Pengujian Laju Korosi Baja AISI 1045 Dengan Variasi pH Air Laut Menggunakan Metode Tafel...

LAPORAN KERJA PRAKTEK REDI RESTU FADILAH (12-2011-109)

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Korosi adalah proses elektrokimia yang terjadi pada material akibat

bereaksi dengan lingkungan. Korosi juga dapat diartikan menurunnya

kualitas suatu material akibat kontak dengan lingkungan. Semua material

akan mengalami korosi karena material akan selalu berkontak dengan

lingkungan. Korosi tidak dapat di cegah, namun dapat diperlambat

lajunya. Analisa terhadap laju korosi perlu dilakukan karena dapat

mengetahui dan memperkirakan suatu material akan terkorosi pada waktu

tertentu sehingga kerugian yang akan disebabkan oleh korosi dapat

dikurangi. Adapun kerugian tersebut dapat dilihat dari aspek-aspek,

seperti: massa material berkurang, nilai estetika material berkurang, dan

yang terpenting adalah nilai kekuatan dan sifat mekanik material akan

berkurang sehingga banyak mengakibatkan kerusakan dan kegagalan pada

suatu sistem.

Pada logam sendiri korosi dapat terlihat dengan jelas, salah satu

contohnya adalah permukaannya yang berkarat. Bila korosi ini dibiarkan

terjadi tanpa pencegahan maka kualitas dari logam sendiri akan terus

berkurang terutama kekuatannya. Sehingga dikhawatirkan akan

menimbulkan kecelakaan akibat kegagalan sistem karena material yang

terkorosi. [1]

Dalam aplikasinya logam menjadi material utama struktur

bangunan lepas pantai. Seperti diketahui bahwa lingkungan air laut

merupakan lingkungan yang korosif dan akan cepat bereaksi dengan

logam yang kontak dengannya sehingga perlu dilakukan sebuah penelitian

mengenai pengaruh air laut terhadap laju korosi logam.

Atas dasar tersebut penelitian dilakukan untuk mengetahui

pengaruh nilai pH air laut terhadap laju korosi logam baja K945 (ekivalen

AISI 1045) yang pengujian dan penelitiannya dilakukan di Pusat Sains

PUSAT SAINS TEKNOLOGI NUKLIR TERAPAN-BATAN BANDUNG 1


Teknologi Nuklir Terapan Badan Tenaga Nuklir Nasional (PSTNT -

BATAN) Bandung.

B. Maksud Dan Tujuan

Adapun maksud dan tujuan dari penelitian ini adalah untuk

mengetahui pengaruh tingkat pH air laut terhadap laju korosi logam baja

K945 yang ekivalen dengan AISI 1045 dengan menggunakan metode

Tafel Polarization.

C. Batasan Masalah

Penelitian ini hanya dibatasi pada proses pengukuran nilai laju

korosi pada logam baja K945 (ekivalen AISI 1045) akibat lingkungan air

laut menggunakan metode Tafel Polarization.

D. Metode Penelitian

Metode penelitian yang digunakan pada penulisan laporan kerja

praktek ini adalah pengujian laju korosi pada material baja K945 (ekivalen

AISI 1045) dengan metode Tafel Polarization dengan berbagai variasi pH

pada air laut.

E. Sistematika Penulisan

Didalam penulisan laporan ini, penulis menyajikan laporan kerja

praktek kedalam 5 bab, adapun penyajiannya sebagai berikut :

BAB I Pendahuluan

Bab ini berisi tentang latar belakang melakukan pengamatan,

maksud dan tujuan pengamatan, batasan masalah yang dipakai

dalam menyusun laporan, metode penelitian yang dilakukan serta

sistematika penulisan yang disajikan pada laporan kerja praktek

ini.



BAB II Studi Literatur

Bab ini berisi tentang teori-teori yang berhubungan dengan proses

pengukuran laju korosi terhadap baja K945 (ekivalen AISI 1045)

akibat air laut, dan teori-teori lain yang dapat memperkuat bahasan

penelitian.

BAB III Data Pengamatan

Bab ini berisi tentang tahapan penelitian yang dilakukan berupa

diagram alir proses pengamatan, material dan peralatan yang

digunakan, dan metode pengujian.

BAB IV Hasil dan Analisa

Bab ini berisi tentang hasil dari proses pengujian yang dilakukan,

dapat berupa data angka maupun grafik. Serta dilengkapi dengan

analisa dari pengujian proses pengukuran laju korosi yang

dilakukan.

BAB V Kesimpulan dan Saran

Bab ini berisi tentang jawaban dari tujuan serta kesimpulan dari

pengujian proses pengukuran laju korosi yang dilakukan dan juga

beberapa hal yang disarankan oleh penulis untuk pengamatan lebih

lanjut.



BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

1. Korosi

1.1. Definisi Korosi

Korosi berasal dari bahasa latin ”Corrodere” yang artinya

perusakan logam atau berkarat akibat lingkungannya. Korosi merupakan

proses elektrokimia yang terjadi pada logam, atau proses perusakan

material karena bereaksi dengan lingkungannya. Selain itu, korosi juga

diartikan sebagai kerusakan yang terjadi pada material akibat adanya

reaksi kimia. Tetapi dimasyarakat korosi lebih identik dengan istilah

”karat” yang merupakan korosi khusus pada baja, hal ini terjadi karena

baja merupakan logam yang paling banyak digunakan oleh masyarakat.

Untuk logam sendiri korosi dapat berarti kerusakan atau degradasi logam

akibat reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat

dilingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak

dikehendaki. [1]

Korosi adalah suatu gejala alam yang tidak dapat di cegah, tetapi

dapat dikendalikan untuk mengurangi lajunya. Korosi merupakan suatu

konsekuensi dari usaha manusia untuk merubah keadaan unsur logam dari

kondisi yang lebih stabil yaitu dalam bentuk oksida dan ikatan lainnya

menjadi berbentuk unsur murni yang memiliki tingkat energi yang lebih

tinggi. Menurut hukum termodinamika selalu terdapat kecenderungan

untuk kembali kepada kondisi yang lebih stabil yaitu dengan terjadinya

korosi. Selain itu proses korosi juga merupakan kebalikan dari proses

ekstraksi logam dari bijih mineralnya.



1.2. Faktor terjadi korosi

Adapun faktor yang mempengaruhi terjadinya korosi adalah

sebagai berikut :

- Kelembaban udara

- Elektrolit

- Zat terlarut pembentuk asam

- Adanya oksigen (O2)

- Adanya lapisan pada permukaan logam

- Letak logam dalam deret potensial reduksi [2]

Selain faktor yang menyebabkan korosi, laju korosi pada baja

dapat menjadi lebih cepat diakibatkan oleh beberapa faktor, antara lain :

tingkat keasaman, kontak dengan elektrolit, kontak dengan pengotor,

kontak dengan logam lain yang kurang aktif (nikel, timah, tembaga), serta

keadaan baja itu sendiri (kerapatan atau kekasaran permukaannya).

1.3. Kerugian akibat Korosi

Korosi merupakan gejala alam yang sulit dicegah dan juga

memberikan banyak kerugian baik terhadap material bajanya sendiri

ataupun kerugian terhadap lingkungan sekitarnya. Kerugian yang mungkin

terjadi yang diakibatkan korosi antara lain :

- Penipisan permukaan material (baja)

- Penurunan nilai sifat mekanik material (baja)

- Penurunan nilai massa atau berat material

- Perubahan warna atau tampilan material (estetika)

- Terkontaminasinya suatu produk ataupun lingkungan sekitarnya

- Berkurangnya nilai faktor keamanan suatu material (Safety Factor)

- Naiknya biaya perawatan [2]



1.4. Jenis – Jenis Korosi

1.4.1. Korosi Merata (Uniform Corrosion)

Gambar 2.1. Korosi Merata Pada Kaleng Minuman [3]

Korosi merata adalah jenis korosi dimana pada korosi tipe

ini laju korosi yang terjadi pada seluruh permukaan logam atau

paduan yang terpapar atau terbuka ke lingkungan berlangsung

dengan laju yang hampir sama. Hampir seluruh permukaan

logam menampakkan terjadinya proses korosi. Korosi merata

terjadi karena proses anodik dan katodik yang berlangsung

pada permukaan logam terdistribusi secara merata. Ini terjadi

karena adanya pengaruh dari lingkungan sehingga kontak yang

berlangsung mengakibatkan seluruh permukaan logam

terkorosi.


http://4.bp.blogspot.com/-69uGKKKbAFg/UoSd-z6PfdI/AAAAAAAAAEI/gl6dL5nCYYg/s1600/uniform+corrosion.jpg


1.4.2. Korosi Galvanik (Galvanic Corrosion)

Gambar 2.2. Korosi Galvanik Pada Sambungan Baut [3]

Korosi galvanik adalah korosi yang terjadi ketika dua

macam logam yang berbeda berkontak secara langsung dalam

media korosif. Korosi ini terjadi akibat proses elektro kimiawi

dua macam logam yang berbeda potensial dihubungkan

langsung di dalam elektrolit yang sama, dimana elektron

mengalir dari logam kurang mulia (anodik) menuju logam yang

lebih mulia (katodik), karena proses tersebut logam yang

kurang mulia menjadi terkorosi.


http://2.bp.blogspot.com/-OWOpZvBBFIU/UoSi_aDM-sI/AAAAAAAAAFU/1D71-xbCZUI/s1600/galvanic+pada+sambungan+baut.jpg


1.4.3. Korosi Celah (Crevice Corrosion)

Gambar 2.3. Korosi Celah Pada Pipa [3]

Korosi celah adalah korosi yang terjadi akibat adanya

kesenjangan atau celah yang terbentuk antara dua logam dan

bahan non logam sehingga memungkinkan terjadinya

penumpukan zat-zat korosif dan berkontak dengan logam,

akibat adanya penumpukkan zat korosif misalkan air sehingga

logam yang berkontak dengannya terkorosi.


http://1.bp.blogspot.com/-iBISatLfUwE/UoSle7ulauI/AAAAAAAAAFo/NciHcWE07fg/s1600/korosi+celah+sambungan+pipa.jpg


1.4.4. Korosi Sumuran (Pitting Corrosion)

Gambar 2.4. Korosi Sumuran Pada Wastafel [3]

Korosi sumuran adalah korosi dari permukaan logam yang

dibatasi pada satu titik atau area kecil dan membentuk rongga,

dengan adanya gaya gravitasi membuat rongga menjadi dalam

dan merusak logam sehingga dinamakan korosi sumuran. Jenis

korosi ini adalah salah satu jenis korosi yang paling merusak.


http://2.bp.blogspot.com/-IOqNWdXvE-Q/UoSd80clwmI/AAAAAAAAADs/2jVmpyUCJs0/s1600/pitting+corrosion+St+St+sink.jpg


1.4.5. Korosi Erosi (Erosion Corrosion)

Gambar 2.5. Korosi Erosi Pada Blade [3]

Korosi erosi adalah korosi yang diakibatkan oleh efek

mekanik aliran atau kecepatan fluida sehingga menggerus

permukaan logam akibat adanya gesekan dengan fluida yang

bergerak. Biasanya korosi erosi terjadi pada permukaan dalam

pipa akibat tererosi oleh aliran fluida yang bergerak

didalamnya.


http://1.bp.blogspot.com/-0A-7zEYv5nE/UoSrUADZV-I/AAAAAAAAAGk/uH6wblkjyKk/s1600/erosion+corr.jpg


1.4.6. Korosi Retak Tegangan (Stress Corrosion Cracking)

Gambar 2.6. Korosi SCC Pada Baja [3]

Korosi retak tegangan adalah proses retak yang terinisiasi

oleh korosi pitting dan dipengaruhi oleh tegangan tarik. Korosi

ini terjadi akibat 3 faktor, yaitu : Material yang rentan terhadap

korosi, adanya larutan elektrolit (lingkungan) dan adanya

tegangan.

2. Polarisasi Korosi

Polarisasi adalah proses ketika suatu logam tidak berada dalam

kesetimbangan dengan larutan yang mengandung ion-ionnya, potensial

elektrodanya berbeda dari potensial korosi bebas dan selisih antara

keduanya. Polarisasi atau penyimpangan dari potensial kesetimbangan

sama dengan polarisasi anoda pada logam dan polarisasi katoda pada

lingkungannya. [4]

Ada dua metode yang tersedia untuk pengukuran korosi dengan

electrochemical polarization : tafel extrapolation and polarization

resistance.


http://3.bp.blogspot.com/-Uoa6B1daWGo/UoSp32jqQbI/AAAAAAAAAGY/FO-tOH6j9ko/s1600/SCC+pada+logam.jpg


2.1. Ekstrapolasi Tafel / Tafel Polarization

Merupakan metode polarisasi pengukuran korosi yang

memiliki banyak keuntungan. Hanya memerlukan waktu lebih

singkat untuk menentukan laju korosi dengan tahanan polarisasi.

Metode ini sangat sensitif dan memerlukan faktor pemercepat.

Pengukuran polarisasi adalah pengujian tidak merusak dan dapat

dilakukan beberapa kali untuk mengukur laju korosi secara

berurutan pada elektroda yang sama.

Elektrokimia pada sebuah logam yang terkorosi dapat

dikarakteristikan dengan penentuan 3 parameter, seperti :

Corrosion current density (icorr), Corrosion potenstial (Ecorr), dan

tafel slopes (βa / βc). Kemudian perilaku korosi dapat diperlihatkan

oleh sebuah kurva polarisasi. Evaluasi dari 3 parameter tersebut

mengarah ke penentuan polarization resistance (Rp) dan corrosion

rate (CR ¿ yang memiliki satuan mm/year atau mpy. [5]

2.2. Persamaan Tafel

Persamaan tafel adalah persamaan dalam kinematika elektrokimia

antara laju reaksi elektrokimia dengan potensial. Persamaan tafel

pertama kali ditemukan oleh seorang ahli kimia asal swiss bernama

Julius Tafel.

Reaksi elektrokimia terjadi pada dua elektroda yang terpisah,

persamaan tafel diterapkan untuk masing-masing elektroda yang

terpisah. Persamaan tafel mengasumsikan bahwa laju rekasi kebalikan

(reverse reaction rate) akan diabaikan bila dibandingkan dengan laju

reaksi maju (forward reaction rate). Tafel biasanya diaplikasikan pada

daerah yang memiliki nilai polarisasi yang tinggi, kalaupun nilainya

rendah tergantung pada arus polarisasi biasanya berbentuk liner dan

tidak logaritmik.



Gambar 2.7. Diagram Tafel [4]

Persamaan tafel pada elektroda tunggal [6]

ΔV = A × ln ¿) ……………….. (Persamaan 1)

Keterangan :

ΔV : Over potensial (Volt)

A : Tafel slope (Volt)

i : : Current density (A

m2)

io : Exchange current density (A

m2)

Bentuk alternatif persamaan tafel

I = n . F . k . exp (± α . F . ΔV

R .T ) ……………… (Persamaan 2)

Dimana :


http://en.wikipedia.org/wiki/File:100905_tafel_plot_nl.png


i : Current density (A

m2)

k : konstanta laju untuk reaksi elektroda

R : konstanta gas universal

F : konstanta faraday

(+) : Reaksi anodik

(-) : Reaksi katodik

3. Lingkungan Korosif

Lingkungan korosif adalah lingkungan yang dapat meningkatkan

laju korosi suatu benda yang bereaksi dengannya. Lingkungan korosif

sendiri biasanya merupakan lingkungan dengan tingkat kelembaban tinggi

atau dekat dengan air. Pada penelitian laju korosi ini, logam baja berada

pada lingkungan korosif, seperti :

3.1. Air Laut

Air laut adalah air yang berada di lautan atau samudera yang

memliiki kadar garam rata-rata 3,5%. Artinya dalam 1 Liter (100 mL)

air laut terdapat 35 gram garam , namun tidak seluruhnya berupa

garam dapur (NaCl ). Garam inilah yang dapat mempercepat laju

korosi pada logam baja bila bereaksi dengan air laut. [7]

3.2. Asam Sulfat ( H 2 SO4)

Asam sulfat atau disebut juga minyak vitriol adalah cairan

berwarna bening dan tidak memiliki bau. Adapun kelarutannya dalam

air adalah tercampur penuh (eksotermik). Berdasarkan klasifikasi,

asam sulfat termasuk kedalam golongan Korosif (C). Asam sulfat

encer bereaksi dengan kebanyakan logam yaitu baja, aluminium, seng,

mangan, magnesium dan nikel.[8]



BAB III

DATA PENGAMATAN

3.1. Diagram Alir Proses Pengujian

Gambar 3.1. Diagram Alir proses pengujian


5. Preparasi Peralatan Pengujian

1. Pembuatan Spesimen- Pemotongan- Pembubutan

MULAI

6. Pembuatan air laut

- Air laut tanpa H 2 SO4

- Air laut + 20 ml H 2 SO4



2. Pemolesan Permukaan Spesimen Mesh : 120, 320, 600, 1000, 1200

4. Pengambilan foto permukaan spesimen

7. Pengujian korosi

SELESAI

8. Pengambilan foto permukaan spesimen

3. Pemeriksaan Permukaan : visual

& mikroskopik


3.2. Pembahasan

Langkah 1 ( Pembuatan spesimen )

Spesimen yang digunakan pada pengujian ini adalah K945 yang eqivalen

dengan material AISI 1045 diambil dari spesifikasi Bohler High Grade

Steel. Adapun spesifikasi materialnya adalah sebagai berikut :

Tabel 3.1. Spesifikasi material K945 (komposisi kimia) berdasarkan standard

Bohler [9]

BOHLER

Unsur (% wt) Standard Ekivalen

C Si Mn DIN JIS AISI

K 945

EMS 45

0,48 0,30 0,70 1.1730

C45W

῀ S45C 1045

Tabel 3.2. Spesifikasi material K945 (Heat Treatment) berdasarkan standard

Bohler[9]

Temperatur

Annealing

(ºC)

Temperatur

Pengerasan

(ºC)

Media

Quench

Harga

Kekerasan

(HRC)

- -

680 - 710 800 - 830 Water 50-57 - -

Kekerasan Rata-Rata dalam HRC setelah Tempering (ºC)

100 ºC 200 ºC 300ºC 400 ºC 500 ºC 550 ºC

57 54 48 49 42 38

Spesimen awalnya berbentuk silinder dengan diameter ±26 mm

dan panjang 100 mm. Lalu mengalami proses pemotongan dan

pembubutan sehingga dimensinya menjadi lebih kecil disesuaikan dengan

ukuran holder alat pengujian. Setelah dilakukan proses pemesinan dimensi

akhirnya berdiameter 16 mm dan tebal 3 mm. Dari dimensi awal dapat

dibuat hingga 10 spesimen yang memiliki dimensi yang sesuai spesifikasi

holder alat pengujian. Pada pengujian ini, penulis hanya menggunakan 4

buah spesimen yang nantinya setiap spesimen digunakan untuk beberapa

variasi pengujian.



Gambar 3.2. Material awal sebelum menjadi spesimen

Gambar 3.3. Material yang telah mengalami proses pemesinan

dan menjadi spesimen uji

Langkah 2 ( Pemolesan Permukaan Spesimen )

Pemolesan spesimen bertujuan untuk menghaluskan salah satu permukaan

spesimen, karena pengujian korosi dilakukan pada satu sisi permukaan

yang halus. Pemolesan dilakukan dengan menggunakan mesin poles dan

menggunakan tingkatan kekasaran abrasive dari mulai mesh : 120, 320,

600, 1000, 1200 .



Gambar 3.4. Mesin poles dan proses pemolesan spesimen

Proses pemolesan (gambar 3.4.) juga menggunakan air yang

bertujuan untuk membuang geram spesimen hasil pemakanan oleh

abbrasive, mengurangi gesekan berlebih dan juga agar alur pada

permukaan searah. Proses pemolesannya dilakukan sistematis dan

berurutan dari mesh yang paling kasar yaitu mesh 120 hingga mesh yang

paling halus yaitu mesh 1200. Permukaan spesimen harus sampai memliki

alur searah pada setiap penggunaan mesh, bila itu belum tercapai maka

tidak diperboehkan untuk mengganti ke mesh yang lebih halus.

Gambar 3.5. Spesimen setelah proses pemolesan



pada salah satu permukaan

Gambar 3.5. adalah gambar dari spesimen yang telah mengalami

proses pemolesan di salah satu permukaannya. Spesimen di poles hingga

mencapai permukaan yang halus, rata dan alur nya searah pada mesh

paling halus yang digunakan yaitu mesh 1200.

Langkah 3 ( Pemeriksaan Permukaan Spesimen )

Pada proses pemeriksaan ini dilakukan dengan dua cara, yaitu :

1. Pemeriksaan secara visual dengan mata telanjang

Proses ini dilakukan pada saat pemolesan berlangsung, setiap beberapa

menit dilakukan pemeriksaan permukaan spesimen dengan mata

telanjang, yang dilihat adalah kerataan permukaan dan juga alur dari

permukaan spesimen.

Gambar 3.6. Proses pemeriksaan permukaan spesimen

dengan mata telanjang

2. Pemeriksaan dengan menggunakan mikroskop

Proses pemeriksaan ini adalah dengan mengamati spesimen lebih

detail dengan menggunakan mikroskop dengan pembesaran 5x untuk

melihat alur permukaan lebih jelasnya. Bila hasil pemeriksaan ini

menunjukkan masih banyak alur yang belum searah maka dilakukan



proses pemolesan kembali hingga didapatkan alur permukaan yang

searah.

Gambar 3.7. Pemeriksaan spesimen dengan mikroskop

Langkah 4 ( Pengambilan Foto Permukaan Spesimen )

Spesimen yang telah lolos dari pemeriksaan tahap selanjutnya adalah

proses pengambilan gambar atau foto permukaan yang telah dipoles.

Tujuannya adalah sebagai pembanding kondisi spesimen sebelum dan

sesudah pengujian korosi. Pengambilan foto dilakukan dengan

menggunakan mikroskop yang telah dilengkapi kamera dengan

pembesaran hingga 5x. Adapun hasilnya adalah sebagai berikut :

1. Spesimen 1



Gambar 3.8. Permukaan spesimen 1 setelah pemolesan

Pada gambar 3.8. terlihat permukaan spesimen sudah rata, halus

dan yang terpenting adalah alur hasil pemakanan oleh abrasive searah.

Namun gambar sedikit terlihat gelap karena pencahayaan dari

mikroskopnya kurang.

2. Spesimen 2



dan yang terpenting adalah alur hasil pemakanan oleh abrasive searah

sama dengan spesimen 1 (gambar 3.8.). Pada gambar 3.9. pencahayaan



dari mikroskop pas sehingga tidak terlalu gelap dan juga tidak terlalu

terang.



3. Spesimen 3



dan yang terpenting adalah alur hasil pemakanan oleh abrasive searah

sama seperti spesimen sebelumnya (Gambar 3.8. dan gambar 3.9.).

Namun gambar sedikit terlihat gelap karena pencahayaan dari

mikroskopnya kurang sama seperti gambar 3.7.

4. Spesimen 4





dan yang terpenting adalah alur hasil pemakanan oleh abrasive searah.

Namun gambar terlalu terang karena pengaturan pencahayaan dari

mikroskopnya berlebih.

Langkah 5 (Preparasi Peralatan Pengujian )

Pada pengujian laju korosi ini, digunakan beberapa peralatan yang

menunjang proses pengujian.

1. Satu set komputer

Gambar 3.12. Satu set komputer

Satu set komputer (gambar 3.12.) digunakan sebagai alat bantu

pengujian laju korosi, karena penggunaan software Gamry Echem

Analyst dapat dilakukan dengan adanya seperangkat komputer. Selain

itu selama proses pengujian berlangsung kurva potensial dan arus

dapat terlihat pada monitor komputer.



2. Software

Pengujian laju korosi ini menggunaka software bernama Gamry Echem

Analyst.

Gambar 3.13. Tampilan menu pengujian pada software Gamry

Software Gamry Echem Analyst (gambar 3.13.) merupakan

software yang biasa digunakan untuk eksperimen elektrokimia untuk

evaluasi korosi. Selain metode polarisasi tafel software ini juga dapat

digunakan untuk pengujian dengan metode : polarization resistance

dan galvanic polarization.



3. Volt meter

Volt meter digunakan untuk mengukur potensial dari spesimen yang

telah berada pada sel korosi sebelum pengujian pengukuran laju korosi

dilakukan.

Gambar 3.14. Volt meter

4. Alat pengujian

- Sel Korosi

Sel korosi adalah wadah yang terbuat dari kaca yang digunakan

sebagai media pengujin laju korosi, pada penelitian ini didalamnya

diisi oleh cairan air laut.



Gambar 3.15. Sel korosi sebagai media pengujian

- Elektroda dan kabel

Ada 3 buah jenis elektroda dengan fungsi yang berbeda yang

digunakan pada pengujian ini. Namun intinya elektroda ini

berfungsi sebagai alat pengubah sinyal dari sensor yang diterima

oleh spesimen dan merubahnya kedalam bentuk arus dan potensial

sehingga dapat terbaca pada display software di komputer. Kabel

yang digunakan ada dua jenis kabel yaitu kabel positif (+) dan

negatif (-). Adapun ketiga elektroda tersebut adalah sebagai

berikut:

1. Elektroda Kerja

Elektroda ini merupakan elektroda yang dipasang bersama

spesimen dan berfungsi untuk menangkap dan mengalirkan

arus dari spesimen ke perangkat komputer.



Gambar 3.16. Elektroda kerja

2. Elektroda Konter (Counter Electrode)

Elektroda ini terbuat dari bahan platina. Fungsinya adalah

untuk mengalirkan arus pada saat pengujian berlangsung dan

juga sebagai elektroda pembantu.

Gambar 3.17. Elektroda Konter (Counter Electrode)



3. Elektroda Referensi (Reference Electrode)

Elektroda ini berfungsi untuk mengukur potensial dan tegangan

yang terjadi. Diletekan berhadapan dengan spesimen yang

menempel pada elektroda kerja.

Gambar 3.18. Elektroda Referensi (Reference Electrode)



Gambar 3.19. Tiga buah elektroda dan rangkaian kabel

Langkah 6 ( Pembuatan Air Laut )

Pengujian korosi ini menggunakan air laut sebagai lingkungan korosif bagi

spesimen logam yang digunakan. Komposisi air laut ini terdiri dari :

- Aquades : 100 ml

- Garam : 35 gram

Gambar 3.20. Proses pencampuran aquades dengan

garam

Proses pencampuran aquades dengan garam (gambar 3.20.)

dilakukan secara manual dengan bantuan media berupa botol plastik,

setelah aquades dan garam dimasukan kedalam botol plastik, botol lalu di

kocok agar garam melebur pada aquades.

Langkah 7 ( Pengujian )

Pengujian dilakukan setelah semua peralatan pengujian dan spesimen siap.

Pengujian dilakukan dengan beberapa tahap, dan penjabaran lengkapnya

seperti dibawah ini :

1. Preparasi spesimen dan alat pengujian



Gambar 3.21. Peralatan pengujian

Gambar 3.21. menunjukan peralatan seperti sel korosi, kabel,

volt meter sudah siap dan kabel sudah terpasang dengan benar.



Gambar 3.22. Holder untuk memegang spesimen

Gambar 3.22. menunjukkan gambar holder bahwa spesimen

saat pengujian dipasang pada holder tersebut.

Gambar 3.23 Spesimen yang telah di pasang pada holder

2. Pengukuran nilai potensial



Gambar 3.24. Proses pengukuran potensial

3. Pengujian laju korosi

Gambar 3.25. Spesimen saat proses pengujian



Pada gambar 3.25. terlihat spesimen tenggelam dalam cairan air

laut pada wadah sel korosi dan elektroda referensi sedang mengukur

arus yang terjadi pada spesimen.

Gambar 3.26. Display kurva saat pengujian berlangsung

Gambar 3.26. menunjukan display kurva potensial dan arus korosi saat

pengujian sedang berlangsung. Pengujian dilakukan selama ± 10 menit.

Dari 3 tahapan diatas semuanya dilakukan pada setiap spesimen yang

jumlahnya 4 buah, hanya pada setiap spesimen dibedakan berdasarkan

nilai pH dengan cara menambahkan H 2 SO4pada air lautnya.

1. Spesimen 1 tanpa tambahan H 2 SO4

2. Spesimen 2 dengan tambahan 20 ml H 2 SO4





Langkah 8 ( Pengambilan foto permukaan setelah pengujian )

Setelah semua tahapan proses pengujian dilakukan, permukaan

spesimen yang telah terkorosi harus di ambil gambarnya. Tujuannya

adalah untuk memudahkan pengamat dalam melihat proses pengkorosian

yang terjadi juga sebagai dokumentasi atas penelitian yang dilakukan.

Gambar permukaan (gambar 3.27 s/d gambar 3.30.) diambil dari

mikroskop dengan pembesaran 5x lipat yang telah dihubungkan dengan

satu set camera DSLR. Hasil dari pengambilan gambar permukaan

spesimen setelah pengujian adalah sebagai bentuk pengujian secara

kualitatif serta dapat menyimpulkan jenis korosi yang terjadi pada

spesimen tersebut.




Gambar 3.27. Permukaan spesimen 1 setelah pengujian

Gambar 3.27. menunjukan hasil permukaan spesimen 1 setelah

pengujian, ketiga gambar diatas diambil dari 3 daerah berbeda dari



spesimen 1. Terlihat pada gambar 3.27. korosi terjadi diseluruh

permukaan spesimen.







spesimen 2. Terlihat pada gambar 3.28. korosi terjadi pada seluruh

permukaan spesimen.




permukaan spesimen.








permukaan spesimen.

BAB IV

HASIL DAN ANALISA

A. HASIL

Hasil yang didapatkan dari proses pengujian korosi dengan

menggunakan software Gamry Echem Analyst adalah berupa data angka,

tabel dan juga grafik. Adapun data tabel dan grafik yang didapat adalah

sebagai berikut :

Tabel 4.1. Hasil pengujian laju korosi semua spesimen

Spesimen Nilai

pH

Potensial

(Volt)

Laju Korosi

(mpy)

Waktu

(menit)

S1 (Air Laut) 6,694 -0,493 1.619 10

S2 (Air Laut + 20 Ml

H 2 SO4)

6,154 -0,492 3.476 10


H 2 SO4)

5,428 -0,492 25.95 10


H 2 SO4)

4,157 -0,500 4.771 10

Tabel 4.1. menunjukan data hasil pengujian semua spesimen. Dari

durasi waktu pengujian serta nilai pH masing-masing spesimen hingga laju

korosinya.


Data table hasil pengujian



Tabel 4.2. Hasil pengujian spesimen 1

Beta A 108.0e-3 V/decadeBeta C 69.10e-3 V/decadeIcorr 3.500 µAEcorr -624.0 mVCorrosion Rate 1.619 mpyDari tabel 4.2. menunjukkan data hasil pengujian dari software

Gamry Echem Analyst yaitu :

- Beta A : Nilai dari reaksi anoda yang terjadi

- Beta C :Nilai dari reaksi katoda yang terjadi

- Icorr : Nilai dari arus korosi

- Ecorr : Nilai dari potensial

- Corrosion Rate : Nilai dari laju korosi yang terjadi

Kurva

Gambar 4.1. Kurva hasil pengujian spesimen 1 tanpa H 2 SO4

Gambar 4.1. menunjukan distribusi dari arus atau Icorr

(sumbu X) dan potensial atau Ecorr (sumbu Y). Nilai dari Icorr

dan Ecorr dapat dilihat pada tabel 4.2.

Nilai Icorr yang tertera pada tabel 4.2. pada kurva

ditunjukan oleh titik ujung paling kanan garis yang menurun.

Nilai Icorr nya adalah 3.500 µA.



Nilai Ecorr yang tertera pada tabel 4.2. pada kurva

ditunjukan oleh titik paling kiri. Nilai Ecorr nya adalah -624.0

mV.

Nilai laju korosi didapat dari kedua nilai tersebut (Icorr dan

Ecorr) yang di ekstrapolasi.




Beta A 121.5e-3 V/decadeBeta C 78.20e-3 V/decadeIcorr 7.520 µAEcorr -634.0 mVCorrosion Rate 3.476 mpy

Dari tabel 4.3. menunjukkan data hasil pengujian dari software







Kurva



Gambar 4.2. Kurva hasil pengujian spesimen 2 dengan 20 ml H 2 SO4









mV.


Ecorr) serta nilai Beta A dan Beta C yang di ekstrapolasi.




Beta A 142.2e-3 V/decadeBeta C 200.1e-3 V/decadeIcorr 56.10 µAEcorr -556.0 mVCorrosion Rate 25.95 mpy










Kurva










mV.


Ecorr) serta nilai Beta A dan Beta C yang di ekstrapolasi.


Data tabel hasil pengujian


Beta A 126.1e-3 V/decadeBeta C 91.50e-3 V/decadeIcorr 10.30 µAEcorr -619.0 mV



Corrosion Rate 4.771 mpy








Kurva












mV. Nilai laju korosi didapat dari kedua nilai tersebut (Icorr

dan Ecorr) serta nilai Beta A dan Beta C yang di ekstrapolasi.



B. ANALISA

Setelah melakukan serangkaian tahapan proses pengujian laju korosi

pada material K945 yang ekivalen dengan AISI 1045, Ada beberapa hal

yang menjadi bahan pertimbangan untuk dianalisa. Hal-hal tersebut adalah

sebagai berikut :

1. Nilai laju korosi spesimen 4 (4.771 mpy) lebih kecil dari spesimen 3

(25.95 mpy), seharusnya nilainya lebih tinggi karena larutan air

lautnya memiliki tingkat keasamanan lebih tinggi yaitu dengan

tambahan 60 ml H 2 SO4. Ini bisa terjadi dikarenakan waktu persiapan

pengujian spesimen terlalu lama dan bukan di hari yang sama dengan

ketiga spesimen sebelumnya, jadi diduga terbentuk lapisan pasif pada

permukaan spesimen 4 yang membuat kemampuan spesimen menahan

korosi lebih baik sehingga nilai laju korosinya kecil dan lebih rendah

dari spesimen 3.

2. Proses penghalusan permukaan spesimen perlu mendapat perhatian

terutama mengenai teknik pengampelasan, posisi spesimen dan

tekanan yang terjadi pada spesimen dengan abbrasive saat

pengampelasan akan mempengaruhi kualitas dari permukaan

spesimen.

3. Permukaan spesimen yang telah diratakan dan dihaluskan oleh proses

pengampelasan dan telah dicuci serta siap diuji tidak sepenuhnya steril,

karena pada proses preparasi ataupun pemindahan spesimen dari suatu

tempat ke tempat lain permukaan spesimen bersentuhan dengan tangan

yang mengandung keringat. Karena keringat merupakan asam

sehingga secara tidak sadar keringat telah mengkorosi spesimen

sebelum pengujian dilakukan dengan metode tafel polarization.



BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN

Setelah melakukan tahapan pengujian laju korosi pada logam baja

K945 yang ekivalen dengan AISI 1045 dengan pengaruh beberapa variasi

nilai pH pada air laut dengan menggunakan metode Tafel Polarization

dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Material K945 ekivalen dengan AISI 1045 merupakan logam yang

dapat terkorosi pada lingkungan air laut.

2. Semakin kecil nilai pH maka semakin asam air laut tersebut maka

semakin korosif bila bereaksi dengan logam baja, sebaliknya semakin

besar nilai pH maka tingkat keasaman air lautnya berkurang dan

tingkat korosif-nya pun berkurang bila bereaksi dengan logam baja.

3. Hasil foto permukaan setelah pengujian menunjukan pengujian secara

kualitatif. Semakin gelap permukaan spesimen maka diindikasi daerah

tersebut terkorosi lebih banyak dibandingkan dengan daerah yang

berwarna kuning cerah.

4. Pengujian laju korosi suatu material dapat lebih mudah dan cepat

dengan metode Tafel Polarization karena menggunakan bantuan

software Gamry Echem Analyst .



B. SARAN

Mencoba fitur metode lain pada software Gamry Echem Analyst selain

Tafel Polarization, kemudian bandingkan hasilnya dari setiap metode

pengujian.


Pengujian Laju Korosi Baja AISI 1045 Dengan Variasi pH Air Laut Menggunakan Metode Tafel...

Documents

Transcript of Pengujian Laju Korosi Baja AISI 1045 Dengan Variasi pH Air Laut Menggunakan Metode Tafel...