaje się korzystny w przypadku roztworów żrących zawierających chlorki i podchloryn z procesu przeponowego lub ogniwa rtęciowego.
Czas publikacji: 21 grudnia 2022 r