Сода каустик(NaOH) е една от най-важните химически суровини, с общо годишно производство от 106 тона. NaOH се използва в органичната химия, в производството на алуминий, в хартиената промишленост, в хранително-вкусовата промишленост, в производството на перилни препарати и др. Сода каустик е страничен продукт при производството на хлор, 97% от който се получава чрез електролиза на натриев хлорид.
Содата каустик има агресивно въздействие върху повечето метални материали, особено при високи температури и концентрации. Отдавна е известно обаче, че никелът проявява отлична устойчивост на корозия спрямо сода каустик при всички концентрации и температури, както е показано на Фигура 1. Освен това, с изключение на много високи концентрации и температури, никелът е имунизиран срещу напукване от корозия под напрежение, предизвикано от каустик. Поради това на тези етапи от производството на сода каустик, които изискват най-висока устойчивост на корозия, се използват стандартните марки никел - сплав 200 (EN 2.4066/UNS N02200) и сплав 201 (EN 2.4068/UNS N02201). Катодите в електролизната клетка, използвана в мембранния процес, също са изработени от никелови листове. Следващите устройства за концентриране на разтвора също са изработени от никел. Те работят на принципа на многоетапно изпаряване, най-вече с изпарители с падащ филм. В тези агрегати никелът се използва под формата на тръби или тръбни решетки за топлообменниците преди изпаряване, като листове или плакирани плочи за агрегатите преди изпаряване и в тръбите за транспортиране на разтвора на сода каустик. В зависимост от дебита, кристалите на сода каустик (пренаситен разтвор) могат да причинят ерозия на тръбите на топлообменника, което налага подмяната им след експлоатационен период от 2 до 5 години. Процесът на изпаряване с падащ филм се използва за производство на високо концентрирана, безводна сода каустик. В процеса с падащ филм, разработен от Bertrams, като нагревателна среда се използва разтопена сол с температура около 400 °C. Тук трябва да се използват тръби, изработени от нисковъглеродна никелова сплав 201 (EN 2.4068/UNS N02201), тъй като при температури по-високи от около 315 °C (600 °F) по-високото съдържание на въглерод в стандартната никелова сплав 200 (EN 2.4066/UNS N02200) може да доведе до утаяване на графит по границите на зърната.
Никелът е предпочитаният конструктивен материал за изпарители на сода каустик, където не могат да се използват аустенитни стомани. При наличие на примеси като хлорати или серни съединения – или когато се изискват по-високи якости – в някои случаи се използват материали, съдържащи хром, като например сплав 600 L (EN 2.4817/UNS N06600). Също така от голям интерес за каустични среди е високосъдържащата хром сплав 33 (EN 1.4591/UNS R20033). Ако тези материали ще се използват, трябва да се гарантира, че работните условия не е вероятно да причинят напукване от корозия под напрежение.
Сплав 33 (EN 1.4591/UNS R20033) показва отлична устойчивост на корозия в 25 и 50% NaOH до точката на кипене и в 70% NaOH при 170°C. Тази сплав също така показа отлични резултати при полеви тестове в инсталация, изложена на каустична сода от диафрагмения процес.39 Фигура 21 показва някои резултати относно концентрацията на тази диафрагмена каустична течност, която е била замърсена с хлориди и хлорати. До концентрация от 45% NaOH, материалите сплав 33 (EN 1.4591/UNS R20033) и никелова сплав 201 (EN 2.4068/UNS N2201) показват сравнима изключителна устойчивост. С повишаване на температурата и концентрацията сплав 33 става още по-устойчива от никела. По този начин, в резултат на високото си съдържание на хром, сплав 33 изглежда е предимство за работа с каустични разтвори с хлориди и хипохлорит от диафрагмения или живачно-колонковия процес.
Време на публикуване: 21 декември 2022 г.