Soda cáustica(NaOH) é uma das matérias-primas químicas mais importantes, com uma produção anual total de 106 t. O NaOH é utilizado na química orgânica, na produção de alumínio, na indústria de papel, na indústria de processamento de alimentos, na fabricação de detergentes, etc. A soda cáustica é um coproduto da produção de cloro, sendo 97% dele proveniente da eletrólise do cloreto de sódio.
A soda cáustica tem um impacto agressivo na maioria dos materiais metálicos, especialmente em altas temperaturas e concentrações. No entanto, sabe-se há muito tempo que o níquel apresenta excelente resistência à corrosão em relação à soda cáustica em todas as concentrações e temperaturas, como mostra a Figura 1. Além disso, exceto em concentrações e temperaturas muito altas, o níquel é imune à corrosão sob tensão induzida por cáustica. Os graus padrão de níquel liga 200 (EN 2.4066/UNS N02200) e liga 201 (EN 2.4068/UNS N02201) são, portanto, usados nessas etapas da produção de soda cáustica, que exigem a mais alta resistência à corrosão. Os cátodos na célula de eletrólise usada no processo de membrana também são feitos de folhas de níquel. As unidades a jusante para concentração do licor também são feitas de níquel. Elas operam de acordo com o princípio de evaporação em múltiplos estágios, principalmente com evaporadores de filme descendente. Nessas unidades, o níquel é utilizado na forma de tubos ou placas tubulares para os trocadores de calor de pré-evaporação, como placas ou placas revestidas para as unidades de pré-evaporação e nas tubulações para o transporte da solução de soda cáustica. Dependendo da vazão, os cristais de soda cáustica (solução supersaturada) podem causar erosão nos tubos do trocador de calor, o que torna necessária a sua substituição após um período de operação de 2 a 5 anos. O processo de evaporação por película descendente é utilizado para produzir soda cáustica anidra altamente concentrada. No processo de película descendente desenvolvido pela Bertrams, sal fundido a uma temperatura de cerca de 400 °C é utilizado como meio de aquecimento. Aqui, tubos feitos de liga de níquel de baixo carbono 201 (EN 2.4068/UNS N02201) devem ser usados porque em temperaturas superiores a cerca de 315 °C (600 °F), o maior teor de carbono da liga de níquel padrão 200 (EN 2.4066/UNS N02200) pode levar à precipitação de grafite nos contornos dos grãos.
O níquel é o material de construção preferido para evaporadores de soda cáustica onde os aços austeníticos não podem ser utilizados. Na presença de impurezas como cloratos ou compostos de enxofre – ou quando são necessárias resistências mais elevadas –, materiais contendo cromo, como a liga 600 L (EN 2.4817/UNS N06600), são utilizados em alguns casos. Também de grande interesse para ambientes cáusticos é a liga 33 (EN 1.4591/UNS R20033), com alto teor de cromo. Se esses materiais forem utilizados, deve-se garantir que as condições de operação não sejam propensas a causar fissuras por corrosão sob tensão.
A liga 33 (EN 1.4591/UNS R20033) apresenta excelente resistência à corrosão em concentrações de 25 e 50% de NaOH até o ponto de ebulição e em 70% de NaOH a 170 °C. Essa liga também apresentou excelente desempenho em testes de campo em uma planta exposta à soda cáustica proveniente do processo de diafragma.39 A Figura 21 mostra alguns resultados referentes à concentração desse licor cáustico de diafragma, que estava contaminado com cloretos e cloratos. Até uma concentração de 45% de NaOH, os materiais liga 33 (EN 1.4591/UNS R20033) e liga de níquel 201 (EN 2.4068/UNS N2201) apresentam resistência comparável e excepcional. Com o aumento da temperatura e da concentração, a liga 33 torna-se ainda mais resistente que o níquel. Assim, devido ao seu alto teor de cromo, a liga 33 parece ser vantajosa para lidar com soluções cáusticas com cloretos e hipoclorito do processo de diafragma ou célula de mercúrio.
Data de publicação: 21 de dezembro de 2022