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 малюнку 21 показано деякі результати щодо концентрації цього їдкого розчину діафрагми, який був забруднений 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