Каўстычная сода(NaOH) — адна з найважнейшых хімічных сыравін, агульны гадавы аб'ём вытворчасці якой складае 106 тон. NaOH выкарыстоўваецца ў арганічнай хіміі, вытворчасці алюмінію, папяровай прамысловасці, харчовай прамысловасці, вытворчасці мыйных сродкаў і г.д. Каўстычная сода з'яўляецца пабочным прадуктам вытворчасці хлору, 97% якога атрымліваецца шляхам электролізу хларыду натрыю.
Каўстычная сода аказвае агрэсіўнае ўздзеянне на большасць металічных матэрыялаў, асабліва пры высокіх тэмпературах і канцэнтрацыях. Аднак даўно вядома, што нікель валодае выдатнай каразійнай устойлівасцю да ўздзеяння каўстычнай соды пры ўсіх канцэнтрацыях і тэмпературах, як паказана на малюнку 1. Акрамя таго, за выключэннем вельмі высокіх канцэнтрацый і тэмператур, нікель не паддаецца каразійнаму расколінам пад напружаннем, выкліканым каўстычнай содай. Таму на гэтых этапах вытворчасці каўстычнай соды, якія патрабуюць найвышэйшай каразійнай устойлівасці, выкарыстоўваюцца стандартныя маркі нікеля - сплаў 200 (EN 2.4066/UNS N02200) і сплаў 201 (EN 2.4068/UNS N02201). Катоды ў электралізнай ячэйцы, якая выкарыстоўваецца ў мембранным працэсе, таксама выраблены з нікелевых лістоў. Паслядоўныя блокі для канцэнтрацыі раствора таксама выраблены з нікеля. Яны працуюць па прынцыпе шматступенчатага выпарвання, у асноўным з выкарыстаннем выпарнікаў з падаючай плёнкай. У гэтых установках нікель выкарыстоўваецца ў выглядзе труб або трубных рэшткаў для цеплаабменнікаў перад выпарэннем, у выглядзе лістоў або плакаваных пласцін для установак перад выпарэннем, а таксама ў трубах для транспарціроўкі раствора каўстычнай соды. У залежнасці ад хуткасці патоку крышталі каўстычнай соды (перасычаны раствор) могуць выклікаць эрозію трубак цеплаабменніка, што прыводзіць да неабходнасці іх замены пасля 2-5 гадоў эксплуатацыі. Працэс выпарніка з падаючай плёнкай выкарыстоўваецца для атрымання высокаканцэнтраванай бязводнай каўстычнай соды. У працэсе з падаючай плёнкай, распрацаваным Bertrams, у якасці награвальнага асяроддзя выкарыстоўваецца расплаўленая соль пры тэмпературы каля 400 °C. Тут варта выкарыстоўваць трубкі з нізкавугляродзістага нікелевага сплаву 201 (EN 2.4068/UNS N02201), таму што пры тэмпературах вышэй за каля 315 °C (600 °F) больш высокае ўтрыманне вугляроду ў стандартным нікелевым сплаве 200 (EN 2.4066/UNS N02200) можа прывесці да выпадзення графіту на межах зерняў.
Нікель з'яўляецца пераважным канструкцыйным матэрыялам для выпарнікаў каўстычнай соды, дзе нельга выкарыстоўваць аўстэнітныя сталі. Пры наяўнасці прымешак, такіх як хлараты або злучэнні серы, або калі патрабуецца больш высокая трываласць, у некаторых выпадках выкарыстоўваюцца хромазмяшчальныя матэрыялы, такія як сплаў 600 L (EN 2.4817/UNS N06600). Таксама вялікую цікавасць для каўстычных асяроддзяў уяўляе сплаў 33 з высокім утрыманнем хрому (EN 1.4591/UNS R20033). Пры выкарыстанні гэтых матэрыялаў неабходна пераканацца, што ўмовы эксплуатацыі не выклікаюць каразійнага расколіны пад напружаннем.
Сплаў 33 (EN 1.4591/UNS R20033) дэманструе выдатную каразійную ўстойлівасць у 25 і 50% NaOH да тэмпературы кіпення і ў 70% NaOH пры 170 °C. Гэты сплаў таксама паказаў выдатныя характарыстыкі ў палявых выпрабаваннях на ўстаноўцы, дзе ўздзейнічаў каўстычная сода з дыяфрагмавага працэсу.39 На малюнку 21 паказаны некаторыя вынікі адносна канцэнтрацыі гэтага дыяфрагмавага каўстычнага раствора, які быў забруджаны хларыдамі і хларатамі. Да канцэнтрацыі 45% NaOH матэрыялы сплаў 33 (EN 1.4591/UNS R20033) і нікелевы сплаў 201 (EN 2.4068/UNS N2201) дэманструюць параўнальную выдатную ўстойлівасць. З павышэннем тэмпературы і канцэнтрацыі сплаў 33 становіцца яшчэ больш устойлівым, чым нікель. Такім чынам, з-за высокага ўтрымання хрому сплаў 33 здаецца выгадным для апрацоўкі каўстычных раствораў з хларыдамі і гіпахларытам з дыяфрагмавага або ртутнага працэсу.
Час публікацыі: 21 снежня 2022 г.