KOROSI

66

BAB IV

KOROSI

4.1 PENDAHULUAN

4.1.1 Latar Belakang

Dalam dunia industri banyak terdapat kita jumpai beberapa logam dalam

yang dimanfaatkan oleh dunia tersebut. Dengan terus-menerus digunakan

maka material tersebut akan mengalami beberapa pengrusakan salah satunya

dengan terkorosinya material tersebut. Sebagai mahasiswa teknik mesin, kita

harus mengetahui apakah korosi tesebut dan bagaimana cara pengerjaannya.

Selain itu, kita harus mengetahui cara dari pengendalian korosi dan penyebab

terjadinya korosi tersebut. Untuk itulah diperlukan praktikum metalurgi

tentang korosi ini.

4.1.2 Tujuan

1 Memahami konsep dasar korosi.

2 Mengetahui dan bisa mengevaluasi korosi pada logam

3 Mengetahui teknik pengendalian korosi.

4.1.3 Manfaat

Praktikan akan mengetahui penyebab dan cara mengatasi korosi juga

mengetahui jenis-jenis korosi serta cara mengatasinya.

Korosi

Kelompok 5 67

4. 2 TINJAUAN PUSTAKA

Secara umum defenisi dari korosi adalah perusakan material secara kimia

atau elektrokimia akibat bereaksi dengan lingkungan. Selain itu korosi juga di

definisikan sebagai degradasi material (logam dan paduannya) akibat reaksi kimia

dengan lingkungan. Contoh perusakan kimia adalah pengkaratan yang terjadi

akibat gas pada temperature tinggi, sedangkan reaksi elektrokimia dapat dilihat

pada sel galvanic.

Adapun syarat terjadinya korosi adalah :

Adanya katoda

Adanya anoda

Adanya lingkungan

Tanpa adanya salah satu syarat di atas maka korosi tidak akan terjadi.

Korosi tidak dapat di hilangkan tetapi hanya dapat di minimalisir

pertumbuhannya.

Pada proses korosi ada dua reaksi yang menyebabakan terjadinya korosi

yaitu reaksi oksidasi dan reaksi reduksi. Pada reaksi oksidasi akan terjadi

pelepasan elektron oleh material yang lebih bersifat anodik. Sedangkan reaksi

reduksi adalah pemakaian elektron oleh material yang lebih bersifat katodik.

Proses korosi secara galvanis dapat kita lihat pada gambar berikut :

Gambar 4.2.1 skema proses korosi galvani

Korosi

Kelompok 5 68

Pada reaksi di atas dapat kita lihat dimana Cu bertindak sebagai katoda

mengalami pertambahan massa dengan melekatnya electron pada Cu. Sedangkan

Zn bertindak sebagai anoda, dimana terjadinya pengurangan massa Zn yang di

tandai dengan lepasnya elektron dari Zn. Peristiwa pelepasan dan penerimaan

elektron ini harus mempunyai lingkungan, dimana yang menjadi lingkungan

adalah Asam Sulfat. Jika ada dua buah unsur yang dicelupkan dalam larutan

elektrolit yang dihubungkan dengan sumber arus maka yang akan mengalami

korosi adalah material yang lebih anodik.

Untuk mengetahui unsur yang lebih anodik dan lebih katodik dapat kita

lihat pada deret Volta. Berikut deret Volta :

K – Ca – Na – Mn – Al – Zn – Fe – Sn – Pb – H – Cu – Hg – Ag – Pt – Au

Anodik Katodik

Selain contoh reaksi sebelumnya kita juga dapat lihat peristiwa korosi

lainnya yaitu pada peristiwa perkaratan (korosi) logam Fe mengalami oksidasi dan

oksigen (udara) mengalami reduksi. Rumus kimia dari karat besi adalah Fe2O3 .

xH2O dan berwarna coklat-merah. Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi itu

berlaku sebagai anoda, dimana besi mengalami oksidasi.

Fe(s) -----> Fe2+(aq) +2e E=+0,44V

O2(g) + 2H2O(l) +4e ----> 4OH E=+0,40V

Ion besi (II) yg terbentuk pada anoda selanjutnya teroksidasi membentuk ion besi

(III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi Fe2O3 . xH2O.

Berdasarkan sifatnya korosi terbagi atas :

1. Korosi Aktif

Ciri-ciri dari korosi aktif ini antara lain :

Mudah melepaskan ion

Mudah menempel di tangan

Contoh : Paku yang berkarat

Korosi

Kelompok 5 69

2. Korosi Pasif

Ciri-ciri dari korosi pasif ini antara lain :

Sulit melepaskan ion

Sulit menempel di tangan

Contoh : Korosi pada AL

Jenis-jenis Korosi

1. Uniform or general attack corrosion (korosi seragam)

Korosi seragam adalah korosi yang terjadi pada permukaan material akibat

bereaksi dengan oksigen Biasanya korosi seragam ini terjadi pada material

yang memiliki ukuran butir yang halus dan homogenitas yang tinggi

Gambar 4.2.2 Korosi Seragam

Cara pengendalian dari korosi seragam adalah :

Dengan melakukan pelapisan dengan cat atau dengan material yang

lebih anodik

Melakukan inhibitas dan cathodic protection

2. Rithing Corossion (Korosi Sumuran atau kawah)

Korosi sumuran adalah korosi yang terjadi akibat cacat pada permukaan

material seperti celah atau lubang kecil Pada daerah cacat ini akan lebih anodik

dibandingkan permukaan material sehingga korosi akan menuju bagian dalam

material.

Korosi

Kelompok 5 70

Gambar 4.2.3 Korosi Sumuran

Cara pengendalian korosi sumuran adalah :

Hindari permukaan logam dari cacat goresan

Perhalus permukaan material

Hindari variasi yang sedikit pada komposisi material

3. Crevice Corrosion (korosi celah)

Korosi celah adalah korosi yang ditemukan pada daerah berkonsentrasi

rendah atau korosi yang terjadi pada celah yang terbentuk akibat pendempetan

material. Pada celah, kadar oksigen lebih rendah dari lingkungannya sehingga

elektron akan berpindah pada kadar oksigen yang tinggi sehingga terjadi

korosi. Korosi celah sering terjadi pada sambungan paku.

Gambar 4.2.4 korosi celah

Korosi

Kelompok 5 71

Cara pengendalian korosi celah :

Hindari pemakaian sambungan paku keling atau baut, gunakan

sambungan las

Gunakan gasket non absorbing

Usahakan menghindari daerah dengan aliran udara

4. Intergranular Corrosion (korosi batas butir)

Korosi batas butir adalah korosi yang terjadi pada atau di sepanjang batas

butir dan batas butir bersifat anodik dan bagian tegah butir bersifat katodik.

Korosi ini terjadi akibat presipitasi dari pengotor seperti khromium di batas

butir, yang menyebabkan batas butir menjadi rentan terhadap serangan korosi.

Dimana presipitat crom carbida terbentuk karena karbon meningkat yang ada

di sekitarnya, sehingga krom disekitarnya akan berkurang dan terjadi korosi.

Proses terbentuknya presipitat karbon karbida disebut sentisiasi. Terjadi pada

temperatur 500-800 sehingga kekurangan crom yang memudahkan terjadinya

korosi.

Gambar 4.2.5 korosi batas butir

Cara pengendalian korosi batas butir adalah :

Turunkan kadar Karbon dibawah 0,03%

Tambahkan paduan yang dapat mengikat Karbon

Pendinginan cepat dari temperatur tinggi

Pelarutan karbida melalui pemanasan

Hindari Pengelasan

Korosi

Kelompok 5 72

5. Stress Corossion (korosi tegangan)

Korosi tegangan adalah korosi yang disebabkan adanya tegangan tarik

yang mengakibatkan terjadinya retak. Tegangan ini disebabkan pada

temperatur dan deformasi yang berbeda.

Berikut retak serta bentuk penjalarannya yang di akibatkan oleh korosi

tegangan :

Gambar 4.2.6 korosi tegangan

Cara pengendalian korosi tegangan adalah :

Turunkan besarnya tegangan

Turunkan tegangan sisa termal

Kurangi beban luar atau perbesar area potongan

6. Errosion Corrosion (korosi erosi)

Korosi erosi adalah korosi yang di sebabkan oleh erosi yang mengikis

lapisan pelindung material , zat erosi itu dapat berupa fluida yang mengandung

material abrasive. Korosi tipe ini sering di temui pada pipa-pipa minyak.

Faktor-faktor yang mempengaruhi korosi ini antara lain :

• Jenis logam

• Perlakuan panas dan arah pergerakan butir

• Persentase ketidaksamaan, material yang lebih anodik

• Area permukaan Anodik dan Katodik

Korosi

Kelompok 5 73

• Temperatur

• Persentase larutan elektrolit

• Kesediaan oksigen

Gambar 4.2.7 korosi erosi

Cara pengendalian korosi erosi :

Menghindari partikel abrasive pada fluida

Mengurangi kecepatan aliran fluida

7. Selectif Corrosion

Selectif corrosion adalah korosi yang menyerang unsur di dalam logam

akibat perbedaan potensial unsur utamanya. Korosi ini di sebabkan karena

komposisi yang tidak merata pada material. Korosi ini biasa terjadi pada pipa-

pipa besi cor.

Gambar 4.2.8 selectif corrosion

Korosi

Kelompok 5 74

Cara pengendalian selectif corrosion :

Menghindari komposisi yang berbeda dari material penyusun

8. Korosi Galvanik

Korosi galvanic adalah korosi yang terjadi pada dua logam yang berbeda

jenis jika di hubungkan. Korosi ini juga terjadi karena pasangan elektrikal

pada dua logam atau paduan logam yang memiliki perbedaan komposisi.

Logam yang lebih anodik akan terkorosi sementara logam lainnya yang lebih

katodik akan terlindungi. Posisi logam pada deret volta akan menentukan

apakan suatu logam lebih anodik atau katodik

Gambar 4.2.9 korosi galvanik

Pengendalian korosi galvanic adalah :

Hindari pemakaian 2 jenis logam yang berbeda

Pergunakan logam yang lebih anodik dengan rasio yang lebih besar

dibanding logam katodik

Lapisi pada pertemuan dua logam yang berbeda jenis

Gunakan logam ketiga yang lebih anodik

Korosi

Kelompok 5 75

Metoda-metoda yang di lakukan dalam pengendalian korosi adalah :

1. Menekan terjadinya reaksi kimia atau elektrokimianya seperti reaksi

anoda dan katoda

2. Mengisolasi logam dari lingkungannya

3. Mengurangi ion hydrogen di dalam lingkungan yang di kenal dengan

mineralisasi

4. Mengurangi oksigen yang larut dalam air

5. Mencegah kontak dari dua material yang tidak sejenis

6. Memilih logam-logam yang memiliki unsure-unsur yang berdekatan

7. Mencegah celah atau menutup celah

8. Mengadakan proteksi katodik,dengan menempelkan anoda umpan.

Korosi

Kelompok 5 76

4.3 METODOLOGI

4.3.1 Peralatan

Spesimen (besi dan alumunium)

Larutan H2SO4

Stopwatch

Timbangan atau neraca

4.3.2 Skema alat

Gambar 4.3.1 Skema Sel Galvanik

4.3.3 Prosedur Percobaan

Prosedur A

1. Timbang berat awal spesimen.

2. Masukan larutan kimia dalam gelas reaksi.

3. Susun spesimen dan variasikan voltase serta amati.

4. Bersihkan spesimen dan timbang kembali.

5. Ukur selisih berat spesimen.

Prosedur B

1. Pastikan permukaan spesimen bersih.

2. Amplas permukaan sampai halus.

3. Buang kotoran dan bersihkan dengan alkohol.

4. Timbang berat awal spesimen.

5. Siapkan larutan pengujian.

6. Rendam spesimen pada waktu yang telah ditentukan.

7. Keluarkan spesimen pada waktu tsb dan bersihkan spesimen.

8. Keringkan dan ukur berat akhir spesimen.

Korosi

Kelompok 5 77

4.4 DATA DAN PEMBAHASAN

4.4.1 Data Hasil Percobaan

Alumunium

No Waktu

(menit)

Tegangan

(volt)

Spesimen Mo M1 ∆M

1 10 9 Al 38,00 38,18 0,18

2 20 9 Al 38,00 39,38 1,38

3 20 5 Al 38,01 38,00 -0,01

4 20 9 Al 38,00 38,38 0,38

Besi

No Waktu

(menit)

Tegangan

(volt)

Spesimen Mo M1 ∆M

1 10 9 Fe 80,48 80,29 -0,19

2 20 9 Fe 80,90 80,57 -0,33

3 20 5 Fe 80,92 80,90 -0,02

4 20 9 Fe 80,90 80,57 -0,33

Korosi

Kelompok 5 78

4.4.2 Pengolahan Data

1) Aluminium (Al)

∆M = M1 – M0

∆M = 38,18 - 38,00 = 0,18 gr , t = 10 menit

Laju korosi = 0,18/10 = 0,018 gr/menit

∆M = 39,38 – 38,00 = 1,38 gr , t = 20 menit


∆M = 38,00 – 38,01 = -0,01 gr , t = 20 menit


∆M = 38,38 – 38,00 = 0,38 gr , t = 20 menit


2) Besi ( Fe )

∆M = 80,29 – 80,48 = -0,19 gr , t = 10 menit


∆M = 80,57 – 80,90 = -0,33 gr , t = 20 menit


∆M = 80,90 – 80,92 = -0,02 gr , t = 20 menit


∆M = 80,57 – 80,90 = -0,33 , t = 20 menit


Korosi

Kelompok 5 79

4.4.3 Tabel Hasil Perhitungan

Alumunium

No Waktu (menit) ∆M (gr) Laju korosi

(gr/menit)

1 10 0,18 0,018

2 20 1,38 0,069

3 20 -0,01 0,0005

4 20 0,38 0,019

Besi

No Waktu (menit) ∆M (gr) Laju korosi

(gr/menit)

1 10 -0,19 0,019

2 20 -0,33 0,0165

3 20 -0,02 0,001

4 20 -0,33 0,0165

Korosi

Kelompok 5 80

4.4.4 Grafik

Korosi

Kelompok 5 81

4.4.5 Analisa

Setelah melakukan percoban korosi dengan dua buah spesimen yang

berbeda, spesimen satu adalah Fe (besi) dan spesimen dua adalah Al

(aluminium). Pada praktikum kali ini dilakukan dua jenis variasi, yang pertama

voltase yang divariasikan sedangkan lama pencelupan konstan. Yang kedua lama

pencelupan yang divariasikan sedangkan voltase konstan.

dengan komposisi awal spesimen :

1. Aluminium ( Al ) : 38,00 gram

2. Besi ( Fe ) : 80,48 gram

Dimana kedua spesimen ini dilarutkan dalam larutan elektrolit dan

diberi voltase / tegangan yang berbeda-beda pula. Kami dapat menyimpulkan

bahwa pengujian korosi ini merupakan suatu rangkaian perusakan permukaan

material secara kimia atau elektrokimia dengan lingkungan, dimana terdapat 2

reaksi sekaligus dengan proses korosi, yaitu reaksi oksidasi dan reduksi. Untuk

reaksi oksidasi terjadi proses pelepasan elektron oleh material yang bersifat

anodik yaitu : aluminium (Al), sedangkan proses reduksi merupakan pemakaian

elektron oleh material yang katodik yaitu : Besi (Fe). Al lebih anodic dari pada Fe,

oleh karena itu Al akan melepas elektron. Elektron yang lepas ini akan di ambil

atau di makan oleh Fe, akibatnya secara fisik Al akan menjadi menipis dari

keadaan awal, sedangkan Fe akan bertambah berat / tebal.

Dalam percobaan ini rentang waktu yang digunakan selama 10 menit

dan 20 menit. Digunakan rentang waktu dan voltase yang berbeda untuk melihat

bagaimana reaksi yang terjadi pada material yang bersifat anodic ( aluminium )

apakah terjadi perubahan pengurangan material atau tidak. Dari data yang telah di

dapat terjadi perubahan teori, dimana anoda/anodik akan melepas elektron dan

katoda/katodik akan menerima electron, tapi kejadian dalam praktikum ini dimana

waktu 10 menit dengan voltase 9 volt dari awal berat spesimen aluminium 38,00

gram, sekarang menjadi 38,18 gram.disini terlihat bahwa anoda malah menyerap

katoda, dimana katoda (besi) dengan berat awal 80,48 gram menjadi 80,29

gram. Ini merupakan di luar teori yang sebenarnya, mungkin juga ini merupakan

kesalahan dari praktikan, dimana spesimen Al dan Fe masih basah karena larutan

elektrolit yang menempel sehingga mempengaruhi hasil pada timbangan ukur.

Korosi

Kelompok 5 82

Walaupun tidak sesuai dengan teori yang ada, kami menganalis

bahwa terdapat kesalahan dalam pengujian, dimana material tersebut belum

benar-benar kering dari larutan elektrolit lalu langsung di timbang, Sehingga

mempengaruhi hasil yang sebenarnya juga. Ketidak akuratannya timbangan ukur

yang dipakai dalam pengujian juga mempengaruhi hasil yang di dapat. Jadi

setelah praktikum ini dilaksanakan maka didapat tujuan dari pengujian korosi ini

sendiri adalah untuk mengetahui fenomena yang terjadi pada proses korosi dan

juga untuk dapat mengetahui bagaimana cara kita dapat memperlambat proses

pelepasan elektron ke lingkungan permukaan material / spesimen.Oleh karena itu

pengujian korosi sangat penting dilakukan di berbagai industri.Terutama dalam

industri logam.

Korosi

Kelompok 5 83

4.5 PENUTUP

4.5.1 Kesimpulan

Berdasarkan praktikum yang dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan di

antaranya :

1. Besarnya arus tegangan dan proses akan mempengaruhi laju korosi, dimana

semakin besar arus maka semakin cepat terkorosi.

2. Semakin anodik suatu material, maka semakin mudah melepas electron dan

mengalami korosi.

3. Korosi dapat dicegah dengan mencegah / menghambat lepasnya elektron

dari atom, seperti pelapisan dengan cat.

4.5.2 Saran

Agar praktikum selanjutnya berjalan dengan baik, praktikan perlu memperhatikan,

1. Ketelitian dalam penimbangan material

2. Hati-hati dalam pemakaian zat kimia

3. Pemilihan spesimen yang baik

Korosi

Kelompok 5 84

4.6 Lampiran Tugas

4.6.1 Tugas Sebelum Praktikum

1) Prinsip dasar korosi

Terjadi 2 proses yaitu reduksi dan oksidasi, oksidasi terjadi saat pelepasan

elektron oleh material yang bersifat anodik sedangkan reduksi pemakaian

elektron oleh material yang bersifat katodik. Terjadi pengurangan massa pada

material anodik dan perubahaan massa pada material.

2) Jenis – jenis korosi

a. Korosi seragam

Korosi seragam adalah korosi yang terjadi pada permukaan material akibat

bereaksi dengan oksigen Biasanya korosi seragam ini terjadi pada material

yang memiliki ukuran butir yang halus dan homogenitas yang tinggi.

b. Korosi sumuran

Korosi sumuran adalah korosi yang terjadi akibat cacat pada permukaan

material seperti celah atau lubang kecil Pada daerah cacat ini akan lebih

anodik dibandingkan permukaan material sehingga korosi akan menuju

bagian dalam material.

c. Korosi celah

Korosi celah adalah korosi yang di temukan pada daerah berkonsentrasi

rendah atau korosi yang terjadi pada celah yan terbentuk akibat

pendempetan material.

d. Korosi batas butir

Korosi batas butir adalah korosi yang terjadi pada atau di sepanjang batas

butir dan batas butir bersifat anodik dan bagian tegah butir bersifat katodik.

e. Korosi tegangan

Korosi tegangan adalah korosi yang di sebabkan adanya tegangan tarik

yang mengakibatkan terjadinya retak.

f. Korosi erosi


lapisan pelindung material.

Korosi

Kelompok 5 85

g. Selectif corrosion


lapisan pelindung material.

h. Korosi galvanic

Korosi galvanik adalah korosi yang terjadi pada dua logam yang berbeda

jenis jika di hubungkan.

3) Bisa, sebab pada prinsipnya korosi pada logam tidak bisa dihilangkan namun

dihambat sampai pada laju pelepasan electron dan logam.

4 ) Bisa, karena korosi terjadi pada umumnya disebabkan oleh air dan oksigen.

Korosi

Kelompok 5 86

4.6.2 Tugas Setelah Praktikum

1) Jika kita berikan tegangan yang lebih besar, maka berat yang hilang juga

semakin besar, begitu juga sebaliknya.

2) Pada saat pencelupan, jika specimen di celupkan terlalu lama laju korosi

menjadi lebih lambat, karena laju korosi berbanding terbalik dengan waktu

maka massa yang dihasilkan (hilang) bergantung pada waktu.

KOROSI

Documents

Transcript of KOROSI