BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.6. Korosi dan Pencegahannya
Dimana:
P : Gaya tekan (gr)
L : Panjang diagonal tapak tekan yang panjang (micron)
Mengingat bentuk identornya maka Knoop akan menghasilkan identasi yang sangat dangkal (dibandingkan dengan Vickers), sehingga sangat cocok untuk pengujian kekerasan yang sangat tipis dan getas.
2.6 Korosi Dan Pencegahannya
Korosi dapat didefinisikan sebagai perusakan suatu material (terutama logam karena bereaksi dengan lingkungannya). Karena bereaksi dengan lingkungannya ini sebagaian logam akan menjadi oksida, sulfida atau menjadi reaksi yang lain yang dapat dianggap sebagai peristiwa kembalinnya logam menuju bentuknya sebagaimana terdapat di alam. Dan ini merupakan kebalikan dari proses extractive metallurgy, yang memurnikan logam dari senyawanya. Dalam hal ini korosi mengakibatkan kerugian akibat hilangnya sebagaian hasil usaha manusia memurnikan logam.
2.6.1 Pencegahan korosi
Penanggulangan masalah korosi harus sudah dimulai sejak suatu produk atau peralatan masih dalam perancangan. Ada beberapa prinsip yang dapat dijadikan pedoman dalam usaha pencegahan korosi antara lain:
1. Pemilihan bahan yang tepat.
Bahan-bahan yang bisa digunakan untuk menanggulangi korosi antara lain: Stainless stell-nitrid acid, Monel-hydrofluoric acid,
Aluminium-22 atmospheric exposure, Titanium-hot storng oxydising solutions dan Stell-concetrate sulfuric acid.
Kombinasi diatas bukanlah kombinasi yang mutlak, tetapi dapat digunakan sebagai pilihan pertama, untuk kemudian dicoba mencari logam atau panduan lain yang mungkin lebih murah bila kondisi elektrolit masih memungkinkan.
2. Merubah kondisi lingkungan
Ada beberapa hal yang dapat dilakukan untuk menurunkan tingkat korosi dengan merubah kondisi lingkungan yaitu:
a. Menurunkan temperatur
b. Menurunkan kecepatan aliran elektrolit.
c. Menghilangkan oksigen/oksidier terlarut, bisanya efektif sekali menurunkan laju korosi.
d. Menurunkan konsentrasi, memang seringkali efektif. Tetapi juga hrus diperhitungkan bahwa untuk logam/panduan yang memiliki passivity, ia akan menjadi pasif pada tingkat konsentrasi yang cukup tinggi, sehingga kadang-kadang menurunkan konsentrasi jusrtu akan menaikkan korosinya.
3. Desain yang tepat.
Ada beberapa petunjuk yang perlu diperhatikan dalam melakukan perancangan antara lain:
a. Untuk konstruksi tangki hindari adanya celah-celah sempit pada sambungan-sambungan.
23 b. Harus dirancang lubang pembuangan/pembersihan. Dan hindari adanya
kantong yang memungkinkan adanya sisa cairan yang sulit dibersihkan. c. Bagian-bagian yang mudah rusak harus mudah penggantiannya.
d. Hidari adanya bagian yang menghasilkan tegangan tinggi.
e. Bila terpaksa memakai logam/panduan dengan electrochemichal potential yang berbeda, beri isolasi yang cukup antara keduanya.
f. Pada konstruksi pipa hindari adanya belokkan yang terlalu tajam. g. Hindari adanya kantong udaara pada tangki.
4. Cathodic protection.
Dapat dilaksanakan dengan mengalirkan electron ke logam yang akan dilindungi.pada reaksi korosi di anode akan terjadi reaksi yang menghasilkan electron, dan bila electron ini dialirkan keluar dari anode ke katode maka reaksinya berlanjut terus. Tetapi bila pada anode di berikan electron maka reaksinya akan berhenti.
5. Anodic protection
Merupakan kebalikan dari cathodic protection, arus listrik hasil reaksi korosi bukan dilawan tetapi justru diperbesar, sehingga kekuatan arus itu mencapai daerah pasif, reaksi korosi terhenti. Memang proteksi semacam ini hanya dapat dilakukan untuk bahan yang bersifat passivity, tetapi karena kebetulan logam yang paling banyak dipakai adalah baja termasuk yang memiliki passivity maka keterbatasan itu tidaklah merugikan.
6. Surface coating.
Yaitu memberi lapisan pelindung pada permukaan logam dengan logam, dengan oksida atau dengan senyawa organik. Metallic coating dapat dilakukan dengan hot dipping, electroplating dan metal spraying, cladding.
24 2.6.2 Mekanisme dan bentuk – bentuk macam korosi
Menurut jenis reaksi korosinya dapat digolongkan sebagai chemical corosion dan electrochemical corrosion. Chemical corrosion yaitu korosi yang terjadi dengan reaksi kimia secara murni, yang terjadi tanpa ikut sertanya elektrolit. Ini biasanya terjadi pada temperatur tinggi atau dalam keadaan kering, seperti misalnya pada korosi pada katubbahan bakar.electrochemical corrosion terjadi bila reaksinya berlangsung dengana suatu elektrolit, cairan yang mengandung ion-ion. Reaksi ini berlangsung dengan adanya air/uap air.reaksi ini semacam inilah yang paling banyak terjadi pada reaksi korosi.
Bila sepotong logam dicelupkan kedalam larutan elektrolit maka beberapa atom logam akan larut kedalam elektrolit dengan melepaskan sebuah elektron. Reaksi oksida ini segera mencapai keseimbangan, yaitu bila laju pembentukan ion logam + electron sama dengan laju pembentukan logam dari larutan. Pada keadaan ini potogan logam itu kelebihan sejumlah elektorn sehingga bermuatan listrik. Besarnya muatan listrik ini dinamakan electrode pontensial.
Dari logam itu, besarnya electode potensial ini tergantung pada chemical activity dari logamnya dan jenis elektrolitnya. Besarnya electrolide potential menyatakan besanya kecenderungan logam untuk larut/terkorosi dalam elektrolit tadi.
Mengukur besarnya electrode potential dari suatu electrode (logam) tidaklah mungkin, maka untuk mengukur besarnya electrode potential suatu logam dilakukan pengukuran besarnya beda potential antara logam itu dengan suatu electrode standart, biasanya hydrogen, dalam suatu electrolite tertentu.
25 Dalam hal ini hydrogen dianggap mempunyai electrode potential nol. Logam dengan electrode potential yang lebih negative berarti lebih mudah berkorosi, yang lebih positif lebih mulia tidak terkorosi.
Bila electron yang terkumpul pada potongan logam tadi dapat mengalir ke suatu tempat lain maka keseimbangan akan terganggu, dan reaksi akan berlanjut ke kanan yaitu semakin banyak atom logam yang larut menjadi ion logam dan makin banyak electron yang dislurkan ke tempat lain itu. Dalam hal ini logam tempat terjadinya reaksi oksidasi diatas akan berfungsi sebagai anoda, reaksi ini terjadi di anoda dinamakan reaksi anodic. Electron yang dihasilkan di anoda dialirkan ke tempat lain yaitu katoda, katoda ini berupa logam lain yang dihubungkan dengan potongan logam anoda, atau bagian lain dari potongan logam yang dicelupkan ke electroda tadi.
Pada katoda akan terjadi reaksi katodik yang akan mengkaonsumsi electron yang mengalir pada anode. Bila pada katode terjadi hydrogen evolution dan oxygen reduction maka jumlah yang dikonsumsi akan semakin banyak, makin banyak juga electron yang harus dihasilkan pada anode, berarti makin banyak atom logam menjadi ion, alju korosi akan menjadi tinggi.
Suatu korosi dapat belangsung bila ada bagian yang berfungsi sebagai anode (yang terkorosi) dan ada bagian lain yang berfungsi sebagai katode, yang berhubungan satu sama lain dinamakan galvanic cell. Galvanic cell ini terjadi karena perbedaan potential antara kedua bagian itu.
Compotition cell dapat terjadi antara dua logam yang berbeda, karena tiap logam memiliki elecktrode potential yang berbeda. Logam dengan electrode
26 potential yang lebih positif akan menjadi katode dan yang lebih negatif akan menjadi anode, lebih besar perbedaannya lebih besar juga laju korosi yang terjadi. Pada gambar diperlihatkan contoh korosi yang terjadi pada galvanic cell antara dua logam yang berbeda.
Penggunaan tabel untuk meramalkan korosi kadang-kadang kurang tepat, karena pengukuran dilakukan dengan menggunakan elektrolit menggunakan ion-ion masing, sedang proses korosi berlangsung pada kondisi yang berbeda. Untuk itu akan lebih mendekati bila dipakai label galvanis series, yang membandingkan anodhic/katodic antara dua logam yang dicelupkan dalam satu elektrolit yang sama.perbedaan potential juga dapat terjadi dalam satu logam/paduan. Ini dapat terjadi karena:
a. Adanya impurity pada struktur mikro.
b. Adanya perbedaan orientasi pada butir Kristal.
c. Adanya perbedaan komposisi dalam suatu butiran kristal. d. Adanya lebih dari satu fase.
Concetration cell yaitu sel galvanic yang terjadi karena salah satu bagian logam berada dalam suatu elektrolit dengan konsentrasi berbeda. Misalnya karena larutan elektrolit yang tidak homogen, atau adanya konsentrasi oksigen terlarut yang lebih tinggi di per5mukaan, atau adanya kotoran di permukaan logam yang menyerap air dll.
Stress cell terjadi karena adanya baigan yang mengalami tegangan yang berbeda dengan bagian lain. Misal akibat deformasi dingin, atau karena perlakuan panas. Bagian yang mengalami tegangan lebih besar akan menjadi anode, dan
27 akan terkorosi lebih hebat. Contohnya bisa dilihat dalam gambar yaitu batang yang ditekuk (mengalami tegangan pada bagian lekukan) dan sebuah paku (mengalami tegangan kepala dan ujungnya).
Dilihat dari bentuknya korosi dapat diklarifikasikan menjadi beberapa kelompok yaitu:
Uniform corrotion yaitu korosi yang terjadi pada seluruh permukaan logam/paduan yang bersentuhan dengan elektrolit, dengan intensitas sama. Korosi jenis ini yang paling banyak menghilangkan logam, tetapi justru yang paling tidak berbahaya, kareana kerusakn yang ditimbulkan sudah dapat diperhitungkan dan diantisipasi, juga mudah dideteksi. Ini adalah korosi yang sering dijumpai pada baja karbon oleh atmosfer dan lingkungan krosif lain.
Galvanic corrotion yaitu korosi yang terjadi pada seluruh permukaan logam/paduan yang bersentuhan dengan elektrolit, dalam keadaan ini logam yang kurang mulia (lebih anodic) akan terkorosi, bahkan lebih hebat dari pada bila ia tidak lagi bersama logam lain itu. Sedangkan logam yang lebih mulia (lebih katodik) malah akan terlindungi dari korosi.
Crevuce corrotion terjadi pada celah yang sempit. Pada celah terjadi concetration cell, sehingga terjadi korosi.
Intergranular corrotion korosi yang terjadi pada batas butir. Batas butir seringkali merupakan tempat mengumpulnya suatu presipitat, juga merupakan tempat yang paling tegang, karena tidak tertutup kemungkinan untuk terjadi korosi pada batas butir. Korosi ini juga sangat berbahaya, karena akan menurunkan ketangguhan dan sulit dideteksi, sehingga kerusaskan akan terjadi tanpa ddiketahui akan terjadinya korosi.
28 Selective leasing yaitu larutan salah astu komponen saja dari suatu paduan yang tersisa akan menjadi berpori dan tentunya kekuatannya akan banyak berkurang. Misal larutan seng dari suatu kuningan dinamakan decineification juga ada dealuminiumication dll.
Erotion corrotion yaitu korsi yang dipercepat oleh adanya erosi yang ditimbulkan oleh gerakan cairan. Ini terjadi misalnya pada sudut-sudut pompa, pada pipa, terutama pada belokan-belokan dan sebagaian lain dimana ada kecepatan aliran yang tinggi atau turbulensi.
Stress corrotion yaitu korosi yang timbul sebagai akibat bekerjanya tegangan dan media korosif. Korosi ini menyebabkan terjadinya keretakan. Tegangan adalah tegangan tarik, dapat berupa tengangan sisa ataupun yang bekerja. Termasuk jenis korosi ini adalah season cracking pada kuningan juga korotion fatigue yang menyebabkan turunnya fatigue strenght karena adanya media korosif.
2.6.3 Faktor-faktor yang mempengaruhi korosi.
Reaksi sebenarnya merupakan interaksi dari suatu logam/panduan dengan lingkungannya, sehingga dicari faktor yang mempengaruhi korosif dapat dicari dengan meninjau logamnya sendiri dan lingkungannya.
Faktor-faktor ini antara lain:
a. Jenis dan konsentrasi elektrolit. Tidak semua elektrolit akan berpengaruh sama terhadap suatu logam/paduan. Demikian pula konsentrasi yang makin tinggi akan makin korosif.
29 b. Adanya oksigen terlarut dalam elektrolit, pada umumnya akan menaikan
laju korosi.
c. Temperatur yang tinggi pada umumnya juga menaikkan laju korosi.
d. Kecepatan aliran/gerakan elektrolit yang makin tinggi juga akan mempercepat kerusakan akibat korosi.
e. Jenis logam/panduan setiap logam atau panduan akan bereaksi secara berbeda terhadap suatu elektrolit yang sama. Disamping itu perlu diketahui bahwa ada ligam atau panduan tertentu justru menjadi pasif (tidak bereaksi) bila kekuatan elektrolit melampaui batas tertentu.
f. Adanya galvanic cell.
g. Adanya tenganggan tarik, baik teganggan sisa atau teganggan kerja.
Sebenarnya peristiwa korosi sangat kompleks, masih banyak faktor-faktor lain yang harus diperhitungkan. Untuk mepelajari dan mengatasi korosi ini diperlukan berbagai bidang ilmu pengetahuan, bukan saja ilmu kimia dan metallurgy, tetapi bidang-bidang yang lain, seperti bidang desain, teknik pembentukan dan lain-lain.
30