NAMA NIM KELAS

: NOVIKA SRI WARDANI : 0907133096 : A TEKNIK KIMIA S1

TUGAS PERANCANGAN ALAT PROSES

KOROSI A. PENGERTIAN KOROSI Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi dengan lingkungan yang korosif. 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 tidaknya lapisan oksida, karena lapisan oksida dapat menghalangi beda potensial terhadap elektroda lainnya yang akan sangat berbeda bila masih bersih dari oksida.

B.

PENYEBAB KOROSI Faktor yang berpengaruh terhadap korosi dapat dibedakan menjadi dua, yaitu yang

berasal dari bahan itu sendiri dan dari lingkungan. Faktor dari bahan meliputi kemurnian bahan, struktur bahan, bentuk kristal, unsur-unsur kelumit yang ada dalam bahan, teknik pencampuran bahan dan sebagainya. Faktor dari lingkungan meliputi tingkat pencemaran udara, suhu, kelembaban, keberadaan zat-zat kimia yang bersifat korosif dan sebagainya. Bahan-bahan korosif (yang dapat menyebabkan korosi) terdiri atas asam, basa serta garam, baik dalam bentuk senyawa an-organik maupun organik. Penguapan dan pelepasan bahan-bahan korosif ke udara dapat mempercepat proses korosi. Udara dalam ruangan yang terlalu asam atau basa dapat memeprcepat proses korosi peralatan elektronik yang ada dalam ruangan tersebut. Flour, hidrogen fluorida beserta

persenyawaan-persenyawaannya dikenal sebagai bahan korosif. Dalam industri, bahan ini umumnya dipakai untuk sintesa bahan-bahan organik. Ammoniak (NH3) merupakan bahan kimia yang cukup banyak digunakan dalam kegiatan industri. Pada suhu dan tekanan normal, bahan ini berada dalam bentuk gas dan sangat mudah terlepas ke udara. Ammoniak dalam kegiatan industri umumnya digunakan untuk sintesa bahan organik, sebagai bahan anti beku di dalam alat pendingin, juga sebagai bahan untuk pembuatan pupuk. Bejana-bejana penyimpan ammoniak harus selalu diperiksa untuk mencegah terjadinya kebocoran dan pelepasan bahan ini ke udara. Embun pagi saat ini umumnya mengandung aneka partikel aerosol, debu serta gas-gas asam seperti NOx dan SOx. Dalam batubara terdapat belerang atau sulfur (S) yang apabila dibakar berubah menjadi oksida belerang. Masalah utama berkaitan dengan peningkatan penggunaan batubara adalah dilepaskannya gas-gas polutan seperti oksida nitrogen (NOx) dan oksida belerang (SOx). Walaupun sebagian besar pusat tenaga listrik batubara telah menggunakan alat pembersih endapan (presipitator) untuk membersihkan partikel-partikel kecil dari asap batubara, namun NOx dan SOx yang merupakan senyawa gas dengan bebasnya naik melewati cerobong dan terlepas ke udara bebas. Di dalam udara, kedua gas tersebut dapat berubah menjadi asam nitrat (HNO3) dan asam sulfat (H2SO4). Oleh sebab itu, udara menjadi terlalu asam dan bersifat korosif dengan terlarutnya gas-gas asam tersebut di dalam udara. Udara yang asam ini tentu dapat berinteraksi dengan apa saja, termasuk komponen-komponen renik di dalam peralatan elektronik. Jika hal itu terjadi, maka proses korosi tidak dapat dihindari lagi. JENIS JENIS KOROSI KOROSI SERAGAM (UNIFORM CORROSION) Jenis korosi yang dikarakterisasikan oleh reaksi kimia atau elektrokimia dengan penampakan produk korosi dan peronggaan skala besar dan merata.

C. 1.

Sumber : NASA, corrosion division

2.

KOROSI DWI LOGAM (GALVANIC CORROSION) Jenis korosi yang terjadi antara dua buah logam dengan nilai potensial berbeda saat dua

buah logam bersatu dalam suatu elektrolit yang korosif.

Sumber : NASA, corrosion division

3.

KOROSI CELAH (CREVICE CORROSION) Jenis korosi lokal yang terjadi antara dua buah material baik logam-logam atau logam-

non logam yang mempunyai celah antara keduanya yang mengakibatkan terjadinya perbedaan konsentrasi oksigen (differential oxygen).

4.

KOROSI RETAK TEGANG (STRESS SORROSION CRACKING) Korosi retak tegang merupakan jenis korosi yang disebabkan kehadiran secara simultan

tegangan tarik (tensile stress) dan media korosif yang menyebabkan terjadi penampakan retak di dalam logam.

Sumber : NASA, Corrosion division

5.

KOROSI BATAS BUTIR (INTERGRANULAR CORROSION) Korosi batas butir merupakan korosi yang menyerang secara lokal menyerang batas

butir-butir logam sehingga butir-butir logam akan hilang atau kekuatan mekanik dari logam akan berkurang, Korosi ini disebabkan adanya kotoran (impurity) batas butir, adanya unsur yang berlebih pada sistem perpaduan atau penghilangan salah satu unsur pada daerah batas butir. 6. PITTING CORROSION Adalah korosi yang berbentuk lubang-lubang pada permukaan logam karena hancurnya film proteksi logam yang disebabkan oleh laju kecepatan korosi yang berbeda antara satu tempat dengan tempat lainnya pada permukaan logam tersebut. Sifat Terpusat pada titik, kecil/dalam, susah dideteksi, lamert/arah gravitasi Mekanisme Dalam hal ini pH sangat mempengaruhi, pitting corrosion adalah korosi yang secara alami merupakan reaksi auto katalik.

Sumber : Arsip penelitian Gadang Priyotomo,Jakarta

Pitting corrosion perlu diantisipasi adanya perbedaan katodik dengan anodik sehingga dalam membuat suatu konstruksi tidak akan berakibat fatal hanya karena korosi yang tidak tampak dari luar Cara Pencegahan

1. Meletakkan material tegak berdiri sehingga tidak akan terjadi genangan air pada permukaan logam 2. Melapisi permukaan logam dengan pelindung atau lazim disebut coating baik organic maupun yang organic 3. Penambahan inhibitor yang sesuai dengan lingkungannya 4. Merubah lingkungan dengan mengurangi faktor utama penyebab dampak korosi 5. Pemasangan seng anode yang sesuai dengan kondisi dimana korosi tersebut terjadi

7.

SELECTIVE LEACHING Adalah penghilangan suatu elemen alloy melalui proses korosi. Contoh proses

penghilangan/pelepasan Zn dari grass alloy. Contoh lain adalah lunturnya salah satu unsur dari kobalt, chrom, alumunium dalam suasana alloy dengan Fe.

Sumber : corrosion-doctors.org

Mekanisme Kuningan mengurai, Ion ZN berada dalam larutan, the cooper plate kembali ke plat Reaksi : 2Zn Zn + + O2 2OH ZnO Zn(OH)

Cara pencegahan Proses dezincification dapat dikurangi dengan meminimalkan keganasan lingkungan atau dengan katodic protection. Penambahan 1% tin pada 70 30 brass, atau dengan penambahan arsenic, antimony, atau phosporus sebagai inhibitor Graphitization, dapat terjadi karena terdapat perbedaan graphit dan besi pada struktur logam. Dengan demikian sebagian Fe meninggalkan vacant pada struktur graphit logam.

8.

KOROSI EROSI Korosi erosi adalah percepatan atau penambahan keburukan sifat material karena

gerakan relatif antara fluida korosif dan permukaan metal Faktor yang mempengaruhi Permukaan film Kecepatan, bertambahnya kecepatan secara umum akan mengakibatkan bertambahnya pengikisan terutama jika diselubungi aliran yang berkecepatan kuat. Turbulen, turbulen mengakibatkan gerakan cairan lebih besar pada permukaan logam dibanding laminar dan terjadi persentuhan yang lebih antara logam dengan sekitarnya Efek galvanic dan sifat metal/campuran.

Sumber :corrosion-doctors.org

Cara mengatasi korosi erosi Material dengan ketahanan korosi yang baik Perancangan, penambahan diameter pipa membantu dari segi mekanika dalam hal pengurangan kecepatan dan membuat agar aliran yang terjadi adalah aliran laminar Perubahan pada lingkungan, deareation dan penambahan inhibitor Coating dan kathodic protection

9.

KOROSI KAVITASI Korosi kavitasi adalah korosi akibat adanya benturan gelembung fluida dengan

permukaan logam sehingga berakibat luka terhadap permukaan logam tersebut. Korosi kavitasi dijelaskan dalam beberapa langkah berikut Bentuk kavitasi bubble pada perlindungan film Pecahnya bubble dan kerusakan film Kerusakan permukaan metal dan perubahan bentuk film Bentuk kavitasi bubble yang baru satu titik

Sumber :corrosion-doctors.org

Peronggaan (cavitation): Peronggaan terjadi saat tekanan operasional cairan turun di bawah tekanan uap gelembung-gelembung gas yang dapat merusak permukaan logam dasar

Sumber : Microbiologically influenced Corrosion of underground pipelines under the disbonded coating (Korea :KOGAS) Korosi mikroba (microbial corrosion) : Korosi yang terjadi akibat aktivitas mikroba sebagai penyedia lingkungan yang korosif.

Sumber : Arsip penelitian Khalid M. Al-Nabulsi,

Korosi perapuhan hidrogen ( hydrogen embrittlement corrosion) merupakan jenis korosi melalui kerusakan logam secara mekanik akibat kehadiran atau interaksi dengan hidrogen dari lingkungan. 10. FRETTING CORROSION Fretting corrosion adalah korosi akibat gesekan antara logam dengan logam dan berakibat suhu logam naik dan tergerus sesama logam. Fretting Corrosion akan terjadi jika : Interface harus dalam kondisi pembebanan Getaran atau gerakan relatif yang berulang diantara dua permukaan harus terjadi

Beban dan getaran aktif dari interface harus mampu menghasilkan slip atau

deformasi pada permukaannya Mekanisme terjadi fretting corrosion

Teori wear oxydation, berdasarkan pada pengelasan dingin atau fusi yang terjadi pada interface permukaan metal yang mengalami tekanan, dan selama gerakan relatif titik kontaknya terputus dan fragmen dari metalnya berpindah. Fragmen ini menyebabkan terjadinya oksidasi. Teori Oxydation water, berdasarkan bahwa banyak permukaan metal yang dilindiungi dari oksidasi atmosfir oleh suatu lapisan tipis oksida yang ada pada metal tersebut. Ketika metal mengalami kontak dibawah pembebanan dan gerakan relatif yang berulang, lapisan oksida terputus pada titik yang tinggi dan menghasilkan oksida debris

D.

AKIBAT KOROSI Korosi yang menyerang piranti maupun komponen-komponen elektronika dapat

mengakibatan kerusakan bahkan kecelakaan. Karena korosi ini maka sifat elektrik komponen-komponen elektronika dalam komputer, televisi, video, kalkulator, jam digital dan sebagainya menjadi rusak. Korosi dapat menyebabkan terbentuknya lapisan non-konduktor pada komponen elektronik. Oleh sebab itu, dalam lingkungan dengan tingkat pencemaran tinggi, aneka barang mulai dari komponen elektronika renik sampai jembatan baja semakin mudah rusak, bahkan hancur karena korosi. Dalam beberapa kasus, hubungan pendek yang terjadi pada peralatan elektronik dapat menyebabkan terjadinya kebakaran yang menimbulkan kerugian bukan hanya dalam bentuk kehilangan atau kerusakan materi, tetapi juga korban nyawa. FAKTOR KOROSI Kelembaban udara Elektrolit Zat terlarut pembentuk asam (CO2, SO2) Adanya O2 Lapisan pada permukaan logam Letak logam dalam deret potensial reduksi

E. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

F.

PENCEGAHAN KOROSI 1. Pengecatan Jembatan, pagar dan railing biasanya dicat. Cat menghindarkan kontak dengan udara dan air. Cat yang mengandung timbel dan zink (seng) akan lebih baik, karena keduanya melindungi besi terhadap korosi. 2. Pelumuran dengan Oli atau Gemuk Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak dengan air. 3. Pembalutan dengan Plastik Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak dengan udara dan air. 4. Tin Plating (pelapisan dengan timah) Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebut tin plating. Timah tergolong logam yang tahan karat. Akan tetapi, lapisan timah hanya melindungi besi selama lapisan itu utuh (tanpa cacat). Apabila lapisan timah ada yang rusak, misalnya tergores, maka timah justru mendorong/mempercepat korosi besi. Hal itu terjadi karena potensial reduksi besi lebih negatif daripada timah (E Fe = -0,44 volt; E Sn = -0,44 volt). Oleh karena itu, besi yang dilapisi dengan timah akan membentuk suatu sel elektrokimia dengan besi sebagai anode. Dengan demikian, timah mendorong korosi besi. Akan tetapi hal ini justru yang diharapkan, sehingga kaleng-kaleng bekas cepat hancur. 5. Galvanisasi (pelapisan dengan zink) Pipa besi, tiang telpon dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal ini terjadi karena suatu mekanisme yang disebut perlindungan katode. Oleh karena potensial reduksi besi lebih positif daripada zink, maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian besi terlindungi dan zink yang mengalami oksidasi. Badan mobil-mobil baru pada umumnya telah digalvanisasi, sehingga tahan karat. 6. Chromium Plating (pelapisan dengan kromium) Besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang mengkilap, misalnya untuk bumper mobil. Chromium plating juga dilakukan dengan elektrolisis. Sama seperti zink, kromium dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium itu ada yang rusak.

7. Sacrificial Protection (pengorbanan anode) Magnesium adalah logam yang jauh lebih aktif (berarti lebih mudah berkarat) daripada besi. Jika logam magnesium itu akan berkarat tetapi besi tidak. Cara ini digunakan untuk melindungi pipa baja yang ditanam dalam tanah atau badan kapal laut. Secara periodik, batang magnesium harus diganti.

G.

DAMPAK KOROSI Korosi merupakan proses atau reaksi elektrokimia yang bersifat alamiah dan

berlangsung spontan, oleh karena itu korosi tidak dapat dicegah atau dihentikan sama sekali. Korosi hanya bisa dikendalikan atau diperlambat lajunya sehingga memperlambat proses kerusakannya. Korosi pada logam menimbulkan kerugian yang tidak sedikit. Hasil riset yang berlangsung tahun 2002 di Amerika Serikat memperkirakan kerugian akibat korosi yang menyerag permesinan industri, infrastruktur, samapai perangkat transportasi di negara adidaya tersebut mencapai 276 miliar dollar AS.

Gambar 1 . Jembatan yang runtuh akibat korosi yang terjadi pada tiang penahannya (sumber: http://www.matcoinc.com)

Dampak yang ditimbulkan korosi dapat berupa kerugian langsung dan kerugian tidak langsung. Kerugian langsung berupa terjadinya kerusakan pada peralatan, permesinan atau struktur bangunan. Sedangkan kerugian tidak langsung berupa terhentinya aktivitas produksi, karena terjadinya pergantian peralatan yang rusak akibat korosi, bahkan kerugian tidak langsung dapat berupa terjadinya kecelakaan yang menimbulkan korban jiwa, seperti kejadian runtuhnya jembatan akibat korosi, terjadinya kebakaran akiba kebocoran pipa gas karena korosi, dan meledaknya pembangkit tenaga nuklir akibat terjadinya korosi pada pipa uapnya