Bijtende soda(NaOH) is een van de belangrijkste chemische grondstoffen, met een totale jaarlijkse productie van 106 ton. NaOH wordt gebruikt in de organische chemie, bij de productie van aluminium, in de papierindustrie, in de voedselverwerkende industrie, bij de vervaardiging van wasmiddelen etc. Natronloog is een bijproduct bij de productie van chloor, waarvan 97% plaats door de elektrolyse van natriumchloride.
Bijtende soda heeft een agressieve invloed op de meeste metalen materialen, vooral bij hoge temperaturen en concentraties. Het is echter al lang bekend dat nikkel bij alle concentraties en temperaturen een uitstekende corrosieweerstand tegen natronloog vertoont, zoals figuur 1 laat zien. Bovendien is nikkel, behalve bij zeer hoge concentraties en temperaturen, immuun voor door logen veroorzaakte spanningscorrosiescheuren. De nikkelstandaardkwaliteiten legering 200 (EN 2.4066/UNS N02200) en legering 201 (EN 2.4068/UNS N02201) worden daarom gebruikt in deze stadia van de productie van natronloog, die de hoogste corrosieweerstand vereisen. Ook de kathodes in de elektrolysecel die bij het membraanproces worden gebruikt, zijn gemaakt van nikkelplaten. De stroomafwaartse eenheden voor het concentreren van de vloeistof zijn eveneens van nikkel gemaakt. Ze werken volgens het meertrapsverdampingsprincipe, meestal met vallende filmverdampers. In deze eenheden wordt nikkel gebruikt in de vorm van buizen of pijpplaten voor de voorverdampingswarmtewisselaars, als platen of bekledingsplaten voor de voorverdampingseenheden, en in de leidingen voor het transport van de natronloogoplossing. Afhankelijk van het debiet kunnen de natronloogkristallen (oververzadigde oplossing) erosie van de warmtewisselaarbuizen veroorzaken, waardoor vervanging na een bedrijfsperiode van 2 tot 5 jaar noodzakelijk is. Het valfilmverdamperproces wordt gebruikt om hooggeconcentreerde, watervrije natronloog te produceren. In het door Bertrams ontwikkelde valfilmproces wordt gesmolten zout met een temperatuur van ongeveer 400 °C als verwarmingsmedium gebruikt. Hier moeten buizen gemaakt van nikkellegering 201 met een laag koolstofgehalte (EN 2.4068/UNS N02201) worden gebruikt omdat bij temperaturen hoger dan ongeveer 315 °C (600 °F) het hogere koolstofgehalte van de standaard nikkellegering 200 (EN 2.4066/UNS N02200) ) kan leiden tot grafietprecipitatie aan de korrelgrenzen.
Nikkel is het voorkeursconstructiemateriaal voor natronloogverdampers, waarbij austenitische staalsoorten niet kunnen worden gebruikt. In aanwezigheid van onzuiverheden zoals chloraten of zwavelverbindingen – of wanneer hogere sterkten vereist zijn – worden in sommige gevallen chroomhoudende materialen zoals legering 600 L (EN 2.4817/UNS N06600) gebruikt. Ook van groot belang voor bijtende omgevingen is de chroomhoudende legering 33 (EN 1.4591/UNS R20033). Als deze materialen worden gebruikt, moet ervoor worden gezorgd dat de bedrijfsomstandigheden waarschijnlijk geen spanningscorrosiescheuren veroorzaken.
Legering 33 (EN 1.4591/UNS R20033) vertoont een uitstekende corrosieweerstand in 25 en 50% NaOH tot het kookpunt en in 70% NaOH bij 170 °C. Deze legering vertoonde ook uitstekende prestaties bij veldtesten in een fabriek die werd blootgesteld aan natronloog uit het diafragmaproces.39 Figuur 21 toont enkele resultaten met betrekking tot de concentratie van deze bijtende vloeistof uit het diafragma, die verontreinigd was met chloriden en chloraten. Tot een concentratie van 45% NaOH vertonen de materialen legering 33 (EN 1.4591/UNS R20033) en nikkellegering 201 (EN 2.4068/UNS N2201) een vergelijkbare uitstekende weerstand. Bij toenemende temperatuur en concentratie wordt legering 33 zelfs nog resistenter dan nikkel. Als gevolg van het hoge chroomgehalte lijkt legering 33 dus voordelig te zijn bij het hanteren van bijtende oplossingen met chloriden en hypochloriet uit het diafragma- of kwikcelproces.
Posttijd: 21 december 2022