Kaustik soda(NaOH) är en av de viktigaste kemiska råvarorna, med en total årlig produktion på 106 ton. NaOH används inom organisk kemi, vid produktion av aluminium, inom pappersindustrin, inom livsmedelsindustrin, vid tillverkning av tvättmedel etc. Kaustiksoda är en biprodukt vid produktion av klor, varav 97 % sker genom elektrolys av natriumklorid.
Kaustiksoda har en aggressiv inverkan på de flesta metalliska material, särskilt vid höga temperaturer och koncentrationer. Det har dock länge varit känt att nickel uppvisar utmärkt korrosionsbeständighet mot kaustiksoda vid alla koncentrationer och temperaturer, vilket figur 1 visar. Dessutom är nickel, förutom vid mycket höga koncentrationer och temperaturer, immun mot kaustikinducerad spänningskorrosion. Nickelstandardlegeringen 200 (EN 2.4066/UNS N02200) och legeringen 201 (EN 2.4068/UNS N02201) används därför i dessa steg av kaustiksodaproduktionen, vilka kräver den högsta korrosionsbeständigheten. Katoderna i elektrolyscellen som används i membranprocessen är också gjorda av nickelplåt. Nedströmsenheterna för koncentrering av vätskan är också gjorda av nickel. De arbetar enligt flerstegsindunstningsprincipen, mestadels med fallande filmindunstare. I dessa enheter används nickel i form av rör eller rörplåtar för förindunstningsvärmeväxlarna, som plåtar eller beklädda plattor för förindunstningsenheterna, och i rören för transport av kaustiksodalösningen. Beroende på flödeshastigheten kan kaustiksodakristallerna (övermättad lösning) orsaka erosion på värmeväxlarrören, vilket gör det nödvändigt att byta ut dem efter en driftsperiod på 2–5 år. Fallfilmsindunstningsprocessen används för att producera högkoncentrerad, vattenfri kaustiksoda. I fallfilmsprocessen som utvecklats av Bertrams används smält salt vid en temperatur på cirka 400 °C som värmemedium. Här bör rör tillverkade av lågkolhaltig nickellegering 201 (EN 2.4068/UNS N02201) användas eftersom vid temperaturer högre än cirka 315 °C (600 °F) kan den högre kolhalten i standardnickellegeringen 200 (EN 2.4066/UNS N02200) leda till grafitutfällning vid korngränserna.
Nickel är det föredragna konstruktionsmaterialet för kaustiksodaindunstare där austenitiska stål inte kan användas. I närvaro av föroreningar som klorater eller svavelföreningar – eller när högre hållfastheter krävs – används i vissa fall kromhaltiga material som legering 600 L (EN 2.4817/UNS N06600). Även av stort intresse för kaustiska miljöer är legeringen 33 med hög kromhalt (EN 1.4591/UNS R20033). Om dessa material ska användas måste det säkerställas att driftsförhållandena sannolikt inte orsakar spänningskorrosion.
Legering 33 (EN 1.4591/UNS R20033) uppvisar utmärkt korrosionsbeständighet i 25 och 50 % NaOH upp till kokpunkten och i 70 % NaOH vid 170 °C. Denna legering visade också utmärkta prestanda i fälttester i en anläggning exponerad för kaustiksoda från diafragmaprocessen.39 Figur 21 visar några resultat angående koncentrationen av denna diafragmakaustikvätska, som var förorenad med klorider och klorater. Upp till en koncentration av 45 % NaOH uppvisar materialen legering 33 (EN 1.4591/UNS R20033) och nickellegering 201 (EN 2.4068/UNS N2201) en jämförbar enastående beständighet. Med ökande temperatur och koncentration blir legering 33 ännu mer resistent än nickel. Således, som ett resultat av sitt höga krominnehåll, verkar legering 33 vara fördelaktig att hantera kaustiska lösningar med klorider och hypoklorit från diafragma- eller kvicksilvercellprocessen.
Publiceringstid: 21 december 2022