Καυστική σόδα(NaOH) είναι ένα από τα σημαντικότερα αποθέματα χημικών ζωοτροφών, με συνολική ετήσια παραγωγή 106 t.Το NaOH χρησιμοποιείται στην οργανική χημεία, στην παραγωγή αλουμινίου, στη χαρτοβιομηχανία, στη βιομηχανία επεξεργασίας τροφίμων, στην παρασκευή απορρυπαντικών κ.λπ. Η καυστική σόδα είναι ένα συμπροϊόν στην παραγωγή χλωρίου, το 97% του οποίου παίρνει θέση με την ηλεκτρόλυση χλωριούχου νατρίου.
Η καυστική σόδα έχει επιθετική επίδραση στα περισσότερα μεταλλικά υλικά, ειδικά σε υψηλές θερμοκρασίες και συγκεντρώσεις.Είναι γνωστό εδώ και πολύ καιρό, ωστόσο, ότι το νικέλιο παρουσιάζει εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση στην καυστική σόδα σε όλες τις συγκεντρώσεις και θερμοκρασίες, όπως δείχνει το σχήμα 1.Επιπλέον, εκτός από πολύ υψηλές συγκεντρώσεις και θερμοκρασίες, το νικέλιο είναι άνοσο σε ρωγμές που προκαλούνται από την καυστική τάση λόγω διάβρωσης.Το κράμα 200 τυπικών ποιοτήτων νικελίου (EN 2.4066/UNS N02200) και το κράμα 201 (EN 2.4068/UNS N02201) χρησιμοποιούνται επομένως σε αυτά τα στάδια παραγωγής καυστικής σόδας, τα οποία απαιτούν την υψηλότερη αντοχή στη διάβρωση.Οι κάθοδοι στο στοιχείο ηλεκτρόλυσης που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία μεμβράνης είναι επίσης κατασκευασμένες από φύλλα νικελίου.Οι κατάντη μονάδες για τη συμπύκνωση του υγρού είναι επίσης κατασκευασμένες από νικέλιο.Λειτουργούν σύμφωνα με την αρχή της εξάτμισης πολλαπλών σταδίων κυρίως με εξατμιστήρες που πέφτουν.Σε αυτές τις μονάδες το νικέλιο χρησιμοποιείται με τη μορφή σωλήνων ή φύλλων σωλήνων για τους εναλλάκτες θερμότητας πριν από την εξάτμιση, ως φύλλα ή επικαλυμμένες πλάκες για τις μονάδες προεξάτμισης και στους σωλήνες για τη μεταφορά του διαλύματος καυστικής σόδας.Ανάλογα με τον ρυθμό ροής, οι κρύσταλλοι καυστικής σόδας (υπερκορεσμένο διάλυμα) μπορούν να προκαλέσουν διάβρωση στους σωλήνες εναλλάκτη θερμότητας, γεγονός που καθιστά απαραίτητη την αντικατάστασή τους μετά από μια περίοδο λειτουργίας 2-5 ετών.Η διαδικασία εξάτμισης μεμβράνης πτώσης χρησιμοποιείται για την παραγωγή υψηλής συγκέντρωσης, άνυδρης καυστικής σόδας.Στη διαδικασία μεμβράνης πτώσης που αναπτύχθηκε από τον Bertrams, το λιωμένο αλάτι σε θερμοκρασία περίπου 400 °C χρησιμοποιείται ως θερμαντικό μέσο.Εδώ θα πρέπει να χρησιμοποιούνται σωλήνες από κράμα νικελίου χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα 201 (EN 2.4068/UNS N02201) επειδή σε θερμοκρασίες υψηλότερες από περίπου 315 °C (600 °F) η υψηλότερη περιεκτικότητα σε άνθρακα του τυπικού κράματος ποιότητας νικελίου 200 (EN 2.4066/UNS N02200 ) μπορεί να οδηγήσει σε καθίζηση γραφίτη στα όρια των κόκκων.
Το νικέλιο είναι το προτιμώμενο υλικό κατασκευής για εξατμιστές καυστικής σόδας όπου δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι ωστενιτικοί χάλυβες.Παρουσία ακαθαρσιών όπως χλωρικά άλατα ή θειούχες ενώσεις – ή όταν απαιτούνται υψηλότερες αντοχές – χρησιμοποιούνται σε ορισμένες περιπτώσεις υλικά που περιέχουν χρώμιο όπως κράμα 600 L (EN 2.4817/UNS N06600).Επίσης μεγάλο ενδιαφέρον για τα καυστικά περιβάλλοντα είναι το κράμα 33 με υψηλή περιεκτικότητα σε χρώμιο (EN 1.4591/UNS R20033).Εάν πρόκειται να χρησιμοποιηθούν αυτά τα υλικά, πρέπει να διασφαλιστεί ότι οι συνθήκες λειτουργίας δεν είναι πιθανό να προκαλέσουν ρωγμές λόγω διάβρωσης λόγω τάσης.
Το κράμα 33 (EN 1.4591/UNS R20033) παρουσιάζει εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση σε 25 και 50% NaOH μέχρι το σημείο βρασμού και σε 70% NaOH στους 170 °C.Αυτό το κράμα έδειξε επίσης εξαιρετική απόδοση σε δοκιμές πεδίου σε ένα εργοστάσιο που εκτέθηκε σε καυστική σόδα από τη διαδικασία του διαφράγματος.39 Το Σχήμα 21 δείχνει ορισμένα αποτελέσματα σχετικά με τη συγκέντρωση αυτού του καυστικού υγρού διαφράγματος, το οποίο ήταν μολυσμένο με χλωριούχα και χλωρικά.Μέχρι συγκέντρωσης 45% NaOH, το κράμα υλικών 33 (EN 1.4591/UNS R20033) και το κράμα νικελίου 201 (EN 2.4068/UNS N2201) παρουσιάζουν συγκρίσιμη εξαιρετική αντοχή.Με την αύξηση της θερμοκρασίας και της συγκέντρωσης το κράμα 33 γίνεται ακόμη πιο ανθεκτικό από το νικέλιο.Έτσι, ως αποτέλεσμα της υψηλής περιεκτικότητας του σε χρώμιο, το κράμα 33 φαίνεται να είναι πλεονεκτικό για το χειρισμό καυστικών διαλυμάτων με χλωριούχα και υποχλωριώδες από τη διεργασία διαφράγματος ή κυψελών υδραργύρου.
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-21-2022