TUGAS MAKALAH korosi pada boiler.docx

download TUGAS MAKALAH korosi pada boiler.docx

of 20

Transcript of TUGAS MAKALAH korosi pada boiler.docx

  • 8/10/2019 TUGAS MAKALAH korosi pada boiler.docx

    1/20

    TUGAS MAKALAH

    KOROSI DAN PENGENDALIANNYA

    Disusun Oleh:

    MUHAMMAD ARDIYAN 11A1007

    RUDI HARTONO 11A1010

    WAHYUDI 11A1034

    SANDIKA BRADINATA 11A1047

    PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

    SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL

    (STITEKNAS) JAMBI

    2014/2015

  • 8/10/2019 TUGAS MAKALAH korosi pada boiler.docx

    2/20

    BAB I

    PENDAHULUAN

    1.1. Latar Belakang

    Korosi adalah proses perusakan pada permukaan logam yang disebabkan oleh terjadinya reaksi

    kimia (reaksi elektro kimia) pada permukaan logam. Pada hakikatnya korosi adalah suatu reaksi

    dimana suatu logam dioksidasi sebagai akibat dari serangan kimia oleh lingkungan (uap

    air,oksigen di atmosfer, oksida asam yang terlarut dalam air).

    Korosi merupakan reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang

    menghasilkan senyawa-senyawa yang tak dikehendaki. . Contoh korosi yang paling lazim adalah

    perkaratan besi.Pada peristiwa korosi, logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen (udara)

    mengalami reduksi. Karat logam umumnya adalah berupa oksida dan karbonat. Rumus kimia

    karat besi adalah Fe2O3. xH2O, suatu zat padat yang berwarna coklat-merah

    1.2. Rumusan Masalah

    Apakah yang dimaksud dengan korosi?

    Apa saja faktor yang menyebabkan terjadinya proses korosi?

    Apa saja bentuk-bentuk korosi?

    Bagaimana proses terjadinya korosi pada besi?

    Apa saja cara yang bisa dilakukan untuk mencegah terjadinya korosi/

    1.3. Tujuan Penulisan

    Untuk mengetahui pengertian dari korosi

    Untuk mengetahui apa saja faktor penyebab korosi

    Untuk mengetahui bentuk-bentuk korosi

    Untuk mengetahui proses terjadinya korosi pada besi

    Untuk mengetahui cara pencegahan terjadinya korosi

  • 8/10/2019 TUGAS MAKALAH korosi pada boiler.docx

    3/20

    1.4. Metode Penulisan

    Dalam penulisan makalah ini menggunakan metode literatur, dimana informasi diperoleh dari

    buku-buku, artikel, internet, dan bahan bacaan lainnya.

  • 8/10/2019 TUGAS MAKALAH korosi pada boiler.docx

    4/20

    BAB II

    PEMBAHASAN

    2.1. Pengertian Korosi

    Korosi adalah proses perusakan pada permukaan logam yang disebabkan oleh terjadinya reaksi

    kimia (reaksi elektro kimia) pada permukaan logam. Pada hakikatnya korosi adalah suatu reaksi

    dimana suatu logam dioksidasi sebagai akibat dari serangan kimia oleh lingkungan (uap

    air,oksigen di atmosfer, oksida asam yang terlarut dalam air).

    Dalam bahasa sehari-hari korosi disebut dengan perkaratan. Kata korosi berasal dari bahasa latin

    corrodere yang artinya pengrusakan logam atau perkaratan. Jadi jelas korosi dikenal sangat

    merugikan.Korosi merupakan sistem termodinamika logam dengan lingkungannya, yang

    berusaha untuk mencapai kesetimbangan. Sistem ini dikatakan setimbang bila logam telah

    membentuk oksida atau senyawa kimia lain yang lebih stabil.

    Korosi merupakan reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya

    yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tak dikehendaki. Dalam bahasa sehari-hari, korosi

    disebut perkaratan. Contoh korosi yang paling lazim adalah perkaratan besi.Pada peristiwa

    korosi, logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen (udara) mengalami reduksi. Karat logam

    umumnya adalah berupa oksida dan karbonat. Rumus kimia karat besi adalah Fe2O3. xH2O,

    suatu zat padat yang berwarna coklat-merah.

    Korosi atau perkaratan logam juga dikenal sebagai proses oksidasi sebuah logam dengan udara

    atau elektrolit lainnya, dimana udara atau elektrolit akan mengami reduksi, sehingga proses

    korosi merupakan proses elektrokimia.

    2.2. Faktor Penyebab Korosi

    Pada umumnya ada beberapa faktor yang menyebabkan timbulnya percepatan korosi, yaitu:

    a. 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.

    b. Oksigen

    Udara yang banyak mengandung gas oksigen akan menyebabkan terjadinya korosi. Korosi

    pada permukaan logam merupakan proses yang mengandung reaksi redoks. Reaksi yang terjadi

  • 8/10/2019 TUGAS MAKALAH korosi pada boiler.docx

    5/20

    ini merupakan sel Volta mini. sebagai contoh, 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 denan permukaan logam, maka

    semakin cepat berlangsungnya korosi pada permukaan logam tersebut. Perhatikan animasi.

    berikut: animasi korosi besi.

    c. Larutan garam

    Elektrolit (asam atau garam) merupakan media yang baik untuk melangsungkan transfer muatan.

    Hal itu mengakibatkan elektron lebih mudah untuk dapat diikat oleh oksigen di udara. Air hujan

    banyak mengandung asam, dan air laut banyak mengandung garam, maka air hujan dan air laut

    merupakan korosi yang utama.

    Larutan garam menyerang lapisan mild stell dan lapisan stainless stell selain itu dapat

    menyebabkan terjadinya pitting (kebocoran), crevice (retek / celah), korosi, dan juga pecahnya

    alooys (paduan logam yang bersifat tahan karat). Larutan ini biasanya ditemukan pada campuran

    minyak-air dalam konsentrasi yang tinggi yang akan menyebabkan proses korosi. Proses ini

    disebabkan oleh kenaikan konduktivitas larutan garam dimana larutan garam lebih konduktif

    sehingga menyebabkan laju korosi juga akan lebih tinggi. Sedangkan pada kondisi kelautan

    garam dapat mempercepat laju korosi logam karena larutan garamnya lebih konduktif, sama

    halnya dengan kecepatan alir dari air laut yang sebanding dengan peningkatan laju korosi,

    akibatnya terjadi gesekan, tegangan dan temperatur yang mendukung terjadinya korosi.d. Permukaan logam yang tidak rata

    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.

    e. 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.

    f. Kontak dengan Elektrolit

  • 8/10/2019 TUGAS MAKALAH korosi pada boiler.docx

    6/20

    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.

    g. 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 (seperti cutting tools ) atau dikenai panas secara langsung (seperti mesin kendaraan

    bermotor).

    h. 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.

    i. 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 timbulnyaperbedaan 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.

  • 8/10/2019 TUGAS MAKALAH korosi pada boiler.docx

    7/20

    j. 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.

    2.3. Bentuk-Bentuk Korosi

    Bentuk-bentuk korosi yang umum ditemukan pada korosi logam di lingkungan laut, yaitu;

    a. Korosi merata (uniform attack)

    Yaitu korosi yang terjadi pada 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 permukaanluar pipa.

    Bentuk korosi ini adalah sangat umum dan dicirikan oleh baja yang berkarat dilingkungan udara.

    Disebut merata karena semua permukaan metal terexpose diserang dengan laju yang kurang

    lebih sama, tetapi metal yang hilang jarang sekali betul-betul merata. Menurut teori

    electrochemical mixed potential, proses anodic dan katodik terdistribusi merata pada seluruh

    permukaan metal. Dengan demikian agar bentuk korosi ini terjadi, diperlukan sistem korosi yang

    menunjukkan keseragaman (homogenitas) baik pada metal, media (perbedaan konsentrasi) dan

    faktor-faktor korosi lainnya.

    Pada korosi tipe ini, laju korosi dapat dinyatakan dalam bentuk kehilangan ke tebalan metal

    menurut waktu misalnya mm/tahun atau mikrometer/tahun. Biasanya laju korosi hanya

    dinyatakan pada satu muka saja, dan bila kedua metal terserang korosi, total kehilangan

    ketebalan metal menjadi dua kali.

    b. Korosi setempat (local corrosion)

    Dalam beberapa hal perbedaan antara korosi merata dan korosi setempat tidak begitu tajam,

    sungguhpun demikian adalah mungkin untuk memberikan beberapa bentuk korosi, mulai dari

    korosi merata sampai korosi yang menghasilkan sumuran dalam, korosi setempat sulit diduga.

    c. Korosi galvanik (galvanik 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) atau terkorosi, sebaliknya

  • 8/10/2019 TUGAS MAKALAH korosi pada boiler.docx

    8/20

    logam lain (logam mulia dengan potensial korosi tinggi akan kurang terkorosi).

    Korosi galvanik cenderung terlokalisir, kearah pembentukan sumuran, dan dalam sistem pipa

    akan terjadi kebocoran-kebocoran. Dia merupakan masalah perencanaan karena dalam pabrik,

    sistem pipa dan rangka banyak melibatkan pemakaian lebih dari satu macam metal.

    Bila berbagai macam paduan digunakan dalam perencanaan dapat diharapkan akan terjadi

    masalah-masalah dan masalah tersebut lebih kritis pada lingkungan laut. Oleh karena itu harus

    diusahakan pemakaian paduan logam yang berbeda-beda, haruslah jangan sampai menimbulkan

    masalah korosi.

    d. 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:

    1. Pada baja karbon yang dilapisi oleh mill scale dibawah kondisi tercelup, terutama air laut,

    akan terbentuk beda potensial antara mill scale dan baja hingga pecahnya mill scale mengarah

    pada situasi anode kecil / katoda besar.

    2. Pada paduan yang mengandalkan pada lapis pasif untuk sifat tahan korosinya seperti stainless

    steel, setiap rusaknya (pecah) lapis pasif, cenderung pembetukan korosi sumuran.

    3. Dari segi praktis korosi sumuran terbentuk didalam air mengandung chloride, oleh karena itu

    sering terjadi pada kodisi dilingkungan laut.

    e. Korosi erosi

    Gerakan air laut, seperti juga fluida lainnya dapat menimbulkan aksi mekanis misalnya erosi

    (pengikisan), dengan korosi yang di timbulkannya tetap elektrokimia sifatnya. 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 di hilangkan.

    f. 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

  • 8/10/2019 TUGAS MAKALAH korosi pada boiler.docx

    9/20

    dari aliran pada lengkungan dapat mengakibatkan kerusakan setempat, 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.

    g. 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 partial vacumm. Bila air kembali ke tekanan

    normal, cavity pecah, dengan membebaskan energi. Hal ini mengarah pada perusakan

    permukaan paduan logam.

    h. 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 crivice lebih katodic terhadap metal di dalam

    celah. Arus katodic yang besar bekerja pada daerah anodic yang kecil menghasilkan serangan

    korosi lokal yang intensif.

    2.4. Proses Korosi pada Besi

    Proses perkaratan (korosi) adalah reaksi elektro kimia (redoks). Pada permukaan besi (Fe) bisa

    terbentuk bagian anoda dan katoda yang disebabkan oleh dua hal:

    1. 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 (111) dalam

    senyawa besi (111) oksida terhidrat. Dengan adanya garam (oksida asam) atau zat elektrolit akan

    mempercepat reaksi perkaratan.

    2. Tercampur besi oleh karbon atau logam lain yang mempunyai EO red lebih besar dari besi.

    Karena E0red besi lebih kecil dari logam tersebut, maka besi akan teroksidasi (anoda), hal ini

  • 8/10/2019 TUGAS MAKALAH korosi pada boiler.docx

    10/20

    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 + O2 + 2H+ Fe2+ + H2O

    Reaksi setengah redoksnya :

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

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

    Fe + O2 + 2H+ Fe2+ + H2O

    Reaksi di atas berlangsung spontan.

    Besi (11) itu seterusnya dioksidasi oleh oksigen membentuk karat besi atau oksida besi (111)

    terhidrasi. Reaksinya :

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

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

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

    Reaksi tersebut merupakan reaksi spontan, selanjutnya :

    2 Fe3+ + ( 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 di kenal 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

  • 8/10/2019 TUGAS MAKALAH korosi pada boiler.docx

    11/20

    yang terbentuk di permukaan besi merupakan lapisan tipis yang berpori sehingga bagian

    bawahnya mudah mengalami korosi

    2.5. Cara Mencegah Terjadinya Korosi

    Ada beberapa usaha yang dapat ditempuh dalam upaya mencegah terjadinya korosi, yaitu:

    a. Cara pelapisan (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 terhadapkorosi.

    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 Enol 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.

    Namun perlu diperhatikan potensial elektrode standar seng dan timah terhadap besi.Fe2+ (aq) + 2e Fe(s) EO = - 0,44 volt

    Zn2+ (aq) + 2e Zn(s) EO =- 0,76 volt

    Sn2+ (aq) + 2e Sn(s) EO =- 0,14 volt

    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.

    b. Cara proteksi katodik (katode pelindung)

    Cara ini digunakan terutama untuk logam besi yang di tanam di dalam tanah. Prinsipnya adalah

    logam besi di hubungkan denga 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 alkali tidak dapat di gunakan karena

    reaktif.Logam alumunium(Al) dan seng (Zn) tidak dapat digunakan karena oksida logam tersebut

  • 8/10/2019 TUGAS MAKALAH korosi pada boiler.docx

    12/20

    (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 di hubungkan dengan kawat, batangmagnesium 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.

    Pada prinsipnya, korosi terjadi karena adanya aliran elektron dari bagian tiang pancang pipabaja (anoda) yang diikuti dengan perubahan logam menjadi ion logam (karat) ke bagian tiang

    pancang pipa baja lain yang karena kualitas baja atau kondisi lingkungannya menjadi katoda.

    Pada proteksi katodik, terjadinya kerusakan baja akibat aliran elektron dari anoda ke katoda

    ditanggulangi dengan memberikan pasokan elektron secukupnya pada seluruh struktur baja yang

    dilindungi atau dengan kata lain menjadikan seluruh struktur baja tersebut menjadi katoda yang

    kaya akan elektron. Dilihat dari cara memasok elektron, proteksi katodik terbagi dalam dua cara,

    yaitu:

    a) Metoda arus terpasang (impressed current) yaitu pasokan elektron dilakukan dengan cara

    menghubungkan tiang pancang pipa baja dengan katoda pada suatu sumber listrik. Metoda ini

    menggunakan sumber arus searah dari luar, misalnya Transformer Rectifier, DC Generator, dan

    lain-lain. Arus listrik pada sistem ini dialirkan ke permukaan logam yang diproteksi melalui

    anoda pembantu, misalnya Anoda Graphite, Baja, Platina, dan Besi Tuang. Keuntungan besar

    dari metoda arus terpasang adalah bahwa sistem ini dapat menggunakan anoda inert atau anoda

    yang tahan karat seperti platina dan karbon.

    b) 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. Pada cara ini terjadi aliran elektron dari logam dengan potensial yang

    lebih rendah ke tiang pancang pipa baja yang potensialnya lebih tinggi.

    Dengan demikian maka tiang pancang pipa baja akan terlindung dari korosi namun sebagai

    konsekwensinya logam anoda dalam waktu tertentu akan rusak/habis dan selanjutnya dapat

    diganti atau diperbaharui. Mengganti anoda lebih ringan secara teknik maupun ekonomis

    dibanding mengganti tiang pancang pipa baja.

    c. Perancangan

  • 8/10/2019 TUGAS MAKALAH korosi pada boiler.docx

    13/20

    Dari segi korosi, perancangan dianggap berkaitan dengan perencanaan yang baik dan

    pembangunan proyek. Ia 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 di hadapi.

    d. Anoda karbon

    Cara lain untuk mencegah korosi besi adalah dengan menggunakan anoda karbon. Dengan

    membandingkan potensial reduksi standar besi dan magnesium.

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

    Mg2+ + 2e Mg(s) EO =-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.

    e. Pelumuran dengan Oli atau Gemuk

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

    dengan air.

    f. Pembalutan dengan Plastik

    Berbagai macam barang misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastic

    mencegah kontak dengan udara dan air.

  • 8/10/2019 TUGAS MAKALAH korosi pada boiler.docx

    14/20

    BAB III

    KOROSI PADA BOILER

    Korosi menjadi salah satu masalah yang sangat lazim terjadi pada boiler. Bahkan dapat dikatakanbahwa, tidak ada boiler yang tidak mengalami korosi. Karena boiler menggunakan media kerja

    air yang jika tidak diperhatikan, akan sangat mudah mengkorosi pipa-pipa boiler.

    Air murni yang hanya tersusun oleh molekul H2O dan tanpa ada zat lain yang terlarut di

    dalamnya, bersifat tidak korosif. Zat-zat lain yang terlarut di dalam air lah yang menjadi salah

    satu pemicu air memiliki sifat yang korosif. Oksigen menjadi salah satu gas yang mudah larut di

    dalam air dan menjadi penyebab utama terjadinya korosi pada pipa-pipa boiler.

    Temperatur air juga menjadi salah satu faktor pendukung terjadinya korosi. Seperti yang kita

    ketahui bersama bahwa air di dalam boiler akan mencapai temperatur yang sangat tinggi sesuaidengan jenis boiler yang digunakan. Air yang berada pada temperatur tinggi akan memiliki sifat-

    sifat yang sangat berbeda dengan air pada temperatur ruang. Pada temperatur di atas temperatur

    kritisnya, air akan menjadi lebih mudah melarutkan berbagai macam zat yang bahkansebelumnya tidak mudah larut. Hal ini diakibatkan karena pada temperatur tersebut air lebih

    mudah terionisasi dan pecah membentuk ion-ion H3O+ dan OH

    -. Faktor inilah yang semakin

    mendorong terjadinya korosi pada pipa-pipa boiler.

    Proses Terjadinya Korosi

    Korosi pada pipa-pipa boiler melibatkan atom Fe yang mengalami kontak dengan air sehinggateroksidasi membentuk kation Fe

    2+dengan jalan melepaskan dua elektronnya. Elektron-elektron

    tersebut selanjutnya akan mereduksi atom oksigen dan bereaksi dengan air membentuk ion

    hidroksida.

    Fe Fe2+

    + 2e-

    O2+ 2H2O + 4e- 4OH

    -

    Selanjutnya ion Fe2+

    bereaksi dengan ion OH-membentuk ferro hidroksida.

    Fe2+

    + 2OH- Fe(OH)2

    Pada kondisi kekurangan oksigen, atau biasa disebut dengan anaerobik, ferro hidroksida dapatteroksidasi lebih lanjut untuk membentuk lapisan magnetit yang justru bermanfaat bagi boiler

    untuk mencegah korosi yang lebih parah.

    3Fe(OH)2 Fe3O4+ H2+ H2O

    http://artikel-teknologi.com/sifat-sifat-air-superheated/http://artikel-teknologi.com/sifat-sifat-air-superheated/
  • 8/10/2019 TUGAS MAKALAH korosi pada boiler.docx

    15/20

    Berikut adalah bentuk-bentuk korosi yang terjadi pada boiler:

    1. Penipisan Pipa. Korosi pertama pada boiler biasa terjadi pada pipa yang alirannyamengalami semacam tabrakan atau turbulen, seperti pada lekukan pipa. Kondisi ini

    menyebabkan molekul-molekul Fe hanya teroksidasi hingga membentuk Fe2+

    dan tidak

    lebih lanjut membentuk Fe

    3+

    yang berfungsi untuk membentuk magnetit. Karena tidakterbentuk lapisan magnetit, maka korosi akan lebih dalam mengikis pipa boiler.

    Pengikisanpun terus berlanjut didukung dengan aliran fluida di dalam pipa yang turbulen,

    sehingga ketebalan pipa berangsur-angsur menipis akibat korosi jenis ini.

    Berikut adalah kondisi-kondisi yang memicu terjadinya korosi jenis ini:

    o Aliran yang bertabrakan.

    o Nilai pH yang rendah

    o Kandungan oksigen di dalam air terlalu tinggi

    o Adanya zat kimia yang memudahkan besi untuk lebih mudah terlarutkan

    Korosi ini sangat berbahaya karena pada suatu saat pipa yang terkorosi dapat pecah danmeledak akibat tekanan fluida yang tinggi pada sisi pipa yang menipis. Untuk

    menghindarinya perlu dilakukan inspeksi menyeluruh pada setiap bagian pipa boiler. Jika

    ditemukan tanda-tanda penipisan pipa atau korosi, segera ganti bagian tersebut denganpipa baru.

    Oxygen Pitting. Korosi ini disebabkan oleh adanya kandungan oksigen yang berlebihan padaair boiler. Molekul oksigen akan terlokalisasi pada suatu titik tertentu dan mengoksidasi besi

    pipa pada titik tersebut. Hasil korosi yang ditimbulkan tidak tetap menempel pada areasebelumnya, akan tetapi molekul Fe(OH)2 akan terlarut ke dalam air dan meninggalkan jejakberupa lubang kecil (pitting) pada permukaan pipa. Jika kandungan oksigen terus berlebihan,

    maka akan semakin banyak lubang pitting yang ditimbulkan atau bahkan akan semakin

    memperdalam lubang yang sebelumnya sudah terbentuk.

  • 8/10/2019 TUGAS MAKALAH korosi pada boiler.docx

    16/20

    Oxygen PittingPada Pipa Boiler

    Oxygen pitting biasa terjadi pada boiler kecil yang tidak terdapat fasilitas deaerasi untukmenghilangkan udara terlarut di dalam air. Boiler yang dalam kondisi tidak sedang beroperasi

    dan pipa-pipanya terisi oleh udara bebas, kemungkinan terjadinya oxygen pitting juga cukup

    besar.

    Chelant Corrosion. Chelant adalah salah satu jenis zat kimia yang umumnya berupa asam

    ethylenediaminetetraacetic dan asam nitrilotriacetic, yang berfungsi sebagai pengikat ion-ionkalsium, magnesium, dan besi agar tetap larut di dalam air boiler. Zat ini biasa digunakan pada

    sistem pengolahan air boiler untuk mencegah ion-ion mineral agar tidak mengendap dan

    membentuk kerak pada pipa boiler. Akan tetapi jika penggunaan chelant ini tidak terkontrol,maka ia akan justru mengkorosi pipa boiler itu sendiri karena sifatnya yang asam.

    Corrosion Fatigue. Korosi jenis ini biasa terjadi pada boiler yang berukuran besar. Lebihspesifik lagi, korosi ini terjadi pada pipa-pipa boiler sisi waterwall yang menggantung tinggi.

    Area waterwall menjadi area transisi fluida air dari cair untuk menjadi uap, sehingga proses

    nucleate boillingyang terjadi pada permukaan sisi dalam pipa ditambah dengan adanya teganganpada pipa akibat posisinya yang menggantung, mendorong terjadinya corrosion fatigue. Faktor

    lain yang akan mempercepat terjadinya korosi ini adalah kandungan oksigen terlarut di dalam air

    boiler yang terlalu tinggi, serta pH air yang terlalu rendah.

    Formasi Corrosion Fatigue

    Korosi Asam Fosfat. Sodium fosfat menjadi salah satu zat kimia yang lazim disuntikan ke airboiler untuk mencegah menggumpalnya ion-ion mineral yang masih mungkin terkandung di

    dalam air boiler. Namun penggunaan sodium fosfat yang tidak terkontrol justru akanmenimbulkan korosi pada pipa boiler, karena terbentuknya asam fosfat. Beberapa faktor yang

    http://artikel-teknologi.com/perpindahan-panas-dan-pembentukan-uap-air-pada-boiler/http://artikel-teknologi.com/perpindahan-panas-dan-pembentukan-uap-air-pada-boiler/http://artikel-teknologi.com/perpindahan-panas-dan-pembentukan-uap-air-pada-boiler/
  • 8/10/2019 TUGAS MAKALAH korosi pada boiler.docx

    17/20

    lain mendukung terjadinya korosi ini yaitu terbentuknya kerak di dalam pipa, meningkatnya

    tekanan kerja boiler, serta rasio molar sodium fosfat yang kurang dari 2,8.

    Under-deposit acid corrosion. Korosi jenis ini terjadi pada saat air boiler menjadi bersifatasam pada permukaan dalam pipa yang terbentuk kerak. Ion hidrogen yang terbentuk akan

    menembus kerak sehingga pada saat bertemu dengan permukaan pipa ia akan men-dekarbonasipipa tersebut. Ion hidrogen mengikat karbon yang terkandung pada pipa dan membentuk metana.Di sisi lain secara perlahan atom-atom Fe pun akan teroksidasi.

    Proses Korosi Asam dan Dekarbonasi

    (Sumber: B&W Steam, Its Generation And Use)

    Caustic Embrittlement. Material pipa boiler dapat berubah menjadi sangat rapuh akibatkonsentrasi basa yang meningkat. Fenomena ini biasa terjadi pada boiler yang menggunakan

    sodium karbonat untuk mengontrol kandungan mineral-mineral magnesium dan kalsium di

    dalam air agar tidak mengendap. Pada saat air berubah fase menjadi uap, sodium karbonat tidakikut menguap sehingga konsentrasinya di dalam air semakin banyak. Konsentrasi sodium

    karbonat yang terlalu tinggi akan menghidrolisis air sehingga terbentuk sodium hidroksida yang

    bersifat basa.Na2CO3+ H2O 2NaOH + CO2

    Terbentuknya sodium hidroksida menyebabkan air bersifat basa. Air boiler yang telah bersifat

    basa tersebut dapat secara kapiler masuk ke sela-sela material pipa dan menimbulkan reaksi

    kimia antara sodium hidroksida dengan besi membentuk sodium ferit (Na2FeO4). Fenomena ini

    akan menyebabkan bagian-bagian pipa seperti lekukan, las-lasan, menjadi rapuh. Galvanic Corrosion. Mineral-mineral yang terlarut di dalam air boiler dapat menimbulkankorosi galvanik. Korosi galvanik adalah korosi yang diakibatkan oleh adanya perbedaan

    potensial elektroda antar logam. Adanya perbedaan potensial tersebut menjadi gaya yangmendorong ion-ion anoda dan katoda untuk saling bertukar posisi. Mineral-mineral yang umum

    terlarut di dalam air adalah kalsium dan magnesium. Keduanya jika larut ke dalam air akan

    membentuk ion-ion positif. Ion-ion mineral ini karena perbedaan nilai potensial elektrode

    alaminya dengan besi pipa boiler, akan bekerja sebagai katoda. Sedangkan ion-ion Fe2+

    akan

  • 8/10/2019 TUGAS MAKALAH korosi pada boiler.docx

    18/20

    bekerja sebagai anoda. Korosi terjadi pada saat atom-atom Fe larut ke dalam air, sedangkan ion-

    ion mineral mengendap ke permukaan pipa boiler.

  • 8/10/2019 TUGAS MAKALAH korosi pada boiler.docx

    19/20

    BAB IV

    PENUTUP

    3.1. Kesimpulan

    Korosi adalah proses perusakan pada permukaan logam yang disebabkan oleh terjadinyareaksi kimia (reaksi elektro kimia) pada permukaan logam.

    Factor yang menyebabkan timbulnya percepatan korosi antara lain : uap air, oksigen, larutan

    garam, permukaan logam yang tidak rata.

    Proses perkaratan pada besi adalah reaksi elektro kimia ( redoks ) yaitu :

    Fe + O2 + 2H+ Fe2+ + H2OReaksi setengah redoksnya :

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

    Anodik : Fe Fe2+ + 2e- = + 0,44 voltFe + O2 + 2H+ Fe2+ + H2O

    Bentuk-bentuk korosi yang umum ditemukan pada korosi logam dilingkungan laut antara

    lain korosi merata, korosi setempat, korosi setempat, korosi galvanic, korosi sumuran, korosicelah, korosi erosi, impingement attack, perusakan cavitasi.

    Cara pencegahan korosi antara lain dengan cara pelapisan,cara pelapisan katodik,perancangan, anoda karbon, pelumuran dengan oli atau gemuk, pembalutan dengan plastik.

  • 8/10/2019 TUGAS MAKALAH korosi pada boiler.docx

    20/20

    DAFTAR PUSTAKA

    Akhadi,Mukhlis. 2006. Dari Wikipedia Indonesia, ensiklopedia bebas berbahasa Indonesia

    Chandler,K.A. 1985. Marine and Offshone Corrosion. Batter Work

    Hermawan, Beni. 2007. Darihttp://www.chem-is-try.org/artikel_kimiaIsmunandar, 2008. Darihttp://www2.kompas.com

    Oxtoby,David W. 2001. Prinsip-Prinsip Kimia Modern. Jakarta: Erlangga

    Sudarmo, Unggul. 2006. KIMIA SMA. Jakarta: Erlanggahttp://www.cosmoeng.co.jp

    http://www.diveholidayisle.com

    http://www.chem-is-try.org/artikel_kimiahttp://www2.kompas.com/http://www2.kompas.com/http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia