Kaustisk soda(NaOH) er et af de vigtigste kemiske råmaterialer med en samlet årlig produktion på 106 t. NaOH anvendes i organisk kemi, i produktionen af aluminium, i papirindustrien, i fødevareindustrien, i fremstillingen af vaskemidler osv. Kaustisk soda er et biprodukt i produktionen af klor, hvoraf 97% finder sted ved elektrolyse af natriumklorid.
Kaustisk soda har en aggressiv indvirkning på de fleste metalliske materialer, især ved høje temperaturer og koncentrationer. Det har dog længe været kendt, at nikkel udviser fremragende korrosionsbestandighed over for kaustisk soda ved alle koncentrationer og temperaturer, som figur 1 viser. Derudover er nikkel, bortset fra ved meget høje koncentrationer og temperaturer, immun over for kaustisk spændingskorrosion. Nikkelstandardlegeringen 200 (EN 2.4066/UNS N02200) og legering 201 (EN 2.4068/UNS N02201) anvendes derfor i disse stadier af kaustisk sodaproduktion, som kræver den højeste korrosionsbestandighed. Katoderne i elektrolysecellen, der anvendes i membranprocessen, er også lavet af nikkelplader. Nedstrømsenhederne til koncentrering af væsken er også lavet af nikkel. De fungerer i henhold til flertrinsfordampningsprincippet, hovedsageligt med faldfilmfordampere. I disse enheder anvendes nikkel i form af rør eller rørplader til fordampningsvarmevekslerne, som plader eller beklædte plader til fordampningsenhederne og i rørene til transport af kaustisk sodaopløsning. Afhængigt af strømningshastigheden kan kaustiske sodakrystaller (overmættet opløsning) forårsage erosion på varmevekslerrørene, hvilket gør det nødvendigt at udskifte dem efter en driftsperiode på 2-5 år. Fallfilmfordampningsprocessen anvendes til at producere højkoncentreret, vandfri kaustisk soda. I fallfilmprocessen udviklet af Bertrams anvendes smeltet salt ved en temperatur på ca. 400 °C som varmemedium. Her bør rør lavet af lavkulstofnikkellegering 201 (EN 2.4068/UNS N02201) anvendes, fordi det højere kulstofindhold i standard nikkellegering 200 (EN 2.4066/UNS N02200) ved temperaturer højere end ca. 315 °C (600 °F) kan føre til grafitudfældning ved korngrænserne.
Nikkel er det foretrukne konstruktionsmateriale til kaustiske sodafordampere, hvor austenitiske ståltyper ikke kan anvendes. I tilfælde af urenheder som klorater eller svovlforbindelser – eller når højere styrker er påkrævet – anvendes i nogle tilfælde kromholdige materialer som legering 600 L (EN 2.4817/UNS N06600). Også af stor interesse for kaustiske miljøer er legeringen 33 med højt kromindhold (EN 1.4591/UNS R20033). Hvis disse materialer skal anvendes, skal det sikres, at driftsforholdene ikke sandsynligvis vil forårsage spændingskorrosion.
Legering 33 (EN 1.4591/UNS R20033) udviser fremragende korrosionsbestandighed i 25 og 50% NaOH op til kogepunktet og i 70% NaOH ved 170 °C. Denne legering viste også fremragende ydeevne i feltforsøg i et anlæg udsat for kaustisk soda fra diafragmaprocessen.39 Figur 21 viser nogle resultater vedrørende koncentrationen af denne diafragma-kaustiske væske, som var forurenet med klorider og klorater. Op til en koncentration på 45% NaOH udviser materialerne legering 33 (EN 1.4591/UNS R20033) og nikkellegering 201 (EN 2.4068/UNS N2201) en sammenlignelig fremragende modstandsdygtighed. Med stigende temperatur og koncentration bliver legering 33 endnu mere modstandsdygtig end nikkel. Som følge af sit høje kromindhold synes legering 33 derfor at være fordelagtig til håndtering af kaustiske opløsninger med klorider og hypoklorit fra diafragma- eller kviksølvcelleprocessen.
Opslagstidspunkt: 21. dec. 2022