Sodă caustică(NaOH) este una dintre cele mai importante materii prime chimice, cu o producție anuală totală de 106 tone. NaOH este utilizat în chimia organică, în producția de aluminiu, în industria hârtiei, în industria alimentară, în fabricarea detergenților etc. Soda caustică este un coprodus în producția de clor, 97% din acesta având loc prin electroliza clorurii de sodiu.
Soda caustică are un impact agresiv asupra majorității materialelor metalice, în special la temperaturi și concentrații ridicate. Cu toate acestea, se știe de mult timp că nichelul prezintă o rezistență excelentă la coroziune față de soda caustică la toate concentrațiile și temperaturile, așa cum se arată în Figura 1. În plus, cu excepția concentrațiilor și temperaturilor foarte mari, nichelul este imun la fisurarea prin coroziune sub tensiune indusă de sodă caustică. Prin urmare, în aceste etape ale producției de sodă caustică, care necesită cea mai mare rezistență la coroziune, se utilizează aliajele standard de nichel, aliajul 200 (EN 2.4066/UNS N02200) și aliajul 201 (EN 2.4068/UNS N02201). Catozii din celula de electroliză utilizată în procesul cu membrană sunt, de asemenea, fabricați din foi de nichel. Unitățile din aval pentru concentrarea lichidului sunt, de asemenea, fabricate din nichel. Acestea funcționează conform principiului evaporării în mai multe etape, în mare parte cu evaporatoare cu peliculă descendentă. În aceste unități, nichelul este utilizat sub formă de tuburi sau plăci tubulare pentru schimbătoarele de căldură de pre-evaporare, ca foi sau plăci placate pentru unitățile de pre-evaporare și în conductele pentru transportul soluției de sodă caustică. În funcție de debit, cristalele de sodă caustică (soluție suprasaturată) pot provoca eroziunea tuburilor schimbătorului de căldură, ceea ce face necesară înlocuirea acestora după o perioadă de funcționare de 2-5 ani. Procedeul de evaporare cu film descendent este utilizat pentru a produce sodă caustică anhidră, foarte concentrată. În procedeul cu film descendent dezvoltat de Bertrams, se utilizează ca mediu de încălzire sare topită la o temperatură de aproximativ 400 °C. Aici ar trebui utilizate tuburi fabricate din aliaj de nichel cu conținut scăzut de carbon 201 (EN 2.4068/UNS N02201), deoarece la temperaturi mai mari de aproximativ 315 °C (600 °F), conținutul mai mare de carbon al aliajului standard de nichel 200 (EN 2.4066/UNS N02200) poate duce la precipitarea grafitului la limitele granulelor.
Nichelul este materialul de construcție preferat pentru evaporatoarele de sodă caustică acolo unde nu se pot utiliza oțeluri austenitice. În prezența impurităților precum clorați sau compuși de sulf – sau când sunt necesare rezistențe mai mari – în unele cazuri se utilizează materiale care conțin crom, cum ar fi aliajul 600 L (EN 2.4817/UNS N06600). De asemenea, de mare interes pentru mediile caustice este aliajul 33 (EN 1.4591/UNS R20033), cu conținut ridicat de crom. Dacă se utilizează aceste materiale, trebuie să se asigure că condițiile de funcționare nu sunt susceptibile de a provoca fisuri prin coroziune sub tensiune.
Aliajul 33 (EN 1.4591/UNS R20033) prezintă o rezistență excelentă la coroziune în NaOH 25 și 50% până la punctul de fierbere și în NaOH 70% la 170 °C. Acest aliaj a demonstrat, de asemenea, performanțe excelente în testele de teren într-o instalație expusă la sodă caustică din procesul cu diafragmă.39 Figura 21 prezintă câteva rezultate privind concentrația acestei soluții caustice cu diafragmă, care a fost contaminată cu cloruri și clorați. Până la o concentrație de 45% NaOH, materialele aliaj 33 (EN 1.4591/UNS R20033) și aliajul de nichel 201 (EN 2.4068/UNS N2201) prezintă o rezistență remarcabilă comparabilă. Odată cu creșterea temperaturii și a concentrației, aliajul 33 devine și mai rezistent decât nichelul. Astfel, ca urmare a conținutului său ridicat de crom, aliajul 33 pare a fi avantajos pentru a gestiona soluții caustice cu cloruri și hipoclorit din procesul cu diafragmă sau cel cu mercur.
Data publicării: 21 decembrie 2022