Каустична сода(NaOH) є одним із найважливіших запасів хімічної сировини із загальним річним виробництвом 106 т. NaOH використовується в органічній хімії, у виробництві алюмінію, у паперовій промисловості, у харчовій промисловості, у виробництві миючих засобів тощо. Каустична сода є побічним продуктом у виробництві хлору, 97% якого займає проводять електролізом хлориду натрію.
Каустична сода агресивно впливає на більшість металевих матеріалів, особливо при високих температурах і концентраціях. Проте вже давно відомо, що нікель демонструє чудову корозійну стійкість до каустичної соди при всіх концентраціях і температурах, як показано на малюнку 1. Крім того, за винятком дуже високих концентрацій і температур, нікель стійкий до корозійного розтріскування під дією каустичної речовини. Таким чином, на цих стадіях виробництва каустичної соди, які вимагають найвищої стійкості до корозії, використовуються стандартні марки нікелю: сплав 200 (EN 2.4066/UNS N02200) і сплав 201 (EN 2.4068/UNS N02201). Катоди в електролізній комірці, що використовується в мембранному процесі, також виготовлені з листів нікелю. Наступні агрегати для концентрування розчину також виготовлені з нікелю. Вони працюють за принципом багатоступінчастого випаровування переважно з випарниками з падаючою плівкою. У цих установках нікель використовується у формі труб або трубних решіток для теплообмінників попереднього випаровування, як листи або плаковані пластини для установок попереднього випарювання, а також у трубах для транспортування розчину каустичної соди. Залежно від швидкості потоку кристали каустичної соди (перенасичений розчин) можуть спричинити ерозію на трубках теплообмінника, що вимагає їх заміни через 2–5 років експлуатації. Процес випарювання з падаючою плівкою використовується для виробництва висококонцентрованої безводної каустичної соди. У процесі падіння плівки, розробленому Bertrams, розплавлена сіль при температурі близько 400 °C використовується як нагрівальне середовище. Тут слід використовувати труби, виготовлені з низьковуглецевого нікелевого сплаву 201 (EN 2.4068/UNS N02201), оскільки при температурах вище приблизно 315 °C (600 °F) вищий вміст вуглецю в стандартному нікелевому сплаві 200 (EN 2.4066/UNS N02200) ) може призвести до випадання графіту на межах зерен.
Нікель є кращим конструкційним матеріалом для випарників каустичної соди, де не можна використовувати аустенітну сталь. За наявності таких домішок, як хлорати або сполуки сірки, або коли потрібна більш висока міцність, у деяких випадках використовуються хромовмісні матеріали, такі як сплав 600 L (EN 2.4817/UNS N06600). Також великий інтерес для каустичних середовищ представляє сплав 33 з високим вмістом хрому (EN 1.4591/UNS R20033). Якщо ці матеріали будуть використовуватися, необхідно переконатися, що умови експлуатації не можуть спричинити корозійне розтріскування під напругою.
Сплав 33 (EN 1.4591/UNS R20033) демонструє чудову корозійну стійкість у 25 та 50% NaOH до точки кипіння та у 70% NaOH при 170 °C. Цей сплав також показав чудові характеристики під час польових випробувань на заводі, який піддавався впливу каустичної соди з діафрагмового процесу.39 На рисунку 21 показано деякі результати щодо концентрації цього каустичної рідини на діафрагмі, яка була забруднена хлоридами та хлоратами. Аж до концентрації 45% NaOH сплав матеріалів 33 (EN 1.4591/UNS R20033) і нікелевий сплав 201 (EN 2.4068/UNS N2201) демонструють порівнянну видатну стійкість. З підвищенням температури і концентрації сплав 33 стає навіть більш стійким, ніж нікель. Таким чином, завдяки високому вмісту хрому сплав 33 є вигідним для роботи з їдкими розчинами з хлоридами та гіпохлоритом з діафрагмового або ртутного процесу.
Час публікації: 21 грудня 2022 р