KOROSI

kelompok 2La Rasman (F1H1 12 002)

Rachmadani (F1H1 12 004)

Adi Yahya (F1H1 12 006)

Widya Meita Chistin (F1H1 12 009)

Hasrul Abidin (F1H1 12 013)

Jefri Aditomo ( F1H1 12 018)

Wd. Zamrianaz (F1H1 12 022)

Batasan materi :

• Pengertian dari korosi

• Faktor penyebab korosi

• Bentuk-bentuk korosi.

• Proses terjadinya korosi pada besi.

• Pencegahan terhadap korosi

PENGERTIAN KOROSI

Kata korosi berasal dari bahasa latin “corrodere” yang artinya pengrusakan logam atau perkaratan.

Korosi adalah peristiwa rusaknya logam karena reaksi dengan lingkungannya (Roberge, 1999).

Definisi lainnya adalah korosi merupakan rusaknya logam karena adanya zat penyebab korosi, korosi adalah fenomena elektrokimia dan hanya menyerang logam (Gunaltun, 2003).Dalam bahasa sehari-hari korosi disebut dengan perkaratan.

Contoh Korosi :

FAKTOR PENYEBAB KOROSI

UAP AIR

Dilihat dari reaksi yang terjadi pada korosi, air merupakan salah satu faktor penting untuk berlangsungnya proses korosi. Udara yang banyak mengandung uap air (lembab) akan mempercepat berlangsungnya proses korosi.

OKSIGEN

Udara yang banyak mengandung gas oksigen akan menyebabkan terjadinya korosi. Korosi besi terjadi apabila ada oksigen (O2) dan air (H2O).

Logam besi tidaklah murni, melainkan mengandung campuran karbon yang menyebar secara tidak merata dalam logam tersebut. Akibatnya menimbulkan perbedaan potensial listrik antara atom logam dengan atom karbon (C). Atom logam besi (Fe) bertindak sebagai anode dan atom C sebagai katode. Oksigen dari udara yang larut dalam air akan tereduksi, sedangkan air sendiri berfungsi sebagai media tempat berlangsungnya reaksi redoks pada peristiwa korosi.

Semakin banyak jumlah O2 dan H2O yang mengalami kontak dengan permukaan logam, maka semakin cepat berlangsungnya korosi pada permukaan logam tersebut.

LARUTAN GARAM

Elektrolit (asam atau garam) merupakan media yang baik untuk melangsungkan transfer muatan. Air hujan banyak mengandung asam, dan air laut banyak mengandung garam, maka air hujan dan air laut merupakan korosi yang utama.

PERMUKAN LOGAM

Permukaan logam yang tidak rata memudahkan terjadinya kutub-kutub muatan, yang akhirnya akan berperan sebagai anode dan katode. Permukaan logam yang licin dan bersih akan menyebabkan korosi sukar terjadi, sebab sukar terjadi kutub-kutub yang akan bertindak sebagai anode dan katode.

KEBERADAAN ZAT PENGOTOR

Zat Pengotor di permukaan logam dapat menyebabkan terjadinya reaksi reduksi tambahan sehingga lebih banyak atom logam yang teroksidasi. Sebagai contoh, adanya tumpukan debu karbon dari hasil pembakaran BBM pada permukaan logam mampu mempercepat reaksi reduksi gas oksigen pada permukaan logam. Dengan demikian peristiwa korosi semakin dipercepat.

KONTAK DENGAN ELEKTROLIT

Keberadaan elektrolit, seperti garam dalam air laut dapat mempercepat laju korosi dengan menambah terjadinya reaksi tambahan. Sedangkan konsentrasi elektrolit yang besar dapat melakukan laju aliran elektron sehingga korosi meningkat.

TEMPERATUR

Temperatur mempengaruhi kecepatan reaksi redoks pada peristiwa korosi. Secara umum, semakin tinggi temperatur maka semakin cepat terjadinya korosi. Hal ini disebabkan dengan meningkatnya temperatur maka meningkat pula energi kinetik partikel sehingga kemungkinan terjadinya tumbukan efektif pada reaksi redoks semakin besar. Dengan demikian laju korosi pada logam semakin meningkat. Efek korosi yang disebabkan oleh pengaruh temperatur dapat dilihat pada perkakas-perkakas atau mesin-mesin yang dalam pemakaiannya menimbulkan panas akibat gesekan atau dikenai panas secara langsung (seperti mesin kendaraan bermotor).

TINGKAT KEASAMAN (pH)

Peristiwa korosi pada kondisi asam, yakni pada kondisi pH < 7 semakin besar, karena adanya reaksi reduksi tambahan yang berlangsung pada katode yaitu:

   2H+(aq) + 2e- → H2

Adanya reaksi reduksi tambahan pada katode menyebabkan lebih banyak atom logam yang teroksidasi sehingga laju korosi pada permukaan logam semakin besar.

METALURGI• Permukaan logam.

Permukaan logam yang lebih kasar akan menimbulkan beda potensial dan memiliki kecenderungan untuk menjadi anode yang terkorosi.Permukaan logam yang kasar cenderung mengalami korosi.

• Efek galvanic coupling

Kemurnian logam yang rendah mengindikasikan banyaknya atom-atom unsur lain yang terdapat pada logam tersebut sehingga memicu terjadinya efek Galvanic Coupling , yakni timbulnya perbedaan potensial pada permukaan logam akibat perbedaan E° antara atom-atom unsur logam yang berbeda dan terdapat pada permukaan logam dengan kemurnian rendah. Efek ini memicu korosi pada permukaan logam melalui peningkatan reaksi oksidasi pada daerah anode.

MIKROBA

Adanya koloni mikroba pada permukaan logam dapat menyebabkan peningkatan korosi pada logam. Hal ini disebabkan karena mikroba tersebut mampu mendegradasi logam melalui reaksi redoks untuk memperoleh energi bagi keberlangsungan hidupnya. Mikroba yang mampu menyebabkan korosi, antara lain: protozoa, bakteri besi mangan oksida, bakteri reduksi sulfat, dan bakteri oksidasi sulfur-sulfida. Thiobacillus thiooxidans Thiobacillus ferroxidans

BENTUK-BENTUK KOROSI

Korosi Merata (Uniform Attack)

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

Korosi Galvanik (Galvanic corrosion)

Bentuk korosi ini terjadi bila dua (atau lebih) logam yang berbeda secara listrik berhubungan satu sama lainnya berada dalam lingkungan korosif yang sama. Dalam kasus demikian, logam yang berpotensial paling negatif (dalam keadaan tidak berhubungan) akan terkorosi, sebaliknya logam lain (logam mulia dengan potensial tinggi akan kurang terkorosi). Korosi galvanik cenderung terlokalisir ke arah pembentukan sumuran, dan dalam sistem pipa akan terjadi kebocoran-kebocoran. Ini hanyalah merupakan masalah perencanaan karena dalam pabrik, sistem pipa dan rangka banyak melibatkan pemakaian lebih dari satu macam metal. Oleh karena itu harus diusahakan pemakaian paduan logam yang berbeda-beda, agar tidak sampai menimbulkan masalah korosi.

Korosi Sumuran (Pitting)

Korosi sumuran termasuk korosi setempat dimana daerah kecil dari permukaan metal, terkorosi membentuk sumuran. Biasanya kedalaman sumur lebih besar dari diameternya. Mekanisme terbentuknya korosi sumuran,sangat kompleks dan sulit diduga, sungguhpun demikian ada situasi tertentu dimana korosi sumuran dapat diantisipasi :• Pada baja karbon yang dilapisi oleh mill scale dibawah kondisi

tercelup (air laut) akan terbentuk beda potensial antara mill scale dan baja hingga pecahnya mill scale mengarah pada situasi anode kecil / katoda besar.

• Pada paduan yang mengandalkan pada lapis pasif untuk sifat tahan korosinya seperti stainless steel. Dari segi praktis korosi sumuran terbentuk di dalam air mengandung chloride, oleh karena itu sering terjadi pada kodisi dilingkungan laut.

Korosi Erosi

Gerakan air laut, seperti juga fluida lainnya dapat menimbulkan aksi mekanis misalnya erosi (pengikisan). Immpingement attack dan cavitation adalah bentuk extrem dari tipe korosi ini. Korosi erosi cenderung mengarah pada penghilangan lapis protektif dari permukaan metal oleh aksi partikel abrasive yang ada di dalam air. Umumnya laju serangan korosi membesar dengan membesarnya kecepatan. Ada lagi bentuk erosi atau mekanisme lain, misalnya korosi lembaran baja yang terpancang di pantai, dipengaruhi oleh aksi abrasive dari pasir, dibantu oleh aksi pasang/surut atau angin. Pada kasus ini lapis protektif dihilangkan.

Impingement Attack

Seperti namanya bentuk serangan terjadi ketika larutan menimpa dengan kecepatan cukup besar pada permukaan metal. Hal ini dapat terjadi pada sistem pipa dimana perubahan arah tiba-tiba dari aliran pada lingkungan dapat mengakibatkan kerusakan bagian lain dari pipa tidak terpengaruh. Bentuk korosi ini akan terjadi pada setiap situasi dimana ada impingement (timpa,bentur,tekan) air yang biasanya mengandung gelembung udara pada kecepatan serendah 1 m/s.

Perusakan Cavitasi

Bentuk perusakan korosi ini disebabkan oleh terbentuk dan pecahnya gelembung di dalam air laut, pada permukaan metal. Kondisi pada kecepatan tinggi dan perubahan tekanan cenderung menimbulkan korosi cavitasi. Serangan biasanya terlokalisir dan terjadi di daerah tekanan rendah, air bergejolak (boil) dan terbentuk dari partikel vacumm. Bila air kembali ke tekanan normal, cavity pecah, dengan membebaskan energi. Hal ini mengarah pada perusakan permukaan paduan logam.

Korosi Celah (Crevice Corrosion)

Korosi ini terbentuk apabila terbentuk celah antara dua permukaan dengan bagian dalam celah lebih anodic dari permukaan luar. Pada dasarnya korosi celah timbul dari formasi differensial aeration cell, dimana metal yang terexpose di luar crevice lebih katodic terhadap metal di dalam celah. Arus katodic yang besar bekerja pada daerah anodic yang kecil menghasilkan serangan korosi yang intensif.

PROSES KOROSI PADA BESI

Description of the contents

5

Sebagian oksigen yang larut dalam air mengoksidasi Fe2+ menjadi Fe3+ yang membentuk karat

pada besi

1

Logam besi yang kontak dengan udara dioksidasi menjadi

ion Fe2+

2

Ion Fe2+ larut dalam air dan bergerak ke

katode melalui tetesan air3

Elektron bergerak ke katode melalui logam.

4

Elektron mereduksi oksigen dari udara

dan menghasilkan air.

Proses Korosi

Proses perkaratan (korosi) adalah reaksi elektrokimia (redoks). Pada permukaan besi (Fe) bisa terbentuk bagian anoda dan katoda yang disebabkan oleh dua hal :

Perbedaan konsentrasi oksigen terlarut pada permukaan besi

• Tetesan air pada permukaan besi mengandung perbedaan konsentrasi oksigen terlarut. Pada bagian pinggir mengandung lebih oksigen terlarut, sehingga di bagian ini bertindak sebagai katoda (reaksi reduksi). Pada bagian tengah tetesan oksigen terlarut relatif sedikit sehingga bagian ini bertindak sebagai anoda (reaksi oksidasi).

Fe → Fe2+ + 2e-

• Ion Fe2+ bergerak ke katoda dan teroksidasi lebih lanjut menjadi Fe3+ / besi (III) dalam senyawa besi (III) oksida terhidrat. Dengan adanya garam (oksida asam) atau zat elektrolit akan mempercepat reaksi perkaratan.

Tercampur besi oleh karbon atau logam lain yang mempunyai E0 reduksi lebih besar dari besi

Karena E0 reduksi besi lebih kecil dari logam tersebut, maka besi akan teroksidasi (anoda), hal ini dapat menyebabkan terjadinya korosi atau menghasilkan karatan besi. Secara keseluruhan perkaratan besi adalah sebagai berikut :

Bila besi bersentuhan dengan oksigen dan air yang bersifat asam, yakni oksida-kosida berikut akan terjadi :

Fe + ½ O2 + 2H+ → Fe2+ + H2O

Reaksi setengah redoksnya :

Katodik : ½ O2 + 2H+ + 2e- → H2O        = + 1,23 volt

Anodik : Fe  →Fe2+ + 2e- = + 0,44 volt

Fe + ½ O2 + 2H+     → Fe2+ + H2O

Reaksi di atas berlangsung spontan.

Besi (II) itu seterusnya dioksidasi oleh oksigen membentuk karat besi atau oksida besi (III) terhidrasi. Reaksinya :

Katodik : ½ O2 + 2H+ + 2e- → H2O = + 1,23 volt

Anodik : 2Fe2+ → 2Fe3+ + 2e-        = - 0,77 volt

2Fe2+ +½ O2 + 2H+ → 2Fe3+ + H2O    = + 0,46 volt

Reaksi tersebut merupakan reaksi spontan, selanjutnya :

2Fe3+ + ( x+3) H2O → Fe2O3.x H2O + 6 H+    

Fe2O3.x H2O inilah yang disebut sebagai karat besi dan ion H+ yang dihasilkan

dapat mempercepat reaksi korosi selanjutnya. Ion Fe  di alam akan teroksidasi lagi membentuk Fe2+ atau Fe3+   . Sedangkan ion OH akan bereaksi dengan elektrolit yang ada di lingkungan biasanya dengan ion H+ dari reaksi air hujan dan dengan gas-gas pencemar (SOx,  NOx) yang dikenal dengan hujan asam.Selanjutnya oleh oksigen di udara besi (II) di oksidasi dan sebagai hasil reaksi akhir terbentuk Fe2O3.x(H2O). Zat ini dapat bertindak sebagai autokatalis pada proses perkaratan, yaitu karat yang dapat mempercepat proses perkaratan berikutnya. Pada umumnya logam-logam yang mempunyai potensial elektroda negatif lebih mudah mengalami korosi. Logam mulia, logam yang mempunyai potensial elektroda positif, sukar mengalami korosi. Kedudukan logam dalam deret potensial bukan satu-satunya faktor yang menyebabkan korosi. Faktor lain yang turut juga menentukan ialah lapisan pada permukaan logam. Alumunium dan seng mudah dioksidasi dalam udara, akan tetapi lapisan tipis dari oksida yang terbentuk pada permukaan melindungi bagian bawahnya terhadap korosi selanjutnya. Kedua logam ini, alumunium dan seng mengalami oksidasi yang kurang sempurna di udara jika dibandingkan dengan besi yang kurang aktif. Karat yang terbentuk di permukaan besi merupakan lapisan tipis yang berpori sehingga bagian bawahnya mudah mengalami korosi.

CARA MENCEGAH TERJADINYA KOROSI

Perlapisan Modifikasi lingkungan

Proteksi katodik

Modifikasi besi

1 2

4 3

Pencegahan

Cara Perlapisan (Coating)

Pelapisan adalah cara umum dan paling banyak di terapkan dalam istilah tonase baja, untuk mengendalikan korosi, untuk melindungi/isolasi paduan logam dari lingkungan yang korosif. Akan tetapi dalam prakteknya timbul banyak problem dan biasanya kurang perhatian tentang masalah itu. Tersedia banyak sekali macam pelapis dan yang paling umum adalah cat.  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.

Kontak antara besi dengan oksigen dan air dapat dicegah dengan melapisi besi dengan cat atau dengan logam lain. Hal ini dikarenakan jika besi dilapisi dengan cat atau logam lain yang lebih sukar teroksidasi (logam yang mempunyai E0 lebih besar). Yang akan bereaksi dengan udara adalah lapisan luarnya saja sehingga logam tersebut bisa dilindungi oleh logam tersebut. Jika logam seperti seng dan timah mengalami korosi, senyawa yang terbentuk akan melindungi logam di bawahnya dari korosi selanjutnya. Seng (Zn) dan timah dapat digunakan sebagai logam pelapis untuk melindungi besi dan korosi.

Seng lebih mudah di oksidasi daripada besi. Jika besi dilapisi dengan seng,  besi tidak akan berkarat walaupun lapisan seng tersebut berlubang sekalipun. Besi lebih mudah dioksidasi daripada timah. Jika besi dilapisi dengan timah, besi tidak akan berkarat.

Cara Proteksi Katodik (Katode Pelindung)

Cara ini digunakan terutama untuk logam besi yang ditanam di dalam tanah. Prinsipnya adalah logam besi dihubungkan dengan logam lain yang bertindak sebagai anode dan besi sebagai katode. Jadi, logam yang digunakan untuk melindungi besi harus yang lebih mudah teroksidasi daripada logam besi, yaitu memiliki potensial reduksi yang lebih negatif daripada besi. Umumnya digunakan logam Magnesium (Mg). Logam alumunium (Al) dan seng (Zn) tidak dapat digunakan karena oksida logam tersebut (Al2O3 atau ZnO) akan menghambat proses oksidasi berikutnya dengan cara menutupi permukaan logam. Pipa besi misalnya untuk air atau minyak yang ditanam di dalam tanah harus dilindungi. Untuk mencegah korosi pada pipa-pipa ini batang logam yang lebih aktif, seperti batang Magnesium (Mg) atau seng (Zn) ditanam di dekat pipa dan dihubungkan dengan kawat, batang magnesium akan mengalami oksidasi dan Mg yang rusak dapat diganti dalam jangka waktu tertentu sehingga dengan demikian pipa yang terbuat dari besi itu terlindung dari korosi. Korosi besi ini juga dapat dicegah dengan menghubungkan besi tersebut dengan kutub negatif sumber listrik. Proteksi katodik juga merupakan teknik penanggulangan korosi komponen baja jembatan, khususnya pada bagian tiang pancang pipa baja yang berada dalam lingkungan air dan atau tanah karena pada bagian tersebut relatif sulit dilakukan teknik penanggulangan korosi dengan teknik yang lebih murah yaitu pengecatan.

Dilihat dari cara memasok elektron, proteksi katodik terbagi dalam dua cara, yaitu:• Metoda arus terpasang (impressed current).

Yaitu pasokan elektron dilakukan dengan cara menghubungkan tiang pancang pipa baja dengan katoda pada suatu sumber listrik.

• Metoda anoda korban (sucricifial anoda).

Yaitu pasokan elektron dilakukan dengan cara menghubungkan tiang pancang pipa baja dengan logam lain sebagai anoda korban yang memiliki potensial lebih rendah.

Perancangan

Dari segi korosi, perancangan dianggap berkaitan dengan perencanaan yang baik dan pembangunan proyek yang meliputi pemilihan material dan pemilihan cara pengendaliannya dalam batas perancangan keseluruhan. Perencanaan dan perancangan cara pengendalian korosi adalah merupakan pemecahan masalah yang baik terhadap persoalan-persoalan yang dihadapi.

Anoda KarbonCara lain untuk mencegah korosi besi adalah dengan menggunakan anoda karbon. Dengan membandingkan potensial reduksi standar besi dan magnesium.

Fe2+ + 2e- → Fe(s)                E0 = -0,41 volt

Mg2+ + 2e- → Mg(s)              E0 = -2,39 volt

Terlihat bahwa Mg2+  lebih sulit direduksi dibandingkan dengan Fe2+  atau sebaliknya, Mg(s) lebih mudah dioksidasi daripada Fe(s). Sepotong Mg yang terhubung dengan besi akan lebih cenderung dioksidasi dibandingkan dengan besi, dan sekali terpakai oleh oksidasi harus diganti. Metode ini biasanya digunakan untuk melindungi lambung kapal, jembatan, dan pompa air besi dari korosi. Pelat magnesium dihubungkan dengan interval yang teratur sepanjang potongan pipa yang terkubur, dan ini jauh lebih mudah untuk menggantikannya secara periodik dari pada mengganti keseluruhan pipa.

Pelumuran dengan Oli

Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin. Oli mencegah kontak dengan air.

Pembalutan dengan Plastik

Berbagai macam barang misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak langsung dengan udara dan air.

SEKIAN DAN

TERIMA KASIH

GEOFISIKA ‘12