Soda kaustyczna(NaOH) jest jednym z najważniejszych surowców chemicznych, którego całkowita roczna produkcja wynosi 106 ton. NaOH jest stosowany w chemii organicznej, w produkcji aluminium, w przemyśle papierniczym, w przetwórstwie spożywczym, w produkcji detergentów itp. Soda kaustyczna jest produktem ubocznym w produkcji chloru, którego 97% powstaje w wyniku elektrolizy chlorku sodu.
Soda kaustyczna ma agresywny wpływ na większość materiałów metalicznych, szczególnie w wysokich temperaturach i stężeniach. Od dawna wiadomo jednak, że nikiel wykazuje doskonałą odporność na korozję w obecności sody kaustycznej przy 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 sodą kaustyczną. Dlatego 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 elektrolizerze stosowanym w procesie membranowym również wykonane są z blach niklowych. Urządzenia do zagęszczania ługu również wykonane są z niklu. Działają one na zasadzie parowania wielostopniowego, głównie z wykorzystaniem parowników opadających. W tych jednostkach nikiel jest stosowany w postaci rur lub ścian sitowych do wymienników ciepła z odparowywaniem wstępnym, jako arkusze lub płyty platerowane do jednostek z odparowywaniem wstępnym oraz w rurach do transportu roztworu sody kaustycznej. W zależności od natężenia przepływu, kryształy sody kaustycznej (przesycony roztwór) mogą powodować erozję rur wymiennika ciepła, co powoduje konieczność ich wymiany po okresie eksploatacji wynoszącym 2–5 lat. Proces parowania z opadającą warstwą cieczy jest stosowany do produkcji wysokoskoncentrowanej, bezwodnej sody kaustycznej. W procesie z opadającą warstwą cieczy opracowanym przez Bertramsa, jako medium grzewcze stosuje się stopioną sól o temperaturze około 400°C. W tym przypadku należy stosować rury wykonane z niskowęglowego stopu niklu 201 (EN 2.4068/UNS N02201), ponieważ w temperaturach wyższych niż około 315 °C (600 °F) wyższa zawartość węgla w standardowym stopie niklu 200 (EN 2.4066/UNS N02200) może powodować wytrącanie się grafitu na granicach ziaren.
Nikiel jest preferowanym materiałem konstrukcyjnym do wyparek sody kaustycznej, w których nie można zastosować stali austenitycznych. W obecności zanieczyszczeń, takich jak chlorany lub związki siarki – lub gdy wymagana jest wyższa wytrzymałość – w niektórych przypadkach stosuje się materiały zawierające chrom, takie jak stop 600 L (EN 2.4817/UNS N06600). W środowiskach żrących szczególnie interesujący jest również stop 33 o wysokiej zawartości chromu (EN 1.4591/UNS R20033). W przypadku stosowania tych materiałów należy upewnić się, że warunki pracy nie będą sprzyjać pękaniu korozyjnemu naprężeniowemu.
Stop 33 (EN 1.4591/UNS R20033) wykazuje doskonałą odporność na korozję w roztworach NaOH o stężeniu 25 i 50% do temperatury wrzenia oraz w roztworze NaOH o stężeniu 70% w temperaturze 170°C. Stop ten wykazał również doskonałą wydajność w testach terenowych w zakładzie narażonym na działanie sody kaustycznej z procesu przeponowego.39 Rysunek 21 przedstawia niektóre wyniki dotyczące stężenia ługu kaustycznego z procesu przeponowego, zanieczyszczonego chlorkami i chloranami. Do stężenia 45% NaOH, 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 być korzystny do obróbki roztworów żrących zawierających chlorki i podchloryn pochodzących z procesu przeponowego lub rtęciowego.
Czas publikacji: 21-12-2022