Caustic Corrosion
4.3.10 Caustic Corrosion
4.3.10.1 Description of Damage
Caustic Corrosion एक ऐसी corrosion है जो localized corrosion के रूप में होती है, जिसमें caustic या alkaline salts (जैसे NaOH या KOH) की concentration के कारण metal का नुकसान होता है। यह आमतौर पर evaporative conditions या high heat transfer areas में होती है, जहाँ water evaporate होकर caustic salts को concentrate कर देता है। हालांकि कुछ परिस्थितियों में, caustic solution की strength ज्यादा होने पर general corrosion भी हो सकता है।
4.3.10.2 Affected Materials
यह मुख्य रूप से carbon steel, low alloy steels और 300 Series SS को प्रभावित करता है।
4.3.10.3 Critical Factors
Caustic corrosion के मुख्य कारण NaOH (sodium hydroxide) या KOH (potassium hydroxide) की presence है। Caustic कई sources से system में आ सकता है, जैसे:
a) Process streams में neutralization या reaction के लिए caustic का intentional addition।
b) Boiler feed water में low concentration में addition या de mineralizer regeneration के दौरान accidental entry।
c) Condenser या equipment leaks के कारण alkaline salts का process stream में आ जाना।
d) कुछ process units में sulfur compounds या chloride removal के लिए caustic use किया जाता है।
e) Caustic का concentration बढ़ने के लिए evaporation या deposition जैसे mechanisms होने चाहिए।
f) Departure from DNB (Departure from न्यूक्लिएट Boiling), evaporation और deposition के कारण caustic locally concentrate हो सकता है।
Soil resistivity अक्सर corrosivity (कॉरोसिविटी) का indicator माना जाता है क्योंकि इसे आसानी से measure किया जा सकता है। यह soil की moisture और dissolved salts पर depend करता है। High moisture, high salt content और acidic soils ज्यादा corrosive होते हैं। Soil - to - air (मिट्टी से हवा में) interface areas ज्यादा corrosive होते हैं क्योंकि वहाँ oxygen और moisture दोनों उपलब्ध होते हैं। Metal temperature बढ़ने से corrosion rate भी बढ़ता है। इसके अलावा galvanic corrosion, stray currents, differential aeration cells और MIC भी soil corrosion को influence करते हैं।
4.3.10.4 Affected Units or Equipment
Caustic corrosion अक्सर boiler systems और steam generating equipment में पाई जाती है, खासकर heat exchangers में। Crude unit charge systems में caustic injection के कारण भी localized corrosion हो सकती है। Preheat exchangers, furnace tubes और transfer lines में भी यह समस्या हो सकती है यदि caustic अच्छी तरह mix न हो। इसके अलावा, वे units जो product streams से sulfur compounds हटाने के लिए caustic use करते हैं, भी प्रभावित हो सकते हैं।
Caustic Corrosion / Caustic Stress Corrosion Cracking (CSCC) होने वाले Equipment की सूची
1. Boiler Steam Drum - Boiler water में NaOH concentration बढ़ने पर
2. Boiler Tubes - Water wall tubes, generating tubes, superheater tubes
3.Heat Exchanger - Caustic solution side tubes/shell
4.Evaporator - Caustic concentration process equipment
5.Caustic Soda Evaporator - Chlor-alkali plant service
6.Caustic Storage Tank - NaOH storage vessels
7. Caustic Transfer Piping - NaOH transportation lines
8.Pumps - Caustic circulation pumps, seal areas
9.Valves - Caustic isolation/control valves
10.Pressure Vessels - Caustic process vessels
11.Reactors - Alkali chemical processing reactors
12.Columns / Towers - Caustic wash sections
13.Absorbers - Caustic absorption systems
14.Scrubbers - Caustic gas cleaning systems
15.Fired Heater Tubes - Caustic contaminated deposits वाले tubes
16.Heat Recovery Steam Generator (HRSG) - Boiler water chemistry related areas
17.Deaerator - Alkaline water chemistry conditions
18.Boiler Feed Water System - High alkalinity conditions
19.Steam Injection Lines - Caustic carryover वाले systems
20.Caustic Cleaning System (CIP) - Chemical cleaning circuits
21.Alkylation Unit Equipment - Caustic wash sections
22.FCC Unit Equipment - Caustic treating sections
23.Hydroprocessing Units - Caustic wash drums and piping
24.Amine Treating Equipment - Caustic contamination cases
25.Flare Gas Scrubber System - NaOH scrubbing service
4.3.10.5 Appearance or Morphology of Damage
यह damage आमतौर पर localized metal loss के रूप में दिखाई देता है, जो boiler tubes में grooves या locally thinned areas के रूप में हो सकता है, खासकर deposits के नीचे। कई बार deposits damage को छुपा लेते हैं। Vertical tubes में यह circumferential groove के रूप में दिख सकता है, जबकि horizontal या sloped tubes में top surface पर या opposite sides पर longitudinal grooves बन सकते हैं। High-strength caustic solution में carbon steel पर 175°F (79°C) से ऊपर general corrosion और 200°F (93°C) से ऊपर बहुत तेज corrosion हो सकता है।
4.3.10.6 Prevention / Mitigation
Steam generating equipment में prevention के लिए proper design बहुत जरूरी है, जैसे free caustic को कम करना, proper water flow सुनिश्चित करना, burner management को optimize करना और alkaline salts के condenser में entry को रोकना। Process equipment में caustic injection को इस तरह design करना चाहिए कि proper mixing और dilution हो, ताकि hot metal surfaces पर concentration न बने। Carbon steel और 300 Series SS high strength caustic (>150°F / 66°C) में जल्दी corrode करते हैं, जबकि Alloy 400 और कुछ nickel base alloys बेहतर resistance दिखाते हैं।
4.3.10.7 Inspection and Monitoring
UT thickness gauging से general corrosion detect किया जा सकता है, लेकिन localized caustic corrosion को ढूंढना मुश्किल हो सकता है। Injection points की inspection API 570 के अनुसार करनी चाहिए। UT scans और radiography उपयोगी हैं। Steam systems में boroscope inspection भी किया जा सकता है।
4.3.10.8 Related Mechanisms Caustic corrosion को caustic gouging या ductile gouging भी कहा जाता है। यह Departure from Nucleate Boiling (DNB) mechanism से भी related है, जैसा कि steam blanketing (4.2.11) में बताया गया है।
