การผลิตโซดาไฟ

โซดาไฟ(NaOH) เป็นหนึ่งในวัตถุดิบเคมีที่สำคัญที่สุด โดยมีปริมาณการผลิตรวมต่อปี 106 ตัน NaOH ถูกใช้ในเคมีอินทรีย์ ในการผลิตอะลูมิเนียม อุตสาหกรรมกระดาษ อุตสาหกรรมแปรรูปอาหาร ในการผลิตผงซักฟอก เป็นต้น โซดาไฟเป็นผลิตภัณฑ์ร่วมในการผลิตคลอรีน ซึ่ง 97% เกิดขึ้นจากการอิเล็กโทรไลซิสของโซเดียมคลอไรด์

โซดาไฟมีผลกระทบอย่างรุนแรงต่อวัสดุโลหะส่วนใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อุณหภูมิและความเข้มข้นสูง อย่างไรก็ตาม เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่านิกเกิลมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมต่อโซดาไฟในทุกความเข้มข้นและอุณหภูมิ ดังที่แสดงในรูปที่ 1 นอกจากนี้ ยกเว้นที่ความเข้มข้นและอุณหภูมิที่สูงมาก นิกเกิลยังมีความทนทานต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนเนื่องจากความเค้นที่เกิดจากโซดาไฟ ดังนั้นจึงมีการใช้นิกเกิลเกรดมาตรฐาน ได้แก่ โลหะผสม 200 (EN 2.4066/UNS N02200) และโลหะผสม 201 (EN 2.4068/UNS N02201) ในขั้นตอนการผลิตโซดาไฟเหล่านี้ ซึ่งต้องการความต้านทานการกัดกร่อนสูงสุด แคโทดในเซลล์อิเล็กโทรไลซิสที่ใช้ในกระบวนการเมมเบรนทำจากแผ่นนิกเกิลเช่นกัน หน่วยปลายน้ำสำหรับการทำให้สารละลายเข้มข้นก็ทำจากนิกเกิลเช่นกัน พวกมันทำงานตามหลักการระเหยแบบหลายขั้นตอน โดยส่วนใหญ่ใช้เครื่องระเหยแบบฟิล์มตก ในหน่วยเหล่านี้ นิกเกิลจะถูกใช้ในรูปแบบท่อหรือแผ่นท่อสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนก่อนการระเหย เป็นแผ่นหรือแผ่นหุ้มสำหรับหน่วยก่อนการระเหย และในท่อสำหรับการขนส่งสารละลายโซดาไฟ ขึ้นอยู่กับอัตราการไหล ผลึกโซดาไฟ (สารละลายอิ่มตัวยิ่งยวด) อาจทำให้เกิดการกัดกร่อนบนท่อแลกเปลี่ยนความร้อน ซึ่งทำให้จำเป็นต้องเปลี่ยนท่อใหม่หลังจากใช้งานไป 2-5 ปี กระบวนการระเหยแบบฟิล์มตกตะกอนใช้ในการผลิตโซดาไฟที่มีความเข้มข้นสูงและไม่มีน้ำ ในกระบวนการฟิล์มตกตะกอนที่พัฒนาโดยบริษัท Bertrams เกลือหลอมเหลวที่อุณหภูมิประมาณ 400 องศาเซลเซียสจะถูกใช้เป็นตัวกลางให้ความร้อน ควรใช้ท่อที่ทำจากโลหะผสมนิกเกิลคาร์บอนต่ำ 201 (EN 2.4068/UNS N02201) เนื่องจากที่อุณหภูมิสูงกว่าประมาณ 315 °C (600 °F) ปริมาณคาร์บอนที่สูงกว่าในโลหะผสมนิกเกิลเกรดมาตรฐาน 200 (EN 2.4066/UNS N02200) อาจทำให้เกิดการตกตะกอนของกราไฟต์ที่ขอบเกรนได้

นิกเกิลเป็นวัสดุโครงสร้างที่นิยมใช้สำหรับเครื่องระเหยโซดาไฟในกรณีที่ไม่สามารถใช้เหล็กกล้าออสเทนนิติกได้ ในกรณีที่มีสิ่งเจือปน เช่น คลอเรตหรือสารประกอบซัลเฟอร์ หรือเมื่อต้องการความแข็งแรงที่สูงกว่า ในบางกรณีอาจใช้วัสดุที่มีโครเมียม เช่น โลหะผสม 600 ลิตร (EN 2.4817/UNS N06600) โลหะผสม 33 ที่มีโครเมียมสูง (EN 1.4591/UNS R20033) ก็เป็นวัสดุที่น่าสนใจอย่างยิ่งสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน หากจะใช้วัสดุเหล่านี้ ต้องมั่นใจว่าสภาวะการทำงานไม่น่าจะทำให้เกิดการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น