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


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


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.


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


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


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.


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


8/20

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


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


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 :


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


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


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


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.


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/


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.


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/


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


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.


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 :


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.


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

TUGAS MAKALAH korosi pada boiler.docx

Documents

Transcript of TUGAS MAKALAH korosi pada boiler.docx