MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI...

73
1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi UGM

Transcript of MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI...

Page 1: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

1

MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI

MATERIAL PABRIKASI DAN MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSIKOROSI

Teuku Nanda Saifullah Sulaiman

Laboratorium Teknologi Farmasi

Fakultas Farmasi UGM

Page 2: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

2

• Dalam menseleksi material untukpabrikasi, harus mempertimbangkanfaktor:

• Kimia• Fisika• Ekonomi.

Page 3: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

3

Faktor KimiaAda 2 aspek kimia yang perlu

dipertimbangkan :• Kemungkinan kontaminasi produk oleh

material pabrikasi

• Efek pada material pabrikasi oleh drugsdan proses kimia yang mungkin terjadi

Page 4: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

4

Contoh : • Inaktifasi penisilin oleh logam berat• Perubahan warna produk karena

bereaksi dengan material pabrikasi• Pengaruh asam, basa, bahan-bahan

yang mudah teroksidasi pada logam

Page 5: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

5

Faktor fisika• Strength (kekuatan)• Weight (bobot)• Wearing qualities (daya tahan)• Ease of fabrication (kemudahan dalam

pembuatan)• Thermal expansion (ekspansi panas)• Thermal conductivity (daya hantar panas)• Cleansing (pembersihan)• Sterilization (sterilisasi)• Transparency (transparansi)

Page 6: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

6

Faktor Ekonomi• Cost/prince dan maintenance ?• Ideal : low cost and easy to

maintenace

Page 7: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

7

Page 8: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

8

Material-material pabrikasi

• Didalam industri manufaktur material teknik diklasifikasikan menjadi 2 golongan:1. Metal (logam)2. Non Metal (bukan logam)

Page 9: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

9

Metal (logam)Jika ditinjau dari sudut pandang susunan unsur dasar, metal (logam) dibagi menjadi 2, yakni :

1. Logam murni (hanya terdiri satu jenis atom saja), contoh : besi (Fe) murni, tembaga (Cu) murni

2. Logam paduan atau metal alloy (terdiri dari dua atau lebih jenis atom)

Page 10: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

10

• Logam paduan dibedakan menjadi 3 jenis :

1. Larut padat interstisi (menyisip), yaitu : suatu paduan yang terjadi bila atom yang larut mempunyai diameter yang jauh lebih kecil daripada yang dilaruti, contoh : Pada baja Carbon yang mengalami Nitriding dimana atom Fe (yang dilaruti) mempunyai diameter atom lebih besar bila dibandingkan dengan atom N (yang larut) dengan diameter lebih kecil sehingga menyisip diantara atom Fe.

Page 11: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

11

2. Larut Padat Subtitusi (menggantikan posisi yang dilaruti), yaitu : suatu paduan yang terjadi terutama bila diameter atom yang larut hampir sama dengan diameter atom yang dilaruti, contoh : Pada paduan alumunium (diameter atom Al dan diameter atom Cu hampir sama), pada stainless steel (diameter atom Fe dan diameter atom Cr hampir sama).

3. Senyawa, yaitu : suatu paduan yang terjadi karena adanya ikatan atom yang sangat kuat

Page 12: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

12

• Metal juga dapat diklasifikasikan menjadi jenis, yakni :a. Ferrous (besi)b. Non Ferrous (bukan besi), contoh : Al dan paduannya, Ni dan paduannya

Page 13: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

13

Ferrous (besi)1. Wrought Iron (besi tempa)

2. Steel (Baja)2.1 Carbon steel (baja karbon)

2.2 Alloy steel (baja paduan)

Page 14: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

14

1. Wrought Iron (besi tempa)

• Sifat dari besi tempa ini Ulet dan cukup kuat. Contoh komposisi dari besi tempa :- Carbon : 0.06%- Mangaan : 0.045%- Silicon : 0.101%- Phospor : 0.068%- Sulfur (belerang) : 0.009%- Terak (dalan berat) : 1.97%Besi tempa digunakan pada bangunan kereta api, bangunan kapal laut, industri minyak, tujuan arsitektur, perlengkapan pertanian, dll.

Page 15: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

15

2.1 Carbon steel (baja karbon)

Sebenarnya perbedaan mendasar dari baja karbon dengan baja paduan terletak pada dominasi atas unsur dalam suatu baja. Jika yang mendominasi sifat fisik dan mekanik adalah persentase atau kadar karbon maka dapat disebut sebagai baja karbon sedang bila yang mendominasi sifat fisik dan mekanik adalah paduan (selain unsur karbon) maka dapat disebut sebagai baja paduan.

Page 16: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

16

2.2 Alloy steel (baja paduan)

Baja paduan diklasifikasikan menjadi:

a. Baja paduan rendah, yaitu : bila jumlah unsur tambahan selain karbon lebih kecil dari 8%,

b. Baja paduan tinggi, yaitu : bilajumlah unsur tambahan selain karbanlebih dari atau sama dengan 8%.

Page 17: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

17

• Tujuan utama dari penambahan unsurpaduan sebenarnya untukmemperbaiki sifat-sifatnya seperti : kekuatan tarik, kekuatan impak, ketahanan korosi, ketahanan panas, dll.

Page 18: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

18

– Mild steel : mengandung carbon 0,15-0,3%, high mechanical strength but resistance to corosion is poor, Paling umum digunakan

– Cast iron : carbon 1,5%, menyebabkanpenurunan titik leleh, keras, gampangpatah, resisten terhadap korosi, akanbereaksi dengan phenol dan tannin danmemberi warna. Kekuatan dan resistensidapat ditingkatkan dengan penambahansilikon

Page 19: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

19

- Stainless steels: mengandung nikeldan chromium, resisten korosi, biasadigunakan dalam industri makanan, farmasi dan fermentasi.

Page 20: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

20

Non-ferrous metals- Copper alloys (campuran tembaga)1. Copper-zinc alloys (brasses/kuningan)2. Copper-tin alloys (bronzes/perunggu)- Aluminium- Lead- Tin (timah)

Page 21: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

21

• Silver (perak)• Nickel• Chromium

Page 22: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

22

Non MetalsInorganik• Glass• Fused silika• Glass linings and coatings• Stoneware

Page 23: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

23

Organik• Plastics (platik)• Rubber (karet)• Timber (kayu)

Page 24: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

24

KOROSIKOROSIKOROSI••PadaPada saatsaat pemilihanpemilihan peralatanperalatan, , sudahsudahdiperhitungkandiperhitungkan karakteristikkarakteristik interaksiinteraksi yang yang mungkinmungkin terjaditerjadi antaraantara peralatanperalatan dengandenganlingkungannyalingkungannya

••DalamDalam prakteknyaprakteknya peralatanperalatan tersebuttersebut mengalamimengalamikegagalankegagalan jauhjauh sebelumsebelum waktunyawaktunya

Page 25: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

25

Penyebab kegagalan pada berbagaiindustri

Penyebab kegagalan %

Kekeliruan pemilihan material 40

Cacat pabrikasi 15

Kesalahan perlakuan panas 15

Kekeliruan dalam perencanaan mekanik 11

Kondisi operasional yang tidak terduga 8

Pengontrolan lingkungan yg tidak cermat 6

Kontrol kualitas dan inspeksi yang kurang 5

Page 26: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

26

Mekanisme kegagalan pada berbagai industri

Mekanisme kegagalan %Korosi 29Fatik 25Patah gelas 16Overload 11Korosi temperatur tinggi 7Stress corrosion cracking 6Stress rupture 3Aus 3

Page 27: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

27

• Korosi selama proses produksisediaan farmasi merupakan suatumasalah, dan menjadi perhatian dariindustri farmasi

• Untuk mencegah korosi, pengetahuantentang sifat kimia dan fisika daribahan obat serta logam yang digunakan dalam proses sangatdibutuhkan

• Korosi pada peralatan akanmenyebabkan kontaminasi produk dancostly

Page 28: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

28

Definisi• yaitu: proses perusakan suatu material

metal/logam secara elektrokimia akibatreaksi dengan lingkungannya

• Korosi (pengkaratan) merupakan fenomena kimia pada bahan-bahan logam di berbagai macam kondisi lingkungan, yaitu reaksi kimia antara logam dengan zat-zat yang ada di sekitarnya atau dengan partikel-partikel lain yang ada di dalam matrik logam itu sendiri.

• Jadi dilihat dari sudut pandang kimia, korosi pada dasarnya merupakan reaksi logam menjadi ion pada permukaan logam yang kontak langsung dengan lingkungan berair dan oksigen.

Page 29: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

29

• Pada umumnya suatu peralatan yang mengandung komponen logam mempunyai waktu hidup atau masa pakai tertentu.

• Korosi pada komponen-komponen tersebut dapat menimbulkan kerugian ekonomi akibat berkurangnya masa produktif peralatan

• Korosi bahkan dapat menyebabkan terjadinya gangguan berupa terjadinya hubungan pendek (konsluiting) yang dapat mengarah kepada terjadinya kecelakaan.

• Masalah korosi peralatan merupakan salah satu sumber yang dapat memicu kegagalan operasional, keselamatan kerja pada suatu industri serta kegagalan produk (mencemari produk)

Page 30: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

30

• Semua element/logam kecualiplatinum dan emas terdapat di alamsebagai oksida dan sulfida

• Emas dan platina mempunyai potential elektrode positif (relatif thd. Hidrogen) shg relatif iner dan tahankorosi

Page 31: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

31

• Korosi merupakan masalah teknis dan ilmiah yang serius. Di negara-negara maju sekalipun, masalah ini secara ilmiah belum tuntas terjawab hingga saat ini.

• Selain merupakan masalah ilmu permukaan yang secara fisika, korosi juga menyangkut kinetika reaksi yang menjadi wilayah kajian para ahli kimia.

Page 32: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

32

• Korosi juga menjadi masalah ekonomi karena menyangkut umur, penyusutan dan efisiensi pemakaian suatu bahan maupun peralatan dalam kegiatan industri.

• Milyaran Dolas AS telah dibelanjakan setiap tahunnya untuk menangani masalah korosi. Para praktisi saat ini cenderung sepakat untuk menetapkan biaya korosi sekitar 3,5 persen dari GNP.

Page 33: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

33

• Faktor yang berpengaruh terhadap korosi dapat dibedakan menjadi 2 yaitu:– Berasal dari bahan itu sendiri

• Kemurnian bahan• Struktur bahan• Bentuk kristal• Unsur-unsur kelumit yang ada dalam bahan• Teknik pencampuran bahan

– Dari lingkungan

Page 34: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

34

Dari lingkungan• Tingkat pencemaran udara• Suhu dan kelembaban• Atmosfir (Desa, kota, industri)• Air (fresh, salk, or distilled)• Uap dan gas (klorin, amonia, hidrogen sulfat,

sulfur dioksida)• Asam-asam mineral ( HCl, as. Sulfat, as. nitrat)• Asam-asam organik (as. asetat, as. sitrat)• Alkali • Tanah• Solven-solven organik• Minyak (vegetable and petroleum)

Page 35: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

35

• Penguapan dan pelepasan bahan-bahan korosif ke udara dapat mempercepat proses korosi.

• Udara dalam ruangan yang terlalu asam atau basa dapat mempercepat proses korosi peralatan 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.

Page 36: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

36

• Embun pagi saat ini umumnya mengandung aneka partikel aerosol, debu serta gas-gas asam seperti NOx dan SOx.

• Gas-gas polutan seperti oksida nitrogen (NOx) dan oksida belerang (SOx) yang terlepas ke udara bebas 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 dan dapat berinteraksi dengan apa saja, termasuk komponen-komponen renik di dalam peralatan elektronik. Jika hal itu terjadi, maka proses korosi tidak dapat dihindari lagi.

Page 37: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

37

Korosi sangat pentingdalam industri farmasi

Berkaitan dengan :• Safety/keamanan• Financial losses• Contamination of the product• Aspect GMP

Page 38: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

38

Skala/rating untuk logamberdasarkan kecepatan korosi

• Excelllent: Kec. korosi kurang dari 5 mpy, logam katagori ini cocok untukperalatan produksi dalam Farmasi

• Satisfactory: kec. korosi 5-50 mpy. Logam jenis ini biasa digunakan untukbagian peralatan yang tidak kritis

• Usually unsatisfactory: kecepatankorosi lebih daro 50 mpy

Page 39: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

39

Catatan;

• Kecepatan korosi diekspresikansebagai bobot yang hilang per-unit area per satuan waktu (gm-2year-1)

• Atau dapat juga mils penetration per year (mpy)

Page 40: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

40

Types of corrosion• Uniform attack (korosi menyeluruh)• Galvanic corrosion (korosi galvanis)• Selective leaching (pelepasan selektif)• Erosion corrosion (korosi erosi)• Crevise corrosion (korosi celah)• Pitting (korosi lubang)• Intergranular attack (korosi intergranular)• Stress corrosion cracking (SCC)

Page 41: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

41

KOROSI PADA STAINLESS STEEL

• Stainless Steel (SS) secara mendasarbukanlah logam mulia seperti halnya emas(Au) & Platina (Pt) yang hampir tidakmengalami korosi karena pengaruh kondisilingkungan,

• SS masih mengalami korosi. Daya tahankorosi SS disebabkan lapisan yang tidakterlihat (invisible layer) yang terjadiakibat oksidasi SS dengan oksigen yang akhirnya membentuk lapisan pelindung anti korosi (protective layer). Sumber oksigenbisa berasal dari udara maupun air.

Page 42: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

42

• Material lain yang memiliki sifat sejenisantara lain Titanium (Ti) dan jugaAluminium (Al).

• Secara umum protective layer terbentukdari reaksi kromium + oksigen secaraspontan membentuk krom-oksida.

• Jika lapisan oksida SS digores/terkelupas, maka protective layer akan segera terbentuk secara spontan, tentunya jika kondisi lingkungan cukup mengandung oksigen (gambar 1).

Page 43: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

43

Page 44: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

44

• Kondisi lingkungan tetap menjadi penyebab kerusakan protective layertersebut. Pada keadaan dimana protective layer tidak dapat lagi terbentuk, maka korosi akan terjadi.

Page 45: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

45

1. Meskipun alasan utama penggunaan stainless steel adalah ketahanan korosinya, tetapipemilihan stainless steel yang tepat mestidisesuaikan dengan aplikasi yang tepat pula.

2. Pada umumnya, korosi menyebabkanbeberapa masalah:

1. Terbentuknya lubang-lubang kecil/ halus padatangki dan pipa-pipa sehingga menyebabkankebocoran cairan ataupun gas.

2. Menurunnya kekuatan material disebabkanpenyusutan/ pengurangan ketebalan/ volume material sehingga 'strength' juga menurun, akibatnya dapat terjadi retak, bengkok, patahdan sebagainya.

Page 46: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

46

3. Dekorasi permukaan material menjadi tidak menarik disebabkan kerak karat ataupun lubang-lubang

4. Terbentuknya karat-karat yang mungkin mengkontaminasi zat atau material lainnya, hal ini sangat dihindari khususnya pada proses produksi makanan.

Page 47: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

47

• Secara umum korosi pada stainless steel dapat dikategorikan sbb. :1. Uniform Corrosion2. Pitting Corrosion3. Crevice Corrosion4. Stress Corrosion Cracking5. Intergranular Corrosion6. Galvanic Corrosion

Page 48: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

48

Uniform Corrosion• Uniform corrosion terjadi disebabkan

rusaknya seluruh atau sebagian protective layer pada SS sehingga SS secara merataakan berkurang/aus

• Korosi ini terjadi umumnya disebabkan olehcairan atau larutan asam kuat maupun alkali panas. Asam hidroklorit dan asam hidrofluoradalah lingkungan yang perlu dihindari SS apalagi dikombinasikan dengan temperaturserta konsentrasi yang cukup tinggi.

Page 49: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

49

Korosi uniform yang menyebabkan berkurangnya dimensi permukaan benda secara merata

Page 50: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

50

Pitting Corrosion• Korosi berupa lubang-lubang kecil sebesar

jarum, dimana dimulai dari korosi lokal (bukan seperti uniform corrosion).

• Pitting corrosion ini awalnya terlihat kecil dipermukaan SS tetapi semakin membesar pada bagian dalam SS

• Korosi ini terjadi pada beberapa kondisi pada lingkungan dengan PH rendah, temperature moderat, serta konsentrasi klorida yang cukup tinggi (misal NaCl atau garam di air laut)

Page 51: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

51

IIustrasi pitting corrosion pada material SS

Page 52: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

52

• Pada konsentrasi klorida yang cukup tinggi, awalnya ion-ion klorida merusak protective layer pada permukaan SS terutama permukaan yang cacat.

• Timbulnya cacat ini dapat disebabkan oleh kotoran sulfida, retak-retak kecil akibat penggerindaan, pengelasan, penumpukan kerak, penumpukan larutan padat dsb.

Page 53: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

53

• Umumnya SS berkadar Krom (Cr), Molybdenum (Mo) dan Nitrogen (N) yang tinggi cenderung lebih tahan terhadap pitting corrosion.

• Pada industri petrokimia korosi ini sangat berbahaya karena menyerang permukaan dan penampakan visualnya sangat kecil, sehingga sulit untuk diatasi dan dicegah terutama pada pipa-pipa bertekanan tinggi.

Page 54: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

54

• Ketahanan material terhadap pitting korosi jenis ini di formulasikan sbb :PREN = %Cr + (3,3 x %Mo) + (16 x %N)

• Hal yang menyebabkan pitting corrosion sangat serius bahwa ketika lubang kecilterbentuk, maka lubang ini akan teruscenderung berkembang (lebih besar dandalam) meskipun kondisi SS tersebutsangat tertutup atau tidak dapattersentuh sama sekali.

Page 55: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

55

Crevice Corrosion• Korosi jenis ini sering terjadi di daerah yang

kondisi oksidasi terhadap krom (Cr) SS sangatrendah atau bahkan tidak ada sama sekali (miskinoksigen).

• Sering pula terjadi akibat desain konstruksiperalatan yang tidak memungkinkan terjadinyaoksidasi tersebut misal celah antara gasket/ packing, celah yang terbentuk akibat pengelasanyang tidak sempurna, sudut-sudut yang sempit, celah/ sudut antara 2 atau lebih lapisan metal, celah antara mur/baut dsb. Praktis korosi ini terjadi di daerah yang sangat sempit (celah, sudut, takik dsb)

Page 56: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

56

Ilustrasi crevice corrosion yang menyerang saat 2 material bertemu dan membentuk celah sempit, sehingga terjadi perbedaan kandungan oksigen yang menyebabkan korosi

Page 57: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

57

• Crevice Corrosion dapat dipandang sebagai pitting corrosion yang lebih berat/ hebat dan terjadi pada temperature dibawah temperature moderate yang biasa menyebabkan pitting corrosion

• Cara untuk menghindari masalah ini, salah satunya dengan membuat desain peralatan lebih 'terbuka' walaupun kenyataannya sangat sulit untuk semua aplikasi.

Page 58: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

58

Stress Corrosion Cracking• Dalam kondisi kombinasi antara tegangan (baik

tensile, torsion, compressive maupun thermal) dan lingkungan yang korosif maka SS cenderung lebih cepat mengalami korosi.

• Karat yang mengakibatkan berkurangnya penampang luas efektif permukaan SS menyebabkan tegangan kerja (working Strees) pada SS akan bertambah besar. Korosi ini dapat terjadi pula misal pada pin, baut-mur dengan lubangnya/ dudukannya

• Korosi ini meningkat jika part yang mengalami stress berada di lingkungan dengan kadar klorida

Page 59: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

59

Ilustrasi stress-cracking-corrosion akibat adanya tegangan sisa dan lingkungan korosif

Page 60: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

60

Intergranular Corrosion• Korosi ini disebabkan ketidak sempurnaan

mikrostruktur SS pada atau akibat proses produksi.

• Ketika austenic SS berada pada temperature 425-850 oC (temperatur sensitasi) atau ketika dipanaskan dan dibiarkan mendingin secara perlahan (seperti halnya sesudah welding atau pendinginan setelah annealing) maka karbon akan menarik krom untuk membentuk partikel kromium karbida (chromium carbide) di daerah batas butir (grain boundary) struktur SS.

• Formasi kromium karbida yang terkonsentrasi pada batas butir akan menghilangkan/ mengurangi sifat perlindungan kromium pada daerah tengah butir. Sehingga daerah ini akan dengan mudah terserang oleh korosi.

Page 61: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

61

Ilustrasi korosi pada butir akibat terjadinya sensitasi krom

Page 62: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

62

• Secara umum SS dengan kadar karbon < 2 % relative tahan terhadap korosi ini.

• Ketidak sempurnaan mikrostruktur ini diperbaiki dengan menambahkan unsur yang memiliki afinitas ("daya tarik") terhadap Karbon lebih besar untuk membentuk karbida, seperti Titanium (misal pada SS 321) dan Niobium (misal pada SS 347).

• Cara lain adalah dengan menggunakan SS berkadar karbon rendah yang di tandai indeks 'L' -low carbon steel- (misal 316L atau 304L). SS dengan kadar karbon tinggi juga akan tahan terhadap korosi jenis ini asalkan digunakan pada temperatur tinggi pula (misal 304H, 316H, 321H, 347H, 30815/ Sirius S15, 310/ Sirius 310 dan juga 314/ Sirius 314).

Page 63: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

63

Galvanic Corrosion• Galvanic corrosion terjadi disebabkan

sambungan dissimilar material (2 material yang berbeda terhubung secara elektris/ tersambung misal baut dengan mur, paku keling/ rivet dengan body tangki, hasil welding dengan benda kerja) dan/ atau terendam dalam larutan elektrolit, sehingga dissimilar material tersebut menjadi semacam sambungan listrik.

• Mekanisme ini disebakan satu material berfungsi sebagai anoda dan yang lainnya sebagai katoda sehingga terbentuk jembatan elektrokimia

Page 64: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

64

Ilustrasi terjadinya korosi antara dua logam yang berbeda jenis keaktifannya (logam A dan B)

Page 65: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

65

• Dengan terjadinya hubungan elektrik tersebut maka logam yang bersifat anoda (less noble) akan lebih mudah terkorosi. Urutan tersebut ditunjukkan pada seri elektrokimia logam berikut :

• Logam deret sebelah kiri cenderung menjadi anoda (mudah berkarat) sementara logam sebelah kanan cenderung menjadi katoda. Galvanic corrosion initergantung pada :" Perbedaan ke-mulia-an dissimilar material" Rasio luas permukaan dissimilar material, danKonduktifitas larutan

Page 66: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

66

Faktor-faktor yang mempengaruhi kec. korosi

• Media korosi• Konsentrasi media• pH dari media korosi• Temperatur• Kelembaban (RH)

Page 67: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

67

Media korosi• Berbagai zat aktif dan eksipien• Misal: hydrochlorides and sulfates• Tablet efervescent yang mengandung

bicarbonat, asam sitrat dan asamtartrat cenderung menyebabkankorosi

• Peralatan untuk tablet dari krom, silver atau stainless steel

Page 68: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

68

Konsentrasi media• Umumnya Peningkatan media korosi

akan meningkatkan kec. korosi• Ada beberapa pengecualian: mis.

sulfuric acid, merupakan asampereduksi tapi pada konsentrasi yang tinggi asam menjadi pengoksidasi

Page 69: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

69

pH dari media korosi• Biasanya Kec. Korosi meningkat pada

pH asam, dan menurun denganpeningkatan pH

• Lencioni dkk. Menunjukkan pentingnyapengontrolan pH pada prosessterilisasi, pH air sebaiknya 11-12 untuk mencegah korosi pada steam utk sterilisasi

• Korosi oleh alkali menyebabkan lubangdan serangan terlokalisasi.

Page 70: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

70

Temperatur• Peningkatan temperatur biasanya

meningkatkan kec. Korosi

KelembabanPeningkatan kelembaban secara umum

akan meningkatkan kec. korosi

Page 71: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

71

Pengendalian Korosi• Peristiwa korosi pada logam merupakan fenomena

yang tidak dapat dihindari, namun dapat dihambat maupun dikendalikan untuk mengurangi kerugian dan mencegah dampak negatif yang diakibatkannya.

• Dengan penanganan ini umur produktif peralatan menjadi panjang sesuai dengan yang direncanakan, bahkan dapat diperpanjang untuk memperoleh nilai ekonomi yang lebih tinggi.

• Upaya penanganan korosi diharapkan dapat banyak menghemat biaya opersional, sehingga berpengaruh terhadap efisiensi dalam suatu kegiatan industri.

Page 72: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

72

• Pengendalian korosi pada peralatan dapat dilakukan melalui pengendalian lingkungan atau ruangan di mana peralatan tersebut ditempatkan.

• Penanganan masalah korosi berkaitan dengan perawatan dan perbaikan fasilitas produksi serta peralatan penunjang lainnya.

• Kegiatan ini harus dapat mengidentifikasi, mengantisipasi dan menangani masalah korosi pada alat, mesin dan fasilitas industri secara keseluruhan.

• Pemantauan korosi perlu dilakukan secara periodik. Upaya menghambat laju korosi harus terintegrasi dengan program perawatan dan perbaikan sehingga diperoleh hasil yang terbaik

Page 73: MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI · PDF file1 MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI MATERIAL PABRIKASI DAN KOROSI Teuku Nanda Saifullah Sulaiman Laboratorium Teknologi Farmasi Fakultas Farmasi

73

• Pengendalian laju korosi melalui pengendalian lingkungan umumnya dilakukan dengan menjaga kelembaban udara dan pengendalian keasaman lingkungan.

• Pengendalian lingkungan ini hanya mungkin dilakukan untuk peralatan yang berada dalam suatu ruangan, dan tidak mungkin dilakukan terhadap fasilitas yang berinteraksi! langsung dengan lingkungan di luar ruangan.

• Upaya pengendalian korosi ini harus melibatkan semua fihak yang terlibat dalam pengoperasian alat, mesin, instalasi serta fasilitas lainnya.

• Masalah korosi dan upaya pengendaliannya perlu diperkenalkan kepada seluruh jajaran yang terlibat langsung dalam kegiatan industri.