Kaustisk soda(NaOH) er et av de viktigste kjemiske råvarene, med en total årlig produksjon på 106 tonn. NaOH brukes i organisk kjemi, i produksjon av aluminium, i papirindustrien, i næringsmiddelindustrien, i produksjon av vaskemidler, osv. Kaustisk soda er et biprodukt i produksjonen av klor, hvorav 97 % skjer ved elektrolyse av natriumklorid.
Kaustisk soda har en aggressiv innvirkning på de fleste metalliske materialer, spesielt ved høye temperaturer og konsentrasjoner. Det har imidlertid vært kjent lenge at nikkel viser utmerket korrosjonsbestandighet mot kaustisk soda i alle konsentrasjoner og temperaturer, som figur 1 viser. I tillegg, bortsett fra ved svært høye konsentrasjoner og temperaturer, er nikkel immun mot kaustisk indusert spenningskorrosjonssprekker. Nikkelstandardlegeringen 200 (EN 2.4066/UNS N02200) og legering 201 (EN 2.4068/UNS N02201) brukes derfor i disse stadiene av kaustisk sodaproduksjon, som krever den høyeste korrosjonsbestandigheten. Katodene i elektrolysecellen som brukes i membranprosessen er også laget av nikkelplater. Nedstrømsenhetene for konsentrering av væsken er også laget av nikkel. De fungerer i henhold til flertrinnsfordampningsprinsippet, hovedsakelig med fallende filmfordampere. I disse enhetene brukes nikkel i form av rør eller rørplater for fordampningsvarmevekslerne, som plater eller kledde plater for fordampningsenhetene, og i rørene for transport av kaustisk sodaløsning. Avhengig av strømningshastigheten kan kaustiske sodakrystaller (overmettet løsning) forårsake erosjon på varmevekslerrørene, noe som gjør det nødvendig å bytte dem ut etter en driftsperiode på 2–5 år. Fallfilmfordamperprosessen brukes til å produsere høykonsentrert, vannfri kaustisk soda. I fallfilmprosessen utviklet av Bertrams brukes smeltet salt ved en temperatur på omtrent 400 °C som varmemedium. Her bør rør laget av lavkarbonnikkellegering 201 (EN 2.4068/UNS N02201) brukes fordi ved temperaturer høyere enn omtrent 315 °C (600 °F) kan det høyere karboninnholdet i standard nikkellegering 200 (EN 2.4066/UNS N02200) føre til grafittutfelling ved korngrensene.
Nikkel er det foretrukne konstruksjonsmaterialet for kaustiske sodafordampere der austenittiske ståltyper ikke kan brukes. I nærvær av urenheter som klorater eller svovelforbindelser – eller når høyere styrker er nødvendig – brukes kromholdige materialer som legering 600 L (EN 2.4817/UNS N06600) i noen tilfeller. Også av stor interesse for kaustiske miljøer er legeringen 33 med høyt krominnhold (EN 1.4591/UNS R20033). Hvis disse materialene skal brukes, må det sikres at driftsforholdene sannsynligvis ikke vil forårsake spenningskorrosjonssprekker.
Legering 33 (EN 1.4591/UNS R20033) viser utmerket korrosjonsbestandighet i 25 og 50 % NaOH opp til kokepunktet og i 70 % NaOH ved 170 °C. Denne legeringen viste også utmerket ytelse i feltforsøk i et anlegg eksponert for kaustisk soda fra diafragmaprosessen.39 Figur 21 viser noen resultater angående konsentrasjonen av denne diafragma-kaustiske væsken, som var forurenset med klorider og klorater. Opptil en konsentrasjon på 45 % NaOH viser materialene legering 33 (EN 1.4591/UNS R20033) og nikkellegering 201 (EN 2.4068/UNS N2201) en sammenlignbar fremragende motstand. Med økende temperatur og konsentrasjon blir legering 33 enda mer motstandsdyktig enn nikkel. Som et resultat av sitt høye krominnhold ser legering 33 derfor ut til å være fordelaktig å håndtere kaustiske løsninger med klorider og hypokloritt fra diafragma- eller kvikksølvcelleprosessen.
Publisert: 21. desember 2022