TUGAS AKHIR

TINGKAT LAJU KOROSI ATMOSFERIK BERDASARKAN

JARAK DARI GARIS PANTAI

Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Dari Syarat-syarat Yang Diperlukan Guna Memperoleh

Gelar Sarjana Teknik Pada Universitas Teuku Umar

Disusun Oleh :

Nama : ERLIKA SAPUTRA

NIM : 06C10202005

JURUSAN : TEKNIK MESIN

BIDANG : TEKNIK PEMBENTUKAN

DAN MATERIAL

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS TEUKU UMAR

ALUE PEUYARENG – MEULABOH

2015

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pasca tsunami 2004 di Aceh terjadi peningkatan pembangunan

infrastruktur seperti jembatan, dermaga, mesjid, sekolah, serta bangunan publik

dimana penggunaan baja yang cukup besar sebagai bahan utama dalam kontruksi.

Sehingga sangat perlu diperhatikan aspek-aspek kerugian yang diakibatkan oleh

korosi khususnya korosi atmosferik. Korosi atmosferik merupakan degradasi dan

pengrusakan bahan logam karena berinteraksi dengan atmosfer ( lingkungan ) dan

diperparah dengan adanya polutan seperti gas-gas atau zat garam yang terkandung

di udara [1].

Selain Ion klorida dan polutan kondisi cuaca bisa mempengaruhi korosi

atmosferik yang terjadi seperti kelembaban udara relative, temperatur, curah

hujan, arah dan kecepatan angin juga ikut berperan dalam mekanisme korosi

atmosferik. Sejauh ini penelitian tentang laju korosi atmosferik di wilayah Aceh

Barat sudah dilakukan [2]. Penelitian tersebut menggunakan jenis logam yang

biasa di gunakan untuk pembangunan infrastruktur di wilayah Aceh Barat dan

sekitarnya.

Dari penelitian tersebut di ketahui bahwa dampak perubahan iklim yang

terjadi pasca tsunami 2004 sangat berpengaruh terhadap korosi pada baja

infrastruktur dan pada penelitian tersebut hanya melihat pengaruh lokasi eksposur

2

dari pinggiran pantai sedangkan pada penelitian yang penulis lakukan saat ini

untuk melihat pengaruh jarak lokasi eksposur dari garis pantai ke daratan terhadap

laju korosi atmosferik pada baja kontruksi.

1.2.Rumusan Masalah

Perubahan iklim di sepanjang pantai pasca 10 tahun terjadinya tsunami

menyebabkan tingkat kerusakan pada kontruksi yang menggunakan baja semakin

meningkat, khususnya yang diakibatkan oleh korosi. Oleh karena itu perlu adanya

data laju korosi atmosferik berdasarkan pengaruh jarak dari garis pantai sebagai

pedoman dalam pemilihan bahan logam untuk kontruksi menjadi salah satu faktor

penting dalam perencanaan struktur pada bangunan, penentuan lokasi dan

perencanaan perawatan untuk menghindari kerusakan dini di berbagai kontruksi

infrastruktur akibat serangan korosi.

1.3. Batasan Masalah

Penelitian ini dibatasi hanya untuk melihat pengaruh jarak lokasi ekspos

dari garis pantai terhadap tingkat laju korosi atmosferik pada baja kontruksi.

Adapun baja kontruksi yang digunakan dalam penelitian ini adalah baja plat, strip,

siku, segi empat dan tulangan. Pengukuran laju korosi atmosferik hanya dilakukan

pada tiga lokasi yaitu, Pasi Ujung Kalak, Beureugang, dan Lokasi pabrik PT. KTS

(Padang Sikabu) kabupaten Aceh Barat

3

1.4. Tujuan Penelitian.

Tujuan penelitian adalah dapat mengetahui tingkat laju korosi Atmosferik

pada masing-masing spesimen uji berdasarkan perbedaan lokasi ekspose.

1.5. Manfaat Penelitian.

Beberapa manfaat yang diharapkan dapat di hasilkan dari penelitian ini

adalah :

1. Dapat dijadikan sebagai rujukan dasar dalam menentukan jenis material

yang sesuai dalam perencanaan struktur pada bangunan di kawasan Aceh

barat.

2. Data Penelitian ini dapat menjadi sumber referensi bagi penelitian

selanjutnya tentang korosi atmosferik.

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pengertian Korosi

Korosi didefinisikan sebagai penurunan mutu suatu bahan terutama logam

yang disebabkan oleh reaksi antara bahan tersebut dengan lingkungan sekitarnya

[3]. Korosi merupakan peristiwa penurunan mutu logam akibat berinteraksi

dengan lingkungannya, Secara kimiawi korosi merupakan suatu proses

elektrokimia [4].

2.2. Jenis - Jenis Korosi

Bedasarkan jenis dan produk, korosi biasanya digolongkan kedalam

delapan bentuk [4], yaitu:

1. Korosi Merata (Unifom Corrosion)

Bentuk korosi yang paling umum dijumpai adalah korosi merata. Korosi

ini terjadi bila permukaan logam terdapat beda potensial yang dapat

menimbulkan daerah anoda dan daerah katoda, reaksi kimia dan reaksi

elektrokimia berlangsung secara seragam diseluruh permukaan logam yang

tidak terisolasi. Logam yang mengalami kerusakan ini lambat laun akan

menjadi tipis dan pada akhirnya akan kehilangan daya gunanya.

2. Korosi Galvanik (Galvanic Corrosion)

Korosi ini terjadi karena ada dua logam dengan beda potensial yang

terdapat didalam suatu elektrolit. Sehingga logam yang anodik akan lebih

5

cepat terserang oleh korosi. Sedangkan logam yang lebih katodik akan

terlindungi dari serangan korosi.

3. Korosi Celah (Crevice Corrosion)

Korosi celah ialah bentuk korosi lokal yang terjadi diantara celah-celah

atau daerah yang tersembunyi pada permukaan logam yang berada didalam

lingkungan korosif. Pada dasarnya korosi ini terjadi karena adanya perbedaan

konsentrasi oksigen atau ion logam antara daerah celah dengan udara dan

sekitarnya.

4. Korosi Sumuran (Pitting Corrosion)

Korosi ini timbul dengan terbentuknya lubang-lubang pada permukaan

suatu logam yang diakibatkan oleh adanya ion-ion reaktif. Adanya oksigen

juga mempercepat proses korosi ini. Suatu anoda akan terbentuk pada bagian

pelindung, lapisan yang tidak rusak akan bertindak sebagai katoda. Akibat

korosi ini akan terjadi lubang sehingga semakin lama semakin dalam.

5. Korosi Batas Butir (Intergranular Corrosion)

Korosi batas butir sering terjadi paada baja tahan karat sebagai akibat dari

proses perlakuan panas atau pengelasan. Dalam kondisi tertentu bidang antara

muka butiran (grain interface) menjadi sangat relative dan menyebabkan

korosi batas butir, yaitu korosi lokal pada batas butir, sementara butiran itu

sendiri tidak mengalami korosi.

6

6. Korosi Erosi (Erosion Corrosion)

Proses korosi ini timbul bila cairan yang mengalir mengandung partikel-

partikel padat yang bergesekan langsung dengan permukaan material sehingga

akan merusak lapisan lindung dari logam.

7. Korosi Tegangan (Stress Corrosion)

Korosi tegangan adalah korosi pada logam akibat tegangan yang diberikan

dan logam berada dalam media yang korosif, sehingga logam mengalami

suatu retakan. Korosi ini dipengaruhi oleh suatu faktor tegangan dan reaksi

elektrokimia pada lingkungan yang korosif.

8. Korosi selektif

Korosi ini terjadi karena terlarutnya suatu ungsur paduan yang bersifat

lebih anodik dari suatu paduan. Seperti halnya kejadian peluruhan seng pada

kuningan dengan kadar sengnya tinggi yang dikenal dengan proses

dezincification.

2.3. Pengertian Korosi Atmosferik

Korosi atmosferik merupakan degradasi dan rusaknya bahan logam karena

berinteraksi dengan atmosfer. Kerusakan akibat korosi atmosferik ini semakin

parah dengan adanya polutan yang terkandung di udara [1,5]. Korosi atmosferik

tergolong dalam korosi merata karena produk korosi terjadi secara merata pada

suatu bahan logam

Korosi terjadi akibat zat-zat aktif yang berasal dari udara sekitar, maka

korosi ini dinamakan korosi atmosferik. Zat-zat aktif yang terutama dapat

mengakibatkan korosi atmosferik ini adalah polutan akibat pembakaran bahan

7

bakar fosil (seperti SO2) yang banyak dijumpai di daerah perkotaan (urban), dan

ion klorida yang banyak terkandung di udara di daerah tepi pantai (marine). Di

daerah pedesaan (rural), walaupun kadar polutan rendah (atau bahkan dapat

diabaikan), korosi atmosferik dapat disebabkan oleh uap air, oksigen dan karbon

dioksida [6].

Selain ion-ion yang terkandung di udara, faktor penting pendukung korosi

atmosferik lainnya adalah Waktu Kebasahan (Time of Wetness, atau TOW), atau

lamanya uap air berada di permukaan logam. Lapisan uap air ini dapat disebabkan

oleh hujan, salju, proses pengembunan, dan proses kapilarisasi [6].

Secara umum, faktor-faktor yang mempengaruhi korosi atmosferik dapat

dikategorikan menjadi deposisi basah (pH, konduktivitas, ion-ion positif dan

negatif seperti sulfat, nitrat, ion natrium, ion hidrogen), deposisi kering (SO2,

NO2), faktor meteorologis (arah dan kecepatan angin, suhu, kelembaban relatif,

radiasi matahari, curah hujan), dan faktor lainnya seperti suhu permukaan

spesimen. Namun faktor terpenting adalah kandungan SO2 dan klorida, serta

TOW [8].

Korosi atmosferik dapat dikatakan merupakan proses yang rumit yang

ditentukan oleh banyak variabel, terutama variabel-variabel yang berkaitan

dengan cuaca. Karena itu, laju korosi atmosferik sangat ditentukan oleh kondisi

iklim lokal yang akan berubah baik secara alami (misalnya musim), ataupun

karena faktor manusia (misalnya pembangunan) [6].

Serangan korosi atmosferik dapat bersifat merata (uniform) ataupun

terlokalisasi seperti dicontohkan pada Gambar 2.1. Serangan korosi atmosferik

yang bersifat merata biasanya terjadi pada baja dan tembaga. Sedangkan pada

8

material seperti aluminium dan paduannya, zinc (termasuk pelapis zinc pada baja

seperti pada “seng” yang digunakan sebagai atap rumah), baja tahan karat dan

nikel, serangan korosi atmosferik biasanya bersifat lokal [6].

Serangan korosi merata, laju korosi yang terjadi besarnya hampir sama di

seluruh permukaan bahan, sehingga permukaan bahan akan ditemukan dalam

keadaan terselimuti produk korosi. Jika lapisan produk korosi ini bertahan di atas

permukaan bahan logam tersebut, maka logam tersebut secara prinsip

elektrokimia korosi akan berhenti dari proses korosi (atau disebut menjadi pasif),

hanya saja penampilan bahan tersebut akan menjadi relatif buruk. Namun pada

kenyataannya, produk korosi ini mungkin saja akan hilang, misalnya akibat angin

atau hujan. Jika produk korosi ini hilang, maka proses korosi akan dimulai

kembali pada permukaan yang baru. Sehingga permukaan bahan logam tersebut

akan menipis sedikit demi sedikit [6].

Serangan korosi atmosferik yang terlokalisasi terjadi pada satu titik dimana

proses korosi terkonsentrasi, mengakibatkan percepatan laju korosi pada lokasi-

lokasi tertentu. Serangan korosi atmosferik lokal biasanya dikaitkan dengan

kandungan ion klorida di udara, seperti udara di daerah pantai [8].

Gambar 2.1. Serangan korosi atmosferik yang bersifat (a) merata, (b) lokal

Sumber : ASM Internation

Sumber : ASM International

]

(a) (b)

produk

korosi

9

2.4. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Korosi Atmosferik

Korosi atmosferik sangat dipengaruhi kondisi cuaca lokal, sehingga tidak

ada dua tempat di dunia ini yang memiliki karakteristik korosi atmosferik yang

sama satu dengan yang lain [7] . Parameter atmosferik yang sangat mempengaruhi

laju korosi atmosferik adalah kelembaban udara relatif, temperatur, curah hujan,

arah dan kecepatan angin, serta kandungan polutan dalam udara sekitar [8].

Polutan yang sangat mempengaruhi laju korosi atmosferik adalah SO2 dan

ion klorida, sehingga kadar SO2 dan salinitas udara (kandungan klorida) di udara

digunakan sebagai basis dalam menentukan kategori korosivitas atmosfer pada

suatu lokasi atau lingkungan. SO2 berasal dari polusi industri, yang jika terlarut

dalam larutan akuatik di permukaan logam akan membentuk H2S atau H2SO4

yang akan mempercepat laju korosi atmosferik. Ion klorida dalam salinitas udara

akan terlarut pada lapisan tipis air di permukaan air dan kemudian menyerang

logam, sehingga efeknya adalah peningkatan laju korosi di permukaan logam.

Apabila suatu lingkungan memiliki kadar SO2 dan ion klorida sangat tinggi,

seperti daerah industri di tepi laut, maka dapat diperkirakan daerah tersebut akan

memiliki karakter atmosfer dengan laju korosi atmosferik yang sangat tinggi [6].

Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi proses korosi antara lain

sebagai berikut :

a. Temperatur

Temperatur berpengaruh terhadap kenaikan laju korosi bahkan dalam

suatu larutan yang bertemperatur mendekati temperatur kamar, jika sebagian dari

logam memiliki temperatur yang lebih tinggi dibandingkan bagian lainnya, maka

bagian yang lebih tinggi menjadi anodik.

10

b. Kelembaban udara relatif

Kelembaban relatif dari suatu campuran udara-air didefinisikan sebagai

rasio dari tekanan parsialuap air dalam campuran terhadap tekanan uap jenuh air

pada temperatur tersebut.

c. Perbedaan Potensial

Penggunaan dua logam yang mempunyai potensial yang berbeda dalam

suatu lingkungan tanpa isolasi diantara kedua logam tersebut akan menyebabkan

terjadinya korosi pada salah satu logam. Logam yang mempunyai potensial lebih

tinggi pada deret galvanic akan bersifat katodik (terlindung dari korosi) sedangkan

yang lebih rendah akan menjadi anodik (terkorosi).

d. Kondisi Permukaan

Kondisi suatu permukaan suatu material akan dapat mempengaruhi proses

terjadinya korosi, ada atau tidaknya lapisan tipis dan keberadaan zat-zat asing

dapat memberikan pengaruh yang kuat terhadap inisiasi dan kecepatan korosi

e. Tegangan Sisa

Proses mekanis yang dilakukan pada suatu bahan atau material akan

menimbulkan tegangan sisa pada daerah tertentu pada material tersebut, misalnya

proses pengelasan. Daerah yang mangalami tegangan yang lebih besar akan

menjadi anoda dan akan terkorosi lebih cepat.

f. Waktu

Semakin lama suatu bahan atau material yang tidak ada proses

pengendalian, maka Jumlah produk korosi biasanya bertambah dengan

meningkatnya waktu.

11

2.5. Aspek Elektrokimia Korosi

Proses korosi merupakan reaksi kimiawi antara bahan logam dengan

lingkungan sekitarnya. Pada logam, reaksi ini biasanya adalah reaksi elektrokimia,

yang berarti melibatkan reaksi reduksi-oksidasi.

Reaksi reduksi-oksidasi terjadi karena adanya perbedaan potensial antara

dua permukaan. Perbedaan potensial ini mengakibatkan terjadinya aliran elektron

(di besi itu sendiri yang berfungsi sebagai konduktor) dan aliran ion (di dalam

elektrolit). Perbedaan potensial ini adalah gambaran dari energi yang tersimpan di

dalam bahan logam tersebut. Energi ini dapat berasal dari proses pengolahan bijih

(tidak berlaku untuk logam mulia), cacat permukaan atau intrusi.

Reaksi reduksi dan oksidasi terjadi pada jenis permukaan yang berbeda.

Elektron mengalir dari permukaan dengan potensial lebih negatif ke permukaan

yang lebih positif. Permukaan yang lebih negatif ini disebut anoda, sedangkan

yang lain disebut katoda. Sebagai contoh, pada Gambar 2.2

(a

) (b)

Gambar 2.2. Korosi pada besi (Fe) (a) di dalam larutan asam klorida, (b)

akibat tergalvanisasi dengan platinum (Pt) di dalam suatu elektrolit

12

Proses yang terjadi (untuk kedua kasus) adalah :

Pada Gambar 2.2 (a), sebagian permukaan besi bersifat katodik (bertindak

sebagai katoda), sebagian lainnya bersifat anodik. Elektron mengalir di badan besi

itu sendiri yang berfungsi sebagai konduktor. Dengan adanya elektrolit asam

hidroklorida pada permukaan besi, maka proses korosi dapat dimulai. Karena

secara umum tidak mungkin menghindari cacat permukaan, intrusi ataupun

residual energi akibat proses yang melibatkan penambahan energi (pengolahan

bijih, perlakuan panas/dingin, pengelasan), maka korosi pada suatu logam dengan

dirinya sendiri tidak mungkin dihindari.

Pada Gambar 2.2 (b), potensial besi lebih negatif daripada platinum

sehingga besi bertindak sebagai anoda dan platinum sebagai katoda. Korosi yang

melibatkan lebih dari satu logam seperti ini disebut korosi galvanis. Suatu bahan

logam akan terkorosi jika tergalvanisasi (atau terhubung) dengan logam lain,

seperti korosi pada baut penyambung flens. Salah satu penyebab korosi pada

umumnya adalah karena tidak sempurnanya isolasi suatu logam dengan logam

lain.

Kelanjutan dari reaksi oksidasi adalah bersenyawanya besi dengan ion

klorida dari asam klorida, seperti pada reaksi (2.3). Persenyawaan ini disebut

produk korosi. Produk korosi, atau persenyawaan besi dengan ion-ion negatif ini

adalah bentuk setimbang besi, yaitu besi dengan keadaan energi minimum.

Reaksi oksidasi

Reaksi reduksi 222 HeH

eFeFe 22

Pembentukan produk korosi 2

2 2 FeClClFe

(2.1)

(2.2)

(2.3)

13

Dari contoh diatas dapat disimpulkan bahwa korosi elektrokimia dapat

terjadi jika terdapat elektrolit (atau zat penghantar ion) dan dimungkinkannya

aliran elektron antar dua permukaan. Proses korosi ini akan melibatkan reaksi

reduksi dan oksidasi.

2.6. Elektrokimia Korosi Atmosferik

Korosi atmosferik (pada logam) terjadi pada udara terbuka, diakibatkan

oleh zat-zat aktif di udara seperti polutan atau uap air, dan dipengaruhi oleh

parameter-parameter iklim. Mekanisme yang terjadi adalah elektrokimia, seperti

pada contoh Gambar 2.2. Pada umumnya, korosi atmosferik terjadi seperti pada

contoh Gambar 2.1 (a), yaitu bersifat merata. Jika logam yang berada di udara

terbuka juga tergalvanisasi, maka laju korosi akan lebih tinggi lagi.

Reaksi reduksi-oksidasi yang terjadi pada korosi atmosferik melibatkan ion-

ion dari udara seperti uap air, oksigen atau polutan seperti SO2 atau ion klorida.

Contoh berikut adalah reaksi reduksi-oksidasi korosi besi dengan oksigen dalam

lingkungan terhidrasi (misalnya besi dalam udara lembab):

Reaksi oksidasi membentuk ion besi (II) (Fe2+

), sedangkan reaksi reduksi

menghasilkan ion hidroksida (OH-). Ion besi(II) ini bereaksi dengan ion

Reaksi oksidasi

Reaksi reduksi OHeOHO 22

2

122

(2.6)

eFeFe 22

(2.5)

22 2 OHFeOHFe

(2.7) OHFeOHFe 2

3

2

2 2444

(2.8) 33 3 OHFeOHFe

Pembentukan produk korosi

Pembentukan produk korosi

(2.4)

14

hidroksida (reaksi 2.6) membentuk produk korosi besi(II) hidroksida (Fe(OH)2 )

yang berwarna hijau atau biru.

Ion besi (II) juga bereaksi dengan oksigen dan ion hidrogen (reaksi 2.7)

menjadi ion besi (III) (Fe3+

). Ion besi (III) bereaksi lebih lanjut (reaksi 2.8)

menjadi besi (III) hidroksida (Fe(OH)3) yang berwarna kecoklatan. Karat yang

sering terlihat sebagai produk korosi adalah besi (III) diroksida ini.

Seperti ditunjukkan oleh reaksi (2.5) hingga (2.8), pada proses korosi besi

dalam udara lembab ini, besi (Fe) terurai menjadi ion besi dan akhirnya dapat

membentuk dua jenis produk korosi. Secara visual, besi ini akan tampak

terselimuti oleh produk korosi yang umumnya berwarna kecoklatan, yaitu karat.

Besi itu sendiri akan mengalami penipisan (kehilangan massa). Besi juga akan

beresiko mengalami penurunan kekuatan.

Proses korosi ini tak dapat dihindari, namun dengan penanganan yang

tepat, dapat diminimalisir lajunya, dan akhirnya kerugian yang dapat ditimbulkan

juga dapat diminimalisir. Cara praktis dalam melakukan hal ini adalah dengan

memisahkan bahan logam dengan lingkungannya (coating) dan pemilihan bahan

logam yang sesuai untuk lingkungan kerja. Kedua hal ini perlu dilakukan dalam

perencanaan penggunaan bahan logam.

2.7. Pengukuran Laju Korosi Atmosferik

Pengukuran laju korosi atmosferik dapat dilakukan dengan dua metode

[8],tergantung kepada perspektif dalam menentukan korosi atmosferik, apakah

dari perspektif bahannya atau dari faktor-faktor penyebabnya. Pengujian

berdasarkan perspektif yang pertama melibatkan spesimen secara langsung,

15

dengan mengukur kehilangan massa yang dapat diakibatkan korosi yang

disebabkan udara pada suatu lingkungan.

Metode ini melibatkan proses eksposur (exposure) sampel bahan pada

udara terbuka, hingga sampel bahan tersebut terkorosi. Sampel bahan ini biasanya

dipotong dalam bentuk-bentuk yang praktis disebut kupon (coupon). Seiring

waktu spesimen akan mengalami penipisan akibat kehilangan massa. Pengukuran

kehilangan massa dalam interval waktu tertentu (per hari, minggu atau bulan,

bergantung kepada laju korosinya secara visual) dilakukan, dan laju korosi

atmosferik pada lokasi tersebut, untuk bahan logam yang diuji, dapat ditentukan

dan direpresentasikan dalam satuan penetrasi per tahun (seperti mils per tahun

atau milimeter per tahun).

Pengujian ekspos merupakanbentuk yang paling sederhana dalam

pengukuran korosi atmosferik[8].Pengujian ekspos hanya mempertimbangkan

variabel kehilangan massa, dengan mengasumsikan bahwa semua faktor-faktor

korosi atmosferik direpresentasikan dalam bentuk kehilangan massa. Karena itu

persiapan pengujian metode pertama lebih praktis dari pada metode kedua.Pada

metode kedua jumlah pengukuran yang harus dilakukan lebih banyak dengan jenis

peralatan yang lebih banyak.

Pengukuran kehilangan massa dalam interval waktu tertentu (per hari,

minggu atau bulan, bergantung kepada laju korosinya secara visual) dilakukan,

dan laju korosi atmosferik pada lokasi tersebut, untuk bahan logam yang diuji,

dapat ditentukan dan direpresentasikan dalam satuan penetrasi per tahun (seperti

mils per tahun atau milimeter per tahun), melalui persamaan berikut [9].

16

dimana :

K = konstanta konversi satuan laju korosi, (Tabel 2.2)

W = kehilangan massa, gram

D = massa jenis, g/cm3

A = luas permukaan, cm2

T = waktu eksposur, jam

Tabel 2.2. Nilai K untuk persamaan (2.9)

No Satuan laju korosi Nilai K

1 Mils per tahun (mpy) 3.45 X 106

2 Milimeter per tahun (mm/y) 8.76 X 104

3 Gram per meter kuadrat per jam (g/m2.h) 1.00 X 10

4 x D

Sumber : ASTM G – 1

Dari hasil perhitungan laju korosi kemudian melihat perbandingan standar

tingkat laju korosi pada baja dan nikel paduan bagus atau tidak dapat dilihat pada

Tabel 2.3.

Laju korosiTAD

WK

mpy

y

2.9

17

Tabel. 2.3. Kriteria laju korosi pada baja nikel paduan

Sumber : [3]

Berdasarkan khas paduan besidan berbasis nikel. Untuk paduan lebih

mahal, harga lebih dari 5-20 mpy biasanya terlalu banyak. Harga di atas

200 mpy yang kadang-kadang dapat diterima untuk bahan murah dengan

penampang tebal. (misalnya tubuh pompa besi)

Perkiraan nilai untuk menyederhanakan rentang

Relative

Corrosion

resistance* Mpy

Approximate metric equivalent *

mm

yr

µm

yr

nm

hr

pm

sec

Outstanding < 1 < 0,02 < 25 < 2 < 1

Excellent 1-5 0,02-0,1 25-100 2-10 1-5

Good 5-20 0,1-0,5 100-500 10-50 5-20

Fair 20-50 0,5-1 500-1000 50-150 20-50

Poor 50-200 1-5 1000-5000 150-500 50-200

Unacceptable 200 + 5 + 5000 + 500 + 200 +

18

BAB III

METODELOGI PENELITIAN

3.1 Lokasi Penelitian

Penelitian ini di lakukan di Kabupaten Aceh Barat yang terletak di 3 lokasi

terpisah yaitu : Pasi Ujung Kalak, Beureugang, dan kawasan pabrik PT.KTS.

Lokasi penelitian A (Pasi Ujung Kalak) merupakan kawasan terparah akibat

tsunami karena jaraknya yang sangat dekat dari garis pantai yaitu: 108 m,

sedangkan jarak dari garis pantai dengan lokasi penelitian B (Beureugang) yaitu :

11,590 m, untuk lokasi penelitian yang terakhir C (Pabrik PT.KTS) berjarak

:24,925 m.

Gambar 3.1.Peta Lokasi Penelitian Aceh Barat.

Sumber : Google Earth, 2014

Jarak lokasi penelitian dengan garis pantai harus diketahui agar di

dapatkan seberapa besar pengaruh jarak dari garis pantai terhadap nilai laju korosi

19

atmosferik. Jarak lokasi penelitian dengan garis pantai berbeda-beda, seperti yang

di tunjukkan pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1. Jarak lokasi penelitian terhadap garis pantai

No Lokasi Jarak dari Garis Pantai ( m )

1 Pasi Ujung Kalak 108

2 Beureugang 11,590

3 PT. KTS 24,925

3.2. Waktu penelitian

Pengukuran laju korosi atmosferik yang dilakukan selama 6 bulan dengan

masa ekspos selama 1 bulan sekali, terhitung mulai Januari – Juni 2014.

3.3. Spesimen Benda Uji

Dalam pengujian ini bahan yang digunakan untuk spesimen uji adalah baja

kontruksi yang sering digunakan untuk pembangunan infrastruktur yang

berbentuk : Plat, Strip, Siku, Segiempat, dan Tulangan. Pada gambar 3.2

menunjukkan penggunaan baja yang sering digunakan oleh konsumen.

Penggunaan baja tersebut menjadi dasar pemikiran untuk melakukan penelitian

pengukuran laju korosi atmosferik.

Gambar 3.2. Tower air dan baja tulangan pada beton

20

3.4.Bentuk dan Dimensi Spesimen

3.4.1. Baja Berbentuk Plat

Baja Plat merupakan baja yang dicetak tipis panjang dan biasanya

berbentuk lembaran, baja plat banyak digunakan baik untuk keperluan kontruksi

lambung kapal, dinding mobil, pengaman pompa dan sebagainya.

Gambar 3.3. Baja berbentuk Plat

3.4.2. Baja Berbentuk Strep

Baja strip merupakan baja profil berbentuk pipih yang dibuat dari Billet,

ingot atau baja scrap melalui proses canai panas dalam bentuk batangan.

Baja berbentuk tulangan biasanya digunakan pada teralis mesjid, pagar pembatas

dalam mesjid dan sebagainya.

Gambar 3.4. Baja Strep

21

3.4.3. Baja Berbentuk Siku

Baja siku ialah baja yang berbentuk L, baja siku biasanya memiliki

penampang sama sisi dan tidak sama sisi. Jenis baja yang berbentuk L ini sering

digunakan untuk kuda-kuda pada kontruksi rangka baja ,teralis pintu pengaman

pompa dan sebagainya.

Gambar 3.5. Baja Siku

3.4.4. Baja Berbentuk Segi Empat

Baja segi empat ialah baja yang biasanya digunakan sebagai pengikat atau

jeruji besi yang digunakan untuk kebutuhan teralis seperti jendela, pintu, pagar

rumah dan lain-lain.

Gambar 3.6. Baja Segi Empat

22

3.4.5. Baja Berbentuk Tulangan

Baja jenis tulangan ini biasanya digunakan pada lantai rumah yang

berlantai dua, tiang beton, jembatan, perumahan, badan jalan dan sebagainya.

Gambar 3.7.Baja Tulangan

Ukuran spesimen dipotong sesuai dengan ASTM G – 50 dan bahan yang

tersedia dipasaran Pantai barat Aceh. Variasi bentuk, jumlah dan dimensi dapat

dilihat pada tabel 3.2

Tabel 3.2.KeteranganSpesimen

No

Variasi

SpesimenUji

Ukuran (mm)

Jumlah

Panjang Lebar Ketebalan Diameter

1 Baja plat 150 100 1 9

2 Baja Strip 150 36 2 - 9

3 Baja siku 150 32 2 9

4 Baja SegiEmpat 150 11 11 - 9

5 Baja Tulangan 150 - - 12 9

Total 45

Sumber : Penelitian

23

3.5. Peralatan Yang Digunakan

Peralatan dan perlengkapan lain yang digunakan dalam penelitian ini ialah

rak pengujian, timbangan digital, mesin grinda, kawat bross, tang steel, ragum,

kapas dan alkohol. Mesin gerinda dan kawat bross digunakan untuk menyikat

produk korosi pada spesimen, Ragum dan tang steel digunakan sebagai pengikat

pada saat pembersihan spesimen dari korosi. Sedangkan kapas dan alkohol

digunakan untuk membersihkan sisa produk korosi atau debu dipermukaan benda

uji setelah pembersihan.

3.5.1. Rak Pengujian

Untuk melaksanakan pemaparan (ekspos) spesimen uji, digunakan rak uji

Pembuatan rak pengujian dibuat merujuk pada standar ASTM G1-50, dan untuk

mencegah terjadinya kontak langsung antara spesimen uji dengan rak uji

digunakan pemegang spesimen dari plastik [10].

( A ) ( B ) ( C )

Gambar 3.8. lokasi penempatan rak spesimen, (A) Pasi Ujung Kalak, (B)

Beureugang dan (C) PT. Karya Tanah Subur

24

3.5.2 Timbangan Digital

Timbangan digital digunakan untuk menjaminkeakuratan datadari hasil

pembersihan spesimen uji. Penimbangan spesimen dilakukan sebelum diekspose

dan sesudah dibersihkan, adapun timbangan digital terlihat pada gambar 3.9.

Gambar 3.9. Timbangan Digital

Spesifikasi :

Dimensi : 13 cm x 8,5 cm x 2 cm

Kapasitas : 1000 gram

Ketelitian (g) : 0,01

Temperature : temperature operasionalantara 50dan 40

0

Kontrol : Tombol on/off telah menyatu dengan referencenya

Power : Rechargeable

3.6.Metode Pembersihan Produk Korosi

Proses pembersihan produk korosi pada spesimen uji dalam penelitian

dilakukan secara mekanik. Proses mekanik dapat mencakup berbagai cara yaitu,

pengikis, menggosok, menyikat, pembersihan ultrasonik dan sebagainya [9].

Metode ini sering digunakan untuk menghilangkan produk korosi pada spesimen

25

uji untuk membersihkan produk korosi. Penelitian ini menggunakan metode

penyikatan. Penyikatan untuk pembersihan dilakukan secara halus atau pelan dan

kontinu untuk menghindari tergores permukaan spesimen uji, setelah proses

penyikatan di lakukan langkah selanjutnya adalah pembersihan spesimen dengan

menggunakan kapas yang telah di basahi dengan Aseton atau Aquades.

Selanjutnya spesimen dikeringkan sebelum dilakukan penimbangan.

3.7. Prosedur Pengujian

Penelitian ini dimulai dengan melakukan studi literature mengenai korosi

atmosferik, mempersiapkan tahapan penelitian, mempelajari faktor-faktor yang

mempengaruhinya, serta bahaya dan kerugian yang dapat ditimbulkannya.

Kemudian melakukan survey lapangan, pembuatan rak uji, pembuatan specimen

dan penentuan lokasi penelitian yang tepat untuk pengujian ekspos [11] . Sebelum

dilakukan ekspos (pemaparan), terlebih dahulu setiap specimen ditimbang untuk

mendapatkan data berat awalnya. Pengambilan data dilakukan 1 bulan sekali

dengan masa ekspos selama 6 bulan untuk lokasi Pasi ujung kalak, Beureugang,

dan kawasan pabrik PT.KTS Setiap specimen dilakukan pengujian kehilangan

berat (weight loss). Mula-mula specimen dibersihkan dari produk korosi, sesuai

dengan standar ASTM G-1.

Kemudian melakukan proses penimbangan spesimen menggunakan

timbangan digital. Data yang diambil dicatat kedalam tabel pengambilan data

lapangan (Tabel 3.3). Tahap akhir merekapitulasi semua data yang telah di didapat

untuk melakukan pengolahan data. Laju korosi atmosferik ditentukan dari data

kehilangan berat tersebut, melalui persamaan (2.6) sesuai dengan ASTM [12].

26

Tahap terakhir merekapitulasi data laju korosi atmosferik, pengolahan data dan

analisis.

Tabel 3.3. Tabel Pengambilan Data Lapangan

Nama lokasi :

Bulan :

Spesimen Awal Akhir Kehilangan Berat Rata – Rata

A1

Baja Plat A2

A3

A1

Baja Strep A2

A3

A1

Baja siku A2

A3

A1

Baja Segi Empat A2

A3

A1

Baja Tulangan A2

A3

27

Mulai

Studi literatur

Llliteratur

- Persiapan Spesimen uji

- Pembuatan rak

- Lokasi Penempatan Rak

- Pembersihan spesimen Sebelum di Ekspose

- Penimbangan berat awal spesimen

-

Spesimen diletakkan di rak pengujian

Hasil

Alur proses penelitian secara garis besar dapat dilihat gambar 3.10 yang

merupakan diagram alir penelitian.

Gambar 3.10.Diagram alir penelitian

Penimbangan spesimen setelah dibersihkan

Pembersihan spesimen setelah di ekspose

Pengangkatan Spesimen Dari rak setiap sebulan

sekali

Ekspose selesai untuk setiap bulan

pengambilandata

Rekapitulasi data, pengolahan data dan analisis

Selesai

Ya

Tidak

28

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Perhitungan Laju Korosi

Dari penelitian yang dilakukan akan didapatkan data awal berupa data

kehilangan berat. Untuk mendapat data kehilangan berat pengukuran dilakukan

pada setiap spesimen. Data kehilangan berat tersebut diolah dengan menggunakan

(persamaan 2.9). Nilai laju korosi yang dihasilkan kemudian ditampilkan pada

grafik dalam bentuk nilai laju per satu bulan pengambilan data. Untuk melihat

perbandingan standar tingkat laju korosi pada baja dan nikel paduan bagus atau

tidak dapat dilihat pada Tabel 2.3.

Contoh perhitungan laju korosi atmosferik dapat dilihat sebagai berikut:

Sebuah spesimen baja tulangan yang diekspos pada udara terbuka dalam jangka

waktu satu bulan. Berat spesimen yang hilang adalah 0,51 gr. Dengan

menggunakan persamaan 2.9 dapat dihitung laju korosi:

Laju korosi )(mpyTAD

WK

..

.

720.00,305.85,7

51,0.1045,3 6x

mpy01,1

29

dimana : 𝐾 = konstanta konversi satuan laju korosi (Tabel 2.2)

𝑊= kehilangan massa, gram

𝐴 = luas permukaan, cm2

𝑇 = waktu eksposur, jam

𝐷= massa jenis, g/cm3

4.2. Tingkat laju Korosi Atmosferik Berdasarkan Jarak Dari Garis Pantai

Terhadap laju Korosi Atmosferik Pada Spesimen Uji

4.2.1. Tingkat laju Korosi Atmosferik Berdasarkan Jarak Dari Garis Pantai

Terhadap laju Korosi Atmosferik Pada Baja Plat

Grafik 4.1. menunjukkan tingkat korosi atmosferik berdasarkan jarak dari

garis pantai terhadap laju korosi atmosferik pada baja plat. Untuk tingkat laju

korosi pada baja plat di lokasi Pasi Ujung Kalak mencapai 0,82 mpy – 1,79 mpy.

Untuk tingkat laju korosi pada baja plat di lokasi Beureugang mencapai 0,42 mpy

– 1,07 mpy. Untuk tingkat laju korosi pada baja plat di lokasi PT. Karya Tanah

Subur mencapai 0,37 mpy – 1,37 mpy. Jadi untuk laju korosi tertinggi pada lokasi

Pasi Ujung Kalak terjadi pada bulan Maret sedangkan laju korosi terendah pada

lokasi PT. Karya Tanah Subur terjadi pada bulan Januari.

Berdasarkan dari tabel 2.2 tingkat laju korosi pada baja plat untuk lokasi

Pasi ujung Kalak, Beureugang dan PT. Karya Tanah Subur masih tergolong baik

hanya berkisar antara 0,37 mpy – 1,79 mpy.

30

Grafik 4.1. Tingkat korosi atmosferik berdasarkan jarak dari garis pantai terhadap

laju korosi atmosferik pada baja plat

4.2.2. Tingkat laju Korosi Atmosferik Berdasarkan Jarak Dari Garis Pantai

Terhadap laju Korosi Atmosferik Pada Baja Strip

Pada Grafik 4.2 menunjukkan tingkat korosi atmosferik berdasarkan jarak

dari garis pantai terhadap laju korosi atmosferik pada baja strip. Untuk tingkat laju

korosi pada baja strip di lokasi Pasi Ujung Kalak mencapai 1,02 mpy – 2,36 mpy.

Untuk tingkat laju korosi pada baja strip di lokasi Beureugang mencapai 0,85

mpy – 1,66 mpy. Untuk tingkat laju korosi pada baja strip di lokasi PT. Karya

Tanah Subur mencapai 0,76 mpy – 2,84 mpy. Jadi untuk laju korosi tertinggi pada

lokasi PT. Karya Tanah Subur terjadi pada bulan Januari sedangkan laju korosi

terendah pada lokasi PT. Karya Tanah Subur terjadi pada bulan April.

Berdasarkan dari tabel 2.2 tingkat laju korosi pada baja strip masih

tergolong sangat baik hanya berkisar antara 0,76 mpy – 2,84 mpy. Untuk

0

0.5

1

1.5

2

La

ju K

oro

si (

mp

y)

Waktu Ekspos

Baja plat

Pasi Ujung Kalak

Beureugang

PT. Karya Tanah

Subur

31

penggunaan baja strip masih baik untuk kebutuhan kontruksi pada lokasi Pasi

ujung Kalak, Beureugang dan PT. Karya Tanah Subur

Grafik 4.2. Tingkat korosi atmosferik berdasarkan jarak dari garis pantai terhadap

laju korosi atmosferik pada baja strip

4.2.3. Tingkat laju Korosi Atmosferik Berdasarkan Jarak Dari Garis Pantai

Terhadap laju Korosi Atmosferik Pada Baja Siku

Grafik 4.3 menunjukkan tingkat korosi atmosferik berdasarkan jarak dari

garis pantai terhadap laju korosi atmosferik pada baja siku. Untuk tingkat laju

korosi pada baja siku di lokasi Pasi Ujung Kalak mencapai 0,87 mpy – 1,45 mpy.

Untuk tingkat laju korosi pada baja siku di lokasi Peunaga Pasi mencapai 0,44

mpy – 1,09 mpy. Untuk tingkat laju korosi pada baja siku di lokasi PT. Karya

Tanah Subur mencapai 0,48 mpy – 1,07 mpy. Jadi untuk laju korosi tertinggi pada

lokasi Pasi Ujung Kalak terjadi pada bulan Maret sedangkan laju korosi terendah

pada lokasi Beureugang terjadi pada bulan Januari.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Januari Februari Maret April Mei Juni

La

ju K

oro

si (

mp

y)

Waktu Ekspos

Baja strip

Pasi Ujung Kalak

Beureugang

PT. Karya Tanah

Subur

32

Berdasarkan dari tabel 2.2 tingkat laju korosi pada lokasi baja siku masih

tergolong sangat baik hanya berkisar antara 0,49 mpy – 1,45 mpy. Untuk

penggunaan baja siku masih baik untuk kebutuhan kontruksi pada lokasi Pasi

ujung Kalak, Beureugang dan PT. Karya Tanah Subur.

Grafik 4.3. Tingkat korosi atmosferik berdasarkan jarak dari garis pantai terhadap

laju korosi atmosferik pada baja siku

4.2.4. Tingkat laju Korosi Atmosferik Berdasarkan Jarak Dari Garis Pantai

Terhadap laju Korosi Atmosferik Pada Baja Segi Empat

Grafik 4.4. menunjukkan tingkat korosi atmosferik berdasarkan jarak dari

garis pantai terhadap laju korosi atmosferik pada baja segi empat. Untuk tingkat

laju korosi pada baja segi empat di lokasi Pasi Ujung Kalak mencapai 0,71 mpy –

2,08 mpy. Untuk tingkat laju korosi pada baja segi empat di lokasi Beureugang

mencapai 0,55 mpy – 1,37 mpy. Untuk tingkat laju korosi pada baja segi empat di

lokasi PT. Karya Tanah Subur mencapai 0,46 mpy – 2,12 mpy. Jadi untuk laju

0

0.5

1

1.5

2

Januari Februari Maret April Mei Juni

laju

koro

si (

mp

y)

waktu Ekspos

Baja Siku

Pasi Ujung Kalak

Beureugang

PT. Karya Tanah

Subur

33

korosi tertinggi pada lokasi PT. Karya Tanah Subur terjadi pada bulan Januari

sedangkan laju korosi terendah pada lokasi PT. Karya Tanah Subur terjadi pada

bulan April.

Berdasarkan dari tabel 2.2 tingkat laju korosi pada baja segi empat masih

tergolong baik hanya berkisar antara 0,46 mpy – 2,12 mpy. Untuk penggunaan

baja segi empat masih baik untuk kebutuhan kontruksi pada lokasi Pasi ujung

Kalak, Beureugang dan PT. Karya Tanah Subur

Grafik 4.4. Tingkat korosi atmosferik berdasarkan jarak dari garis pantai terhadap

laju korosi atmosferik pada baja segi empat

4.2.5. Tingkat laju Korosi Atmosferik Berdasarkan Jarak Dari Garis Pantai

Terhadap laju Korosi Atmosferik Pada Baja Tulangan

Grafik 4.5 menunjukkan tingkat korosi atmosferik berdasarkan jarak dari

garis pantai terhadap laju korosi atmosferik pada baja tulangan. Untuk tingkat laju

korosi pada baja tulangan di lokasi Pasi Ujung Kalak mencapai 1,18 mpy – 3,81

mpy. Untuk tingkat laju korosi pada baja tulangan di lokasi Beureugang mencapai

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

laju

Koro

si (

mp

y)

Waktu Ekspos

Baja Segi Empat

Pasi Ujung Kalak

Beureugang

PT. Karya Tanah

Subur

34

1,07 mpy - 2,42 mpy. Untuk tingkat laju korosi pada baja tulangan di lokasi PT.

Karya Tanah Subur mencapai 1,03 mpy – 2,79 mpy. Jadi untuk laju korosi

tertinggi pada lokasi Pasi Ujung Kalak terjadi pada bulan Juni sedangkan laju

korosi terendah pada lokasi PT. Karya Tanah Subur terjadi pada bulan Mei.

Berdasarkan dari tabel 2.2 tingkat laju korosi pada baja tulangan masih

tergolong baik hanya berkisar antara 1,03 mpy – 3,53 mpy. Untuk penggunaan

baja tulangan baik untuk kebutuhan kontruksi pada lokasi Pasi ujung Kalak,

Beureugang dan PT. Karya Tanah Subur

Grafik 4.5. Tingkat korosi atmosferik berdasarkan jarak dari garis pantai terhadap

laju korosi atmosferik pada baja tulangan

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

Januari Februari Maret April Mei Juni

Laju

Koro

sii

( m

py )

waktu ekspos

Baja Tulangan

Pasi Ujung Kalak

Beureugang

PT. Karya Tanah

Subur

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari tiga lokasi penelitian,Laju korosi tertinggi terjadi pada baja tulangan

(3,53 mpy) pada lokasi Pasi Ujung Kalak dan laju korosi terendah terjadi pada

baja plat (0,37 mpy) pada lokasi PT. Karya Tanah Subur. Secara keseluruhan

tingkat ketahanan korosi relatif untuk tiga lokasi penelitian yang dipilih berada

dalam kategori baik .

5.2 Saran/Rekomendasi

Beberapa hal perlu dilakukan untuk penelitian lanjutan diantaranya:

1. Perlu penambahan lokasi penempatan spesimen uji

2. Untuk mempelajari hubungan jenis baja terhadap laju korosi, maka

dibutuhkan data sifat mekanik dan komposisi untuk setiap jenis spesimen

3. Penelitian ini sebaiknya dilakukan minimal melebihi satu tahun untuk

mendapatkan gambaran laju korosi yang lebih yang meliputi pengaruh

cuaca dalam satu tahun.

4. Untuk penelitian lanjutan perlu untuk dilihat pengaruh jarak lokasi ekspos

yang lebih jauh dari garis pantai dan waktu ekspos yang lebih lama.

36

DAFTAR PUSTAKA

[1] Uhlig, H.H., 1971, “Corrosion and Corrosion Control an Introduction to

Corrosion Science and Engineering”, John Wiley and Sons Inc.

[2] J. Supardi, 2012, Pemetaan Korosi Infrastruktur Di Pantai Barat Aceh,

Tesis Magister Teknik Mesin, UNSYIAH, Banda Aceh.

[3] M.G. Fontana, dan N.D. Greene,1983, Corrosion Engineering”, 2nd.

Edition, McGraw-Hill International.

[4] R. Suratman, 1990, dasar-dasar korosi dan penenggulangannya Lab.

Teknik Produksi dan Pembebtukan Material, ITB, Bandung Rencana

Pembangunan Jangka Panjang(RPJP) Aceh. Tahun 2005-

2025www.bappeda.acehprov.co.id.

[5] Shreir, L.L, 1979, “Corrosion Control”, Newnes Butterworths. London.

[6] ASM International, 2003, ASM Handbook, Volume 13A, Corrosion:

Fundatmentals, Testing, and Protection, ASM international.

[7] Kadarsah,2007,Mengenal Iklim Indonesia, www.kadarsah.wordpress.com,

mengenal-iklim-indonesia/ diakses tanggal 2 Februari 2014.

[8] Anonymous, “Atmospheric Corrosion Tests”,www.corrosion-

doctors.org/Corrosion-Atmospheric/Corrosion-tests.htmdiakases:2 Februari

2014.

[9] ASTM G-1 – 03ASTM Standards, 1999, Vol 03.02, Standard Practice for

Preparing, Cleaning, and Evaluating Corrosion Test Specimens1

.

[10] ASTM G 50 – 76 ASTM Standards,1997, Vol 03.02, Standard Practice for

Conducting Atmospheric Corrosion Tests on Metals1.