PENGUJIAN KOROSI

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Dalam dunia industri banyak menggunakan bahan yang terbuat dari besi atau baja yang merupakan bahan logam. Dengan penggunaan bahan tersebut maka dalam menggunakan bahan tersebut diharapkan untuk menjaga ketahanan suatu bahan dari perkaratan yang disebut dengan korosi.

Banyak cara yang bisa dilakukan untuk tetap mempertahankan ketahanan suatu bahan dari perkaratan, tergantung seperti apa bahan tersebut. Dengan menggunakan banyak cara untuk mencegah bahan tersebut maka diinginkan dengan berkembangnya modern dapat lebih mudah mencegah korosi.

Dengan menggunakan  pencampuran dengan mencellupkan baja  terhadap larutan HCL dalam jangka waktu yang cukup lama bisa dapat diketahui tingkat kekaratan suatu bahan dengan menggunakan penimbangan menggunakan neraca analitik.

1.2  Tujuan Praktikum

Setelah mengikuti praktikum ini, praktikan diharapkan dapat :

·         Mengetahui pengaruh perlakuan panas dan mikrostruktur bahan terhadap laju korosi.

·         Mengetahui massa rata-rata sebeluim dan sesudah di rendam dalam larutan HCL

·         Menjelaskan proses pengujisebelum laju korosi.

BAB II)

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Korosi

Korosi adalah kerusakan atau degradasi  logam  akibat reaksi  redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak dikehendaki. Dalam bahasa sehari-hari, korosi disebut perkaratan. Contoh korosi yang paling lazim adalah perkaratan besi.

Gambar 4.2.1 Korosi

(Sumber: http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-kesehatan/reaksi-kimia-kimia-kesehatan-materi_kimia/korosi)

Pada peristiwa korosi, logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen (udara) mengalami reduksi. Karat logam umumnya adalah berupa oksida atau karbonat. Rumus kimia karat besi adalah Fe₂O₃.nH₂O, suatu zat padat yang berwarna coklat-merah.

Korosi merupakan proses elektrokimia. Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi itu berlaku sebagai anode, di mana besi mengalami oksidasi.

Fe(s) <--> Fe²⁺(aq) + 2e

Elektron yang dibebaskan di anode mengalir ke bagian lain dari besi itu yang bertindak sebagai katode, di mana oksigen tereduksi.

O₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e <--> 2H₂O(l)

atau

O₂(g) + 2H₂O(l) + 4e <--> 4OH^-(aq)

Ion besi(II) yang terbentuk pada anode selanjutnya teroksidasi membentuk ion besi(III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi, yaitu karat besi. Mengenai bagian mana dari besi itu yang bertindak sebagai anode dan bagian mana yang bertindak sebagai katode, bergantung pada berbagai faktor, misalnya zat pengotor, atau perbedaan rapatan logam itu.

Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam bereaksi secara kimia atau elektrokimia dengan lingkungan. Ada definisi lain yang mengatakan bahwa korosi adalah kebalikan dari proses ekstraksi logam dari bijih mineralnya. Contohnya, bijih mineral logam besi di alam bebas ada dalam bentuk senyawa besi oksida atau besi sulfida, setelah diekstraksi dan diolah, akan dihasilkan besi yang digunakan untuk pembuatan baja atau baja paduan. Selama pemakaian, baja tersebut akan bereaksi dengan lingkungan yang menyebabkan korosi (kembali menjadi senyawa besi oksida).

Deret Volta dan hukum Nernst akan membantu untuk dapat mengetahui kemungkinan terjadinya korosi. Kecepatan korosi sangat tergantung pada banyak faktor, seperti ada atau tidak nyalapi sanoksida, karena lapisan oksida dapat menghalangi beda potensial terhadap elektrode lainnya yang akan sangat berbeda bila masih bersih dari oksida.

Sumber:///E:/materi/materi%20kuliah%20semester%202/PENGETAHUAN%20BAHAN%20TEKNIK/korosi/pengertian%20korosi.htm

2.2 Mekanisme Korosi

Mekanisme korosi tidak terlepas dari reaksi elektrokimia. Reaksi elektrokimia melibatkan perpindahan elektron-elektron. Perpindahan elektron merupakan hasil reaksiredoks (reduksioksidasi). Mekanisme korosi melalui reaksi elektrokimia melibatkan reaksianodik di daerah anodik. Reaksi anodik (oksidasi) diindikasikan melalui peningkatan valensi atau produk elektron-elektron. Reaksi anodik yang terjadi pada proses korosi logam yaitu :M --> Mn+ + neProses korosi dari logam M adalah proses oksidasi logam menjadi satu ion (n+) dalam pelepasan n elektron. Harga dari n bergantung dari sifat logam sebagai contoh besi :Fe--> Fe2+ + 2eReaksi katodik juga berlangsung di proses korosi. Reaksi katodik diindikasikan melalui penurunan nilai valensi atau konsumsi elektron-elektron yang dihasilkan dari reaksi anodik. Reaksi katodik terletak di daerah katoda. Beberapa jenis reaksi katodik yang terjadi selama proses korosi logam yaitu :Pelepasan gas hydrogen : 2H- + 2e --> H2 Reduksi oksigen : O2 + 4H- + 4e -->H2OO2 + H2O4 >4OH Reduksi ion logam : Fe3++ e -->Fe2+ Pengendapan logam :3Na++ 3 e --> 3 Na Reduksi ion hydrogen : O2 + 4H+4 e -->2H2OO2 + 2H2O +4e 4OH Reaksi katodik dimana oksigen dari udara akan larut dalam larutan terbuka. Reaksi korositersebut sebagai berikut : NaCl.H2O2 Fe + O2Fe2O3. Sumber: http://www.dictionary.com/cgi-bin/dict.pl?term

2.3 Klasifikasi Korosi

Tipe-tipe korosi pada umumnya diklasifikasikan sebagai berikut:

1.Uniform Corrosion

yaitu korosi yang terjadi pada permukaan logam yang berbentuk pengikisan  permukaan logam secara merata sehingga ketebalan logam berkurang sebagai akibat permukaan terkonversi oleh produk karat yang biasanya terjadi pada peralatan-peralatan terbuka. misalnya permukaan luar pipa.

Gambar: 4.2.2 Uniform Corrosion

(Sumber: http://www.corrosion-club.com/uniform.htm&docid=Itqb28px-GKKEM&imgurl )

2. Pitting Corrosion

yaitu korosi yang berbentuk lubang-lubang pada permukaan logam karena hancurnya film dari proteksi logam yang disebabkan oleh rate korosi yang berbeda antara satu tempat dengan tempat yang lainnya pada permukaan logam tersebut.

Gambar: 4.2.3 Pitting Corrosion

(Sumber: http://www.substech.com/dokuwiki/doku.php?id=pitting_corrosion)

3. Stress Corrosion Cracking

yaitu korosi berbentuk retak-retak yang tidak mudah dilihat, terbentuk dipermukaan logam dan berusaha merembet ke dalam. Ini banyak terjadi pada logam-logam yang banyak mendapat tekanan. Hal ini disebabkan kombinasi dari tegangan tarik dan lingkungan yang korosif sehingga struktur logam melemah.

Gambar: 4.2.4 Stress Corrosion Cracking

(Sumber: http://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=102)

4. Errosion Corrosion

yaitu korosi yang terjadi karena tercegahnya pembentukan film pelindung yang disebabkan oleh kecepatan alir fluida yang tinggi, misalnya abrasi pasir,

Gambar: 4.2.5 Errosion Corrosion

(Sumber: http://journalfromtheplagueyear.blogspot.com/2012_02_29_archive.html)

5. Galvanic Corrosion

yaitu korosi yang terjadi karena terdapat hubungan antara dua metal yang disambung dan terdapat perbedaan potensial antara keduanya.

Gambar: 4.2.6 Galvanic Corrosion

(Sumber: http://octane.nmt.edu/WaterQuality/corrosion/crevice.aspx)

6. Crevice Corrosion

yaitu korosi yang terjadi di sela-sela gasket, sambungan bertindih, sekrupsekrup atau kelingan yang terbentuk oleh kotoran-kotoran endapan atau timbul dari produk-produk karat.

Gambar: 4.2.7 Crevice Corrosion

(Sumber: http://www.clihouston.com/news/leaching-and-metallic-corrosion.html)

7. Selective Leaching

korosi ini berhubungan dengan melepasnya satu elemen dari Campuran logam. Contoh yang paling mudah adalah desinfication yang melepaskan zinc dari paduan tembaga.

Sumber: http://www.dictionary.com/cgi-bin/dict.pl?term=korosi

2.4 Fakto-faktor yang Mempengaruhi Korosi

Reaksi korosi pada dasarnya merupakan interaksi dari suatu logam atau paduan dengan lingkungannya, sehingga faktor-faktor yang mempengaruhi korosi dapat dicari dengan meninjau logamnya sendiri dan lingkungannya.

Faktor-faktor itu antara lain:

1.   Jenis dan konsentrasi elektrolit.

Tidak semua elektrolit akan berpengaruh sama terhadap suatu logam atau paduan. Demikian pula konsentrasinya, pada umumnya konsentrasi yang makin tinggi akan makin korosif.

2.   Adanya oksigen terlarut pada elektrolit, pada umumnya akan menaikkan laju korosi.

3.   Temperatur yang makin tinggi pada umumnya juga menaikkan laju korosi.

4.   Kecepatan aliran atau gerakan elektrolit yang makin tinggi juga akan mempercepat kerusakan akibat korosi. Tetapi perlu diketahui bahwa pitting dan crevice corrosion justru terjadi pada elektrolit yang tidak mengalir.

5.   Jenis logam atau paduan.

Setiap logam atau paduan akan bereaksi secara berbeda terhadap suatu elektrolit yang sama. Disamping itu perlu diketahui bahwa ada logam/paduan tertentu justru menjadi pasif (tidak bereaksi) bila kekuatan elektrolit melampaui batas tertentu. Baja karbon temasuk salah satu yang memiliki sifat passivity ini. Asam sulfat encer sangat korosif terhdap baja karbon, makin tinggi konsentrasi asam sulfat makin korosif, tetapi sampai batas kepekatan tertentu baja karbon ini menjadi pasif, tidak lagi terkorosi oleh asam sulfat. Ia akan mulai terkorosi lagi bila asam sulfat itu diperkuat terus, memasuki daerah transparasif dari baja karbon.

6.   Adanya galvanic cell, baik itu antara dua logam yang berbeda maupun pada satu paduan.

7.   Adanya tegangan (tarik), baik berupa tegangan sisa maupun tegangan kerja.

2.5 Cara Mencegah dan Menghambat Korosi

2.5.1 Cara mencegah Korosi

Dengan dasar pengetahuan tentang elektrokimia proses korosi yang dapat menjelaskan mekanisme dari korosi, dapat dilakukan usaha-usaha untuk pencegahan terbentuknya korosi. Banyak cara sudah ditemukan untuk pencegahan terjadinya korosi diantaranya adalah dengan cara proteksi katodik, coating, dan pengg chemical inhibitor.

Ø Proteksi Katiodik

Untuk mencegah terjadinya proses korosi atau setidak-tidaknya untuk memperlambat proses korosi tersebut, maka dipasanglah suatu anoda buatan di luar logam yang akan diproteksi. Daerah anoda adalah suatu bagian logam yang kehilangan elektron. Ion positifnya meninggalkan logam tersebut dan masuk ke dalam larutan yang ada sehingga logaml tersebut berkarat. Terlihat disini karena perbedaan potensial maka arus elektron akan mengalir dari anoda yang dipasang dan akan menahan melawan arus elektron dari logam yang didekatnya, sehingga logam tersebut berubah menjadi daerah katoda. Inilah yang disebut Cathodic Protection. Dalam hal diatas elektron disuplai kepada logam yang diproteksi oleh anoda buatan sehingga elektron yang hilang dari daerah anoda tersebut selalu diganti, sehingga akan mengurangi proses korosi dari logam yang diproteksi. Anoda buatan tersebut ditanam dalam suatu elektrolit yang sama (dalam hal ini tanah lembab) dengan logam (dalam hal ini pipa) yang akan diprotekasi dan antara dan pipa dihubungkan dengan kabel yang sesuai agar proses listrik diantara anoda dan pipa tersebut dapat mengalir terus menerus.

Gambar: 4.2.8 proteksi katodik

(Sumber: http://andysembiring.blogspot.com/2011/04/proteksi-katodik-dan-permasalahannya.html)

Ø Coating

Cara ini sering dilakukan dengan melapisi logam (coating) dengan suatu bahan agar logam tersebut terhindar dari korosi. Pemakaian Bahan-Bahan Kimia (Chemical Inhibitor) Untuk memperlambat reaksi korosi digunakan bahan kimia yang disebut inhibitor corrosion yang bekerja dengan cara membentuk lapisan pelindung pada permukaan metal. Lapisan molekul pertama yang tebentuk mempunyai ikatan yang sangat kuat yang disebut chemis option. Corrosion inhibitor umumnya berbentuk fluid atau cairan yang diinjeksikan pada production line. Karena inhibitor tersebut merupakan masalah yang penting dalam menangani kororsi maka perlu dilakukan pemilihan inhibitor yang sesuai dengan kondisinya. Material corrosion inhibitor terbagi 2, yaitu :

1. Organik Inhibitor

Inhibitor yang diperoleh dari hewan dan tumbuhan yang mengandung unsur karbon dalam senyawanya. Material dasar dari organik inhibitor antara lain:

·      Turunan asam lemak alifatik, yaitu: monoamine, diamine, amida, asetat, oleat, senyawa-senyawa amfoter.

·         Imdazolines dan derivativnya

2. Inorganik Inhibitor

Inhibitor yang diperoleh dari mineral-mineral yang tidak mengandung unsur karbon dalam senyawanya. Material dasar dari inorganik inhibitor antara lain kromat, nitrit, silikat, dan pospat.

Sumber: http://www.dictionary.com/cgi-bin/dict.pl?term=Pencegahan

2.5.2 Cara Menghambat Korosi

Untuk memperlambat reaksi korosi digunakan bahan kimia yang disebut inhibitor corrosion yang bekerja dengan cara membentuk lapisan pelindung pada permukaan metal. Lapisan molekul pertama yang tebentuk mempunyai ikatan yang sangat kuat yang disebut chemis option. Corrosion inhibitor umumnya berbentuk fluid atau cairan yang diinjeksikan pada production line. Karena inhibitor tersebut merupakan masalah yang penting dalam menangani kororsi maka perlu dilakukan pemilihan inhibitor yang sesuai dengan kondisinya. Material corrosion inhibitor terbagi 2, yaitu :

1. Organik Inhibitor

Inhibitor yang diperoleh dari hewan dan tumbuhan yang mengandung unsur karbon dalam senyawanya. Material dasar dari organik inhibitor antara lain:

·         Turunan asam lemak alifatik, yaitu: monoamine, diamine, amida, asetat, oleat, senyawa-senyawa amfoter.

·         Imdazolines dan derivativnya

2. Inorganik Inhibitor

Inhibitor yang diperoleh dari mineral-mineral yang tidak mengandung unsur karbon dalam senyawanya. Material dasar dari inorganik inhibitor antara lain kromat, nitrit, silikat, dan pospat.

2.6 Baja ST-37 dan Komposisi Kimia Baja ST-37

Baja st-37 adalah baja dengan tensile strength (tegangan tarik) sebesar 37MPa (mega pascal) = 37 Kg/m². dengan sifat komposisi kimia sebagai berikut

C   = 0,08 %

    S    = 0,02 %

    Mn = o,30 %

    P    = 0,01 %

    Si  = 0,09 %

    Fe  = sisa

http://www.freepatentsonline.com/6755989.html

BAB III

BAHAN DAN PERALATAN

3.1 Bahan

   Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah:

1.   Baja st-37.

2.   Larutan HCL.

3.2 Peralatan

Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah:

1.   Kain lap halus.

2.   Kertas tissu.

3.   Gelas plastik air mineral.

4.   Penjepit benda kerja

5.   Neraca analitik