סודה קאוסטית(NaOH) הוא אחד מחומרי הגלם הכימיים החשובים ביותר, עם ייצור שנתי כולל של 106 טון. NaOH משמש בכימיה אורגנית, בייצור אלומיניום, בתעשיית הנייר, בתעשיית עיבוד המזון, בייצור חומרי ניקוי ועוד. סודה קאוסטית היא תוצר לוואי בייצור כלור, ש-97% ממנו מתרחשים באמצעות אלקטרוליזה של נתרן כלורי.
לסודה קאוסטית יש השפעה אגרסיבית על רוב החומרים המתכתיים, במיוחד בטמפרטורות וריכוזים גבוהים. עם זאת, ידוע מזה זמן רב שניקל מפגין עמידות מצוינת בפני קורוזיה לסודה קאוסטית בכל הריכוזים והטמפרטורות, כפי שמוצג באיור 1. בנוסף, למעט בריכוזים וטמפרטורות גבוהים מאוד, ניקל חסין בפני סדקים כתוצאה מקורוזיית מאמץ הנגרמת על ידי חומרים קאוסטיים. לכן, סגסוגת ניקל 200 (EN 2.4066/UNS N02200) וסגסוגת 201 (EN 2.4068/UNS N02201) בדרגות סטנדרטיות משמשות בשלבים אלה של ייצור סודה קאוסטית, הדורשים את עמידות הקורוזיה הגבוהה ביותר. הקתודות בתא האלקטרוליזה המשמש בתהליך הממברנה עשויות גם הן מיריעות ניקל. יחידות הזרימה לריכוז הנוזל עשויות גם הן מניקל. הן פועלות על פי עקרון האידוי הרב-שלבי, בעיקר עם מאיידים של שכבה נופלת. ביחידות אלו ניקל משמש בצורת צינורות או יריעות צינורות עבור מחליפי חום טרום-אידוי, כיריעות או לוחות מצופים עבור יחידות טרום-אידוי, ובצינורות להובלת תמיסת הסודה הקאוסטית. בהתאם לקצב הזרימה, גבישי הסודה הקאוסטית (תמיסה רוויה יתר) עלולים לגרום לשחיקה של צינורות מחליף החום, מה שמחייב החלפתם לאחר תקופת פעולה של 2-5 שנים. תהליך מאייד הסרט הנפיל משמש לייצור סודה קאוסטית מרוכזת מאוד ונטולת מים. בתהליך הסרט הנפיל שפותח על ידי ברטרמס, מלח מותך בטמפרטורה של כ-400 מעלות צלזיוס משמש כמדיום חימום. כאן יש להשתמש בצינורות העשויות מסגסוגת ניקל דלת פחמן 201 (EN 2.4068/UNS N02201) מכיוון שבטמפרטורות גבוהות מכ-315 מעלות צלזיוס (600 מעלות פרנהייט) תכולת הפחמן הגבוהה יותר של סגסוגת ניקל סטנדרטית 200 (EN 2.4066/UNS N02200) יכולה להוביל לשקיעת גרפיט בגבולות הגרעינים.
ניקל הוא חומר הבנייה המועדף עבור מאיידים של סודה קאוסטית, כאשר לא ניתן להשתמש בפלדות אוסטניטיות. בנוכחות זיהומים כגון כלורטים או תרכובות גופרית - או כאשר נדרשים חוזקים גבוהים יותר - משתמשים במקרים מסוימים בחומרים המכילים כרום כגון סגסוגת 600 L (EN 2.4817/UNS N06600). כמו כן, סגסוגת 33 המכילה כרום גבוה (EN 1.4591/UNS R20033) מעניינת מאוד עבור סביבות קאוסטיות. אם יש להשתמש בחומרים אלה, יש לוודא שתנאי ההפעלה אינם צפויים לגרום לסדיקה כתוצאה מקורוזיית מאמץ.
סגסוגת 33 (EN 1.4591/UNS R20033) מציגה עמידות מצוינת בפני קורוזיה ב-25% ו-50% NaOH עד לנקודת רתיחה וב-70% NaOH בטמפרטורה של 170 מעלות צלזיוס. סגסוגת זו הראתה ביצועים מצוינים גם בניסויי שדה במפעל שנחשף לסודה קאוסטית מתהליך הדיאפרגמה.39 איור 21 מציג מספר תוצאות בנוגע לריכוז הנוזל הקאוסטי הדיאפרגמטי הזה, אשר היה מזוהם בכלורידים וכלורטים. עד ריכוז של 45% NaOH, החומרים סגסוגת 33 (EN 1.4591/UNS R20033) וסגסוגת ניקל 201 (EN 2.4068/UNS N2201) מציגים עמידות יוצאת דופן דומה. עם עליית הטמפרטורה והריכוז, סגסוגת 33 הופכת לעמידה אף יותר מניקל. לכן, כתוצאה מתכולת הכרום הגבוהה שלה, סגסוגת 33 נראית יתרון לטיפול בתמיסות קאוסטיות עם כלורידים והיפוכלוריט מתהליך הדיאפרגמה או תאי הכספית.
זמן פרסום: 21 בדצמבר 2022