Kavstična soda(NaOH) je ena najpomembnejših kemičnih surovin s skupno letno proizvodnjo 106 ton. NaOH se uporablja v organski kemiji, pri proizvodnji aluminija, v papirni industriji, v živilskopredelovalni industriji, pri proizvodnji detergentov itd. Kavstična soda je stranski produkt pri proizvodnji klora, pri čemer 97 % te proizvodnje poteka z elektrolizo natrijevega klorida.
Kavstična soda ima agresiven vpliv na večino kovinskih materialov, zlasti pri visokih temperaturah in koncentracijah. Vendar pa je že dolgo znano, da nikelj kaže odlično korozijsko odpornost proti kavstični sodi pri vseh koncentracijah in temperaturah, kot kaže slika 1. Poleg tega je nikelj, razen pri zelo visokih koncentracijah in temperaturah, odporen na napetostno korozijsko razpokanje, ki ga povzroča kavstična soda. Zato se v teh fazah proizvodnje kavstične sode, ki zahtevajo najvišjo korozijsko odpornost, uporabljata standardni nikljevi zlitina 200 (EN 2.4066/UNS N02200) in zlitina 201 (EN 2.4068/UNS N02201). Katode v elektrolizni celici, ki se uporablja v membranskem postopku, so prav tako izdelane iz nikljevih plošč. Naknadne enote za koncentriranje luga so prav tako izdelane iz niklja. Delujejo po principu večstopenjskega izhlapevanja, večinoma s padajočimi filmskimi uparjalniki. V teh enotah se nikelj uporablja v obliki cevi ali cevnih plošč za toplotne izmenjevalnike pred izhlapevanjem, kot plošče ali obložene plošče za enote pred izhlapevanjem in v ceveh za transport raztopine kavstične sode. Glede na pretok lahko kristali kavstične sode (prenasičena raztopina) povzročijo erozijo na ceveh toplotnega izmenjevalnika, zaradi česar jih je treba zamenjati po 2–5 letih delovanja. Postopek uparjanja s padajočim filmom se uporablja za proizvodnjo visoko koncentrirane, brezvodne kavstične sode. Pri postopku s padajočim filmom, ki ga je razvil Bertrams, se kot ogrevalni medij uporablja staljena sol pri temperaturi približno 400 °C. Tukaj je treba uporabiti cevi iz nizkoogljične nikljeve zlitine 201 (EN 2.4068/UNS N02201), ker lahko pri temperaturah višjih od približno 315 °C (600 °F) višja vsebnost ogljika v standardni nikljevi zlitini 200 (EN 2.4066/UNS N02200) povzroči obarjanje grafita na mejah zrn.
Nikelj je prednostni material za izdelavo uparjalnikov kavstične sode, kjer avstenitnih jekel ni mogoče uporabiti. V prisotnosti nečistoč, kot so klorati ali žveplove spojine – ali kadar so potrebne večje trdnosti – se v nekaterih primerih uporabljajo materiali, ki vsebujejo krom, kot je zlitina 600 L (EN 2.4817/UNS N06600). Za kavstična okolja je zelo zanimiva tudi zlitina 33 z visoko vsebnostjo kroma (EN 1.4591/UNS R20033). Če se ti materiali uporabljajo, je treba zagotoviti, da obratovalni pogoji verjetno ne bodo povzročili razpok zaradi napetostne korozije.
Zlitina 33 (EN 1.4591/UNS R20033) kaže odlično korozijsko odpornost v 25 in 50 % NaOH do vrelišča ter v 70 % NaOH pri 170 °C. Ta zlitina je pokazala tudi odlične rezultate pri terenskih testih v obratu, izpostavljenem kavstični sodi iz diafragmskega postopka.39 Slika 21 prikazuje nekaj rezultatov glede koncentracije te diafragmske kavstične tekočine, ki je bila onesnažena s kloridi in klorati. Do koncentracije 45 % NaOH materiala zlitina 33 (EN 1.4591/UNS R20033) in nikljeva zlitina 201 (EN 2.4068/UNS N2201) kažeta primerljivo izjemno odpornost. Z naraščajočo temperaturo in koncentracijo postane zlitina 33 še bolj odporna kot nikelj. Zaradi visoke vsebnosti kroma se zdi zlitina 33 ugodna za ravnanje s kavstičnimi raztopinami s kloridi in hipokloritom iz diafragmskega ali živosrebrnega postopka.
Čas objave: 21. dec. 2022