PENGARUH RASIO LUAS PERMUKAAN BESITEMBAGA TERHADAP LAJU KOROSI BESI

(1)

PENGARUH RASIO LUAS PERMUKAAN BESI/TEMBAGA TERHADAP

LAJU KOROSI BESI

Dody Prayitno1)_{, Asymar FF}2) 1,2)_{Tenik mesin Universitas Trisakti}

Dodyprayitno@trisakti.ac.id

Abstrak

Serbuk tembaga dapat digunakan untuk menutup (make-up) cacat blow holepada besi tuang kelabu(BTK) sebeleum dilakukan pengecatan. Kehadairan tembaga didalam besi tuang kelabu dapat menyebabkan terjadinya korosi galvanik. Tujuan penelitian untuk mengetahui pengaruh kehadiran tembaga pada laju korosi besi tuang kelabu. Metode penelitian menggunakan metode kehilangan berat. Sampel direndam di larutan NaCl 10 N selama 1008 jam. Berat sampel sebelum dan sesudah direndam dicatat. Hasil penelitian memperlihatkan bahwa kehadiran logam tembaga sebagai bahan make-up

meningkatkan laju korosi besi tuang kelabu. Peningkatan rasio antara luas permukaan tembaga dengan besi tuang kelabu akan menambah laju korosi besi tuang kelabu.

Kata kunci:rasio, galvanik, cacat tuangan

Pendahuluan

Tujuan penelitian untuk mengetahui pengaruh logam tembaga sebagai materialpenutup cacat (material make-up) terhadap laju korosi besi tuang kelabu. Cylinder liner yang merupakan material besi tuang kelabu digunakan sebagai sampel. Larutan elektrolit yang digunakan adalah NaCl 10 N. Pengujian korosi dilakukan dengan merendam sampel selama 1008 jam. Sampel sebelum dan sesudah perendaman ditimbang. Laju korosi dihitung dengan menggunakan rumus yang ada.

Studi pustaka

Serbuk tembaga dapat digunakan sebagai material penutup cacat (materialmake up) pada besi tuang kelabu dan baja dengan tujuan memperbaiki penampilan.Proses pemakaian serbuk tembaga sebagai penutup cacat tuang pada besi tuang seperti berikut ini. Pertama-tama serbuk tembaga dimasukkan ke dalam lubang cacat. Serbuk tembaga kemudian di tumbuk-tumbuk, lalu dimasukkan kedalam dapaur pemanas. Sampel dipanaskan pada suhu 800 o_{C selamat 0.5- 30 menit.Sampel kemudian didinginkan ke suhu ruang.Proses} make-upselesai.(Dody, et al 2011).

(2)

Metode penelitian

Diagram alir penelitian diperlihatkan pada gambar 1.Sampel besi tuang kelabu (Cylinder liner) dipotong. Setiap potongan sample berbentuk persegi panjang. Sampel-sampel dikalsifikasikan menjadi 2 grup. Grup I adalah grupSampel Initial. Grup II diberi kode sampel inital + tembaga. Sampel grup II dibor (diameter 2 mm) pada dua lokasi (Gambar 2). Kedua lubang dianggap sebagai cacat tuangan (blow hole). Serbuk tembaga kemudian dimasukkan ke dalam cacat kemudian di tumbuk. Sampel kemudian dipanaskan pada suhu 900 o_{C selama 10 menit. Sampel kemudian didinginkan pada suhu ruang.Sampel} kemudian di uji korosi.

Mulai

Cylinder liner

(Besi Tuang Kelabu)

Dipotong

Sampel

Sampel initial “Sampel initial + Tembaga

Lubang di tutup dengan serbuk tembaga

Dipanaskan 900oC selama 10 menit”,

Didinginkan

Uji korosi

Data – data

Dianalisa

Kesimpulan

Selesai

Gambar 1 Diagram Alir Penelitian.

Seluruh sampel grup I dan II kemudian di uji korosi dengan metode kehilangan berat. Sampel di rendam di dalam larutan HCl 10 N selama 1008 jam. Sampel ditimbang baik sebelum maupun sesudah direndam. Laju korosi dihitung dengan memakai persamaan [1] (Callister . 2001)

[1]

Dimana CPR = Laju korosi (mm/tahun); W = Berat yang hilang (mg); ρ = berat jenis (gram/cm3_{); A = Luas permukaan terekspos (cm}2_{); t = waktu rendam (jam)}

Hasil dan Pembahasan

(3)

Pengaruh waktu rendam terhadap laju korosi.

Gambar 2 memperlihatkan bahwa laju korosi sampel Inital (Besi Tuang Kelabu) adalah tetap yaitu 3.1 mm/tahun, walaupun waktu perendamannya bertambah dari 168 jam menjadi 1008 jam.

0 200 400 600 800 1000 1200

La

Gambar 2. Pengaruh waktu rendam terhadap laju korosi

Pada gambar 3 juga terlihat laju korosi grup sampel (initial + tembaga). Kehadiran tembaga (sebagai materialmake up) menyebabkan laju korosi BTK pada masa rendam 168 jam meningkat dari 3.1 mm/tahun hingga mencapai 7.2 mm/tahun. Korosi yang terjadi adalah korosi galvanik, dimana tembaga sebagai katoda dan besi tuang kelabu sebagai anoda. Penambahan waktu rendaman dari 168 jam ke 678 jam menyebabkan laju korosi sampel (intial + tembaga) menurun secara drastis dari 7.2 mm/tahun menjadi 4.1 mm/tahun. Penurunan dikarenakan kontak antara tembaga dengan besi tuang kelabu berkurang, sehingga aliran elektron dari besi tuang kelabu ke tembaga berkurang. Penambahan waktu rendam selanjutnya dari 678 jam ke 1008 jam masih menyebabkan laju korosi grup sampel (intitial+tembaga)dari 4.1 mm/tahun menjadi 3.0 mm/tahun. Laju laju korosi sampel (initial + tembaga) sebesar 3.0 mm/tahun adalah sama dengan laju korosi sampel Initial. Penelitian ini membuktikan bahwa setelah waktu rendaman mencapai 1008 jam , tidak terjadi lagi kontak antara tembaga dengan besi tuang kelabu. Kehadiran tembaga tidak berpengaruh kepada laju korosi Besi Tuang Kelabu atau dengan kata lain korosi galvanik tidak terjadi lagi setelah waktu perencaman 1008 jam tercapai. Persamaan matematika bagi perubahan laju korosi bagi sampel (initial + tembaga) atau dikenal juga sebagai besi tuang kelabu yang di make up dengan tembagaterhadap penambahan waktu rendam adalah sebagai berikut:

[2] Dimana y = laju korosi (mm/tahun); x = waktu perendaman (jam)

Efek rasio luas permukaan antara Tembaga dengan Besi Tuang Kelabu

(4)

kelabu (BTK) adalah luas permukaan BTK dikurang luas permukaan tembaga. Perbandingan luas permukaan tembaga dengan luas permukaan BTK adalah luas permukaan tembaga dibagi luas permukaan BTK.

Tabel 1. Perbandingan luas permukaan (tembaga/BTK) pada grup sampel Initial

0=168 135 149 142 149 154 161

Perbandingan

Gambar 3. Luas permukaan real (a) Ilustrasi maksud dari Luas permukaan BTK dan Tembaga (b)

Tabel 2 Perbandingan luas permukaan (tembaga/BTK) pada grup sampel (initial+ tembaga)

210 189 196 203 189 196 182

(5)

Luas permukaan BTK (mm2₎

210 - 6.3 =-203.7 182,7 189,7 196,7 182,7 189,7 175,7

Perbandinga n luas permukaan (Cu/BTK) (mm2_/mm2₎

6.3/203.7 =

0.031 0,034 0,033 0,032 0,034 0,033 0,036

Gambar 4. Efek rasio luas permukaan (tembaga/besi tuang kelabu ) pada perendaman selama 168 jam.

Gambar 4 memperlihatkan pengaruh perbandingan luas permukaan tembaga dengan besi tuang kelabu(BTK) terhadap laju korosi besi tuang kelabu (BTK). Korosi yang terjadi adalah korosi galvanik. Tembaga sebagai katoda dan besi tuang kelabu sebagai anoda. Oleh karena itu efek rasio luas permukaan tembaga/besi tuang kelabu dapat juga disebut perbandingan luas permukaan katoda/anoda. Lama perendaman adalah 108 jam.

Perbandingan ratio katoda/anoda sama dengan nol, menunjukkan bahwa pada sampel tidak ada logam tembaga (katoda) atau tidak terjadi korosi galvanik. Laju korosi besi tuang kelabu pada ratio luas permukaan (katoda/anoda) rata-rata nol adalah 3.1 mm/tahun. Penambahan ratio luas permukaan tembaga/besi tuang kelalbu (katoda/anoda) akan meningkatkan laju korosi. Laju korosi pada ratio luas permukaan (katoda/anoda) 0.033 adalah 7.2 mm/tahun.

Kesimpulan

Kessimpulan dari penelitian ini sebagai berikut :

1. Kehadiran tembaga sebagai material make-up untuk menutup cacat tuang pada besi tuang kelabu akan meningkatkan laju korosi besi tuang kelabu.

2. Peningkatan nilai perbandingan luar permukaan (tembaga/besi tuang kelabu) akan meningkatkan laju korosi.

Daftar pustaka

Dody Prayitno, Christina Eni,” Laju Korosi Baja Yang Di Make-Up Dengan Serbuk Tembaga”.

(6)

Mars G Fontana,“ Corrosion Engineering” International Student Edition, third edition, McGraw-Hill, 1986