55 BAB II BAB II DASAR TEORI DASAR TEORI 2.
2.11 AAlalat Pt Peennukukar ar KKalaloorr Alat penuka
Alat penukar kalor ar kalor adalah suadalah suatu tu alat yang alat yang eungk!nkan eungk!nkan perp!ndahanperp!ndahan panas dan "!s
panas dan "!sa "er#ungs! se"aa "er#ungs! se"aga! peanas ga! peanas aupun se"aga! aupun se"aga! pend!ng!n. B!asapend!ng!n. B!asanya$nya$ ed!u pean
ed!u peanas d!paka! as d!paka! uap uap le%at panas le%at panas &super heated &super heated stea' dan stea' dan a!r "!asaa!r "!asa se"aga! a
se"aga! a!r pend!ng!n !r pend!ng!n &(ool!ng &(ool!ng %ater'. Penuk%ater'. Penukar panas ar panas d!ran(ang d!ran(ang se"!sa se"!sa ungk!nungk!n agar perp!ndahan panas antar #lu!da
agar perp!ndahan panas antar #lu!da dapat "erlangsung se(ara e#!s!en. Pertukarandapat "erlangsung se(ara e#!s!en. Pertukaran panas ter)ad! kare
panas ter)ad! karena adanya kona adanya kontak$ "a!k ntak$ "a!k antara #lu!da terdapaantara #lu!da terdapat d!nd!ng t d!nd!ng yangyang e!sahkanny
e!sahkannya aupun a aupun keduanya "er(apur langsung "eg!tu sa)a.keduanya "er(apur langsung "eg!tu sa)a. Perp!ndahan panas pada alat penukar kalor
Perp!ndahan panas pada alat penukar kalor "!asanya el!"atkan kon*eks!"!asanya el!"atkan kon*eks! as!ng+as!ng
as!ng+as!ng #lu!da d#lu!da dan koan konduks! nduks! sepan)ang sepan)ang d!nd!ng d!nd!ng yang yang e!sahkan e!sahkan keduakedua #lu!da. ,a)u
#lu!da. ,a)u perp!ndahan panperp!ndahan panas antara kedua #lu!da pada aas antara kedua #lu!da pada alat penukar kalorlat penukar kalor "ergantung
"ergantung pada "esarnypada "esarnya per"edaan tea per"edaan teperatur pada lokaperatur pada lokas! terse"ut$ d!anas! terse"ut$ d!ana "er*ar!as! sepan
"er*ar!as! sepan)ang alat penuka)ang alat penukar kalor.r kalor. Berdasarkan konta
Berdasarkan kontak dengan #lu!da$ alat penukk dengan #lu!da$ alat penukar kalor terse"ut ar kalor terse"ut dapatdapat d!"edakan en)ad! dua a(a$ antara la!n
d!"edakan en)ad! dua a(a$ antara la!n -a.
a. AlaAlat t penpenukaukar r kalkalor or konkontak tak lanlangsugsung ng PadPada a alaalat t !n! !n! #lu#lu!da !da yayang ng panpanas as akakanan "er(apur se(
"er(apur se(ara langsung ara langsung dengan #lu!da d!ndengan #lu!da d!ng!n &tanpa adanyg!n &tanpa adanya pe!sah'a pe!sah' dala suatu "e)ana atau
dala suatu "e)ana atau ruangan. Salah satu (ontohnya adalah deaerator.ruangan. Salah satu (ontohnya adalah deaerator. ".
". Alat penukar kaAlat penukar kalor kontak lor kontak tak langsung tak langsung Pada alat Pada alat !n! #lu!da panas t!da!n! #lu!da panas t!dak k "erhu"ungan
"erhu"ungan langsung &!nd!re(t (olangsung &!nd!re(t (onta(t' dengan #lu!da nta(t' dengan #lu!da d!ng!n. ad! prosed!ng!n. ad! prosess perp!ndahan p
perp!ndahan panasnya !tu anasnya !tu epunya! edepunya! ed!a perantara$ sepe!a perantara$ sepert! p!pa$ plat$rt! p!pa$ plat$ atau peralatan )en!s l
atau peralatan )en!s la!nnya. Salah satu (ontohnya adalah kondensor.a!nnya. Salah satu (ontohnya adalah kondensor.
Berdasarkan t!pe al!ran d! dala alat penukar panas !n!$ ada / a(a al!ran ya!tu Berdasarkan t!pe al!ran d! dala alat penukar panas !n!$ ada / a(a al!ran ya!tu
-1.
1. 0oun0ounter ter (urre(urrent #lont #lo% &a% &al!ran l!ran "erla"erla%ana%anan an arah'rah' 2.
2. Paralel #lo%(o (urrent #lo% &al!ran searah'Paralel #lo%(o (urrent #lo% &al!ran searah' .
. 0ross #lo% &al!ran s!lang'0ross #lo% &al!ran s!lang' /.
33
Sela!n !tu$ alat penukar kalor !n! )uga e!l!k! /
Sela!n !tu$ alat penukar kalor !n! )uga e!l!k! / )en!s antara la!n -)en!s antara la!n -1.
1. TTu"u"ulular 4ear 4eat Eat E(h(hanangegerr 2.
2. PlPlatate 4e 4eaeat Et E((hahangngerer .
. SheShell all and Tnd Tu"u"e 4ee 4eat Eat E(h(hangangerer
4.
4. a(keted 6essel 718a(keted 6essel 718
22..22 KKoonnddeennssoorr Kondensor
Kondensor adalah sadalah suatu uatu alat yang alat yang eungk!nkan eungk!nkan perp!ndahan perp!ndahan panas dapanas dann "!sa "er#ungs! se
"!sa "er#ungs! se"aga! peana"aga! peanas aupun se"as aupun se"aga! pend!ng!n. B!aga! pend!ng!n. B!asanya$ ed!usanya$ ed!u peanas d!pa
peanas d!paka! uap ka! uap le%at panas &suple%at panas &super heated steaer heated stea' dan a!r "!asa se"' dan a!r "!asa se"aga! a!raga! a!r pend!ng!n &(ool!ng
pend!ng!n &(ool!ng %ater'.%ater'. PenukarPenukar panaspanas d!ran(ang d!ran(ang se"!sase"!sa ungk!nungk!n agaragar perp!ndahan pa
perp!ndahan panas antar #lu!da danas antar #lu!da dapat "erlangsung spat "erlangsung se(ara e#!s!en. Pee(ara e#!s!en. Pertukaran panasrtukaran panas tteerr))aadd!! kkaarreennaa aaddaannyyaa kkoonnttaakk$$ ""aa!!k k aannttaarraa ##lluu!!ddaa tteerrddaappaat t dd!!nndd!!nng g yyaanngg e!sahkann
e!sahkannya ya aupun aupun keduanya keduanya "er(apur langsung "er(apur langsung "eg!tu "eg!tu sa)a. sa)a. Pada Pada PT.PT. S!eens Indones!a$ kondensor d!gunakan pada se"uah s!ste tertutup.
S!eens Indones!a$ kondensor d!gunakan pada se"uah s!ste tertutup. S!steS!ste tertutup !n! dapat d!l!hat pada 9a"ar 2.1.
tertutup !n! dapat d!l!hat pada 9a"ar 2.1.
9a"ar 2.1 S!ste tertutup PT. S!eens Indones!a. 9a"ar 2.1 S!ste tertutup PT. S!eens Indones!a.
PPaaddaa ss!!ssttee tteerrttuuttuupp dd!! 99aa""aarr 22..11$$ kkoonnddeennssoorr ""eerrgguunnaa uunnttuuk k
::
"ersentuhan lan
"ersentuhan langsung gsung dengan p!pa+p!pa dengan p!pa+p!pa yang yang d! dalanya d!ad! dalanya d!al!r! oleh a!r l!r! oleh a!r pend!ng!n.
pend!ng!n. A!r pend!ng!n A!r pend!ng!n yang d!gunakayang d!gunakan "erasal dar! a!r ,an "erasal dar! a!r ,aut a%a. ut a%a. A!r lautA!r laut d!"ers!hkan dengan s!ste pe"ers!h a!r d!ng!n &2;' dan
d!"ers!hkan dengan s!ste pe"ers!h a!r d!ng!n &2;' dan d!s!rkulas! olehd!s!rkulas! oleh popa+popa a!r d!n
popa+popa a!r d!ng!n &21' enu)u kondg!n &21' enu)u kondensor se"elu ensor se"elu ke"al! lag! ke lautke"al! lag! ke laut elalu! saluran a!r &2'.
elalu! saluran a!r &2'. <ap setelah kondensas! keud!an engal!r ele%at!<ap setelah kondensas! keud!an engal!r ele%at! "e"erapa pea
"e"erapa peanas a%al &13' dan nas a%al &13' dan d!"a%a dengad!"a%a dengan popa a!r upan popa a!r upan &1='n &1=' ele%at! peanas a%al le"!h lan)ut enu)u
ele%at! peanas a%al le"!h lan)ut enu)u generator uap 7>8.generator uap 7>8. Ko
Konndedennsosorr yyanang g d!d!ggununaakakan n d! d! PTPT.. S!S!eeeens ns InInddononeses!a!a eerurupapakakan n )e)en!n!ss kondensor hor!?ontal sepert! pada 9a"ar 2.2.
kondensor hor!?ontal sepert! pada 9a"ar 2.2.
9a"ar 2.2 Kondensor hor!?ontal 728. 9a"ar 2.2 Kondensor hor!?ontal 728.
2.
2. <n<nsusur+r+ununsusur K!r K!!!a ,a ,ogogaa <nsur+unsu
<nsur+unsur d!dapatkan dala r d!dapatkan dala "er"aga! %u)ud dan dapat "er"aga! %u)ud dan dapat "erupa ato$ !on$"erupa ato$ !on$ serta senya%a.
serta senya%a. Suatu unsur dapat eSuatu unsur dapat e!l!k! "e"erapa !sotop denga!l!k! "e"erapa !sotop dengan noor aton noor ato yang saa. B!la unsur+unsur d!kelopokkan atas dasar ke!r!pan s!#at$ "a!k s!#at yang saa. B!la unsur+unsur d!kelopokkan atas dasar ke!r!pan s!#at$ "a!k s!#at ato aupun senya%anya$ d!has!lkanlah s!ste per!od!k. S!ste
ato aupun senya%anya$ d!has!lkanlah s!ste per!od!k. S!ste per!od!k unsurper!od!k unsur tel
telah ah eea!na!nkan kan perperan an yayang ng sansangagatt pent!npent!ng g daldala a penpeneueuan an ?at ?at "ar"aru$ u$ sesertarta klas!#!kas! dan pengaturan has!l
klas!#!kas! dan pengaturan has!l akuulas! pengetahuan k!!a. S!ste per!od!kakuulas! pengetahuan k!!a. S!ste per!od!k erupakan
erupakan ta"el terpenta"el terpent!ng t!ng dala k!!a dala k!!a dan edan eegang egang peran kun(peran kun(! dala! dala perke"angan s
=
,oga &"ahasa @unan!- etallon' adalah se"uah unsur k!!a yang s!ap e"entuk !on &kat!on' dan e!l!k! !katan loga$ dan d!katakan "ah%a !a !r!p dengan kat!on d! a%an elektron. etal adalah salah satu dar! t!ga kelopok unsur yang d!"edakan oleh s!#at !on!sas! dan !katan$ "ersaa dengan etalo!d dan nonloga. Dala ta"el per!od!k$ gar!s d!agonal d!ga"ar dar! "oron &B'
ke polon!u &Po' e"edakan loga dar! non loga. <nsur dala gar!s !n!
adalah etalo!d$ terkadang d!se"ut se!+loga unsur d! k!r! "a%ah adalah loga unsur ke kanan atas adalah non loga. Con loga le"!h "anyak terdapat d! ala dar!pada loga$ tetap! loga "anyak terdapat dala ta"el per!od!k. Be"erapa loga terkenal adalah aluun!u$ te"aga$ eas$ "es!$ t!ah$ perak$ t!tan!u$ uran!u$ dan ?!n(.
,oga "!asanya (enderung untuk e"entuk kat!on dengan engh!langkan elektronnya$ keud!an "ereaks! dengan oks!gen d! udara untuk e"entuk oks!da "asa.
0ontohnya-/ Ca O 1D O &natr!u oks!da'2 2 2 0a O FD2CDO6,GPRC6,9D2 / Al O HO O &alu!n!u oks!da'2 2
,oga+loga trans!s! sepert! "es!$ te"aga$ seng$ dan n!kel$ e"utuhkan %aktu le"!h laa untuk teroks!das!. ,a!nnya$ sepert! pallad!u$ plat!nu dan eas$ t!dak "ereaks! dengan udara saa sekal!. Be"erapa loga sepert! aluun!u$
agnes!u$ "e"erapa a(a "a)a$ dan t!tan!u e!l!k! sea(a pel!ndung d! "ag!an pal!ng luarnya$ seh!ngga t!dak dapar d!asuk! oleh olekul oks!gen. Proses penge(atan$ anod!sas! atau plat!ng pada loga "!asanya erupakan langkah+langkah ter"a!k untuk en(egah koros!.
,oga pada uunya epunya! angka yang t!ngg! dala kondukt!*!tas l!str!k$ kondukt!*!tas teral$ s!#at luster dan assa )en!s. ,oga yang epunya! assa )en!s$ t!ngkat kekerasan$ dan t!t!k le"ur yang rendah &(ontohnya loga alkal! dan loga alkal! tanah' "!asanya "ers!#at sangat reakt!#. ulah elektron "e"as yang t!ngg! d! segala "entuk loga padat enye"a"kan loga t!dak pernah
>
Paduan loga erupakan pen(apuran dar! dua )en!s loga atau le"!h untuk endapatkan s!#at #!s!k$ ekan!k$ l!str!k dan *!sual yang le"!h "a!k. 0ontoh paduan loga yang populer adalah "a)a tahan karat yang erupakan pen(apuran dar! "es! &Je' dengan Kro &0r' 7/8.
2./ Ba)a
Ba)a adalah "es! kar"on (apuran loga yang dapat "er!s! konsentras! dar! eleen (apuran la!nnya$ ada r!"uan (apuran loga la!nnya yang epunya! perlakuan "ahan dan kopos!s! "er"eda. S!#at ekan!s pada "a)a "ergantung
kepada kandungan kar"on$ d!ana se(ara noral kandungan kar"onnya kurang dar! 1$;. Se"ag!an dar! "a)a uunya d!golongkan enurut konsentras! kar"onnya$ ya!tu )en!s kar"on rendah$ kar"on sedang dan kar"on t!ngg! 758.
Ba)a erupakan "ahan dasar *!tal untuk !ndustr!. Seua segen keh!dupan$ ula! dar! peralatan dapur$ transportas!$ generator pe"angk!t l!str!k$ sapa!
kerangka gedung dan )e"atan enggunakan "a)a. Bes! "a)a enduduk! per!ngkat pertaa d! antara "arang ta"ang loga dan produknya el!ngkup!
hap!r >; dar! "arang "er"ahan loga 738. 2./.1 Proses Pe"uatan Ba)a
Bes! kasar d!produks! dengan enggunakan dapur "!)!h "es! &"last #urna(e' yang "er!s! kokas pada lap!san pal!ng "a%ah$ keud!an "atu kapur dan "!)!h "es!. Kokas ter"akar dan enghas!lkan gas 0O yang na!k ke atas sa"!l ereduks! oks!da "es!. Bes! yang telah tereduks! ele"ur dan terkupul d!"a%ah tanur en)ad! "es! kasar yang "!asanya engandung Kar"on &0'$ angan &n'$ S!l!(on &S!'$ C!kel &C!'$ Jos#or &P'$ dan Belerang &S'. Keud!an le"uran "es! d!p!ndahkan ke tungku la!n &(on*erter' dan d!e"uskan gas oks!gen untuk engurang! kandungan kar"on.
<ntuk engh!langkan ke"al! kandungan oks!gen dala "a)a (a!r$ d!ta"ahkan Al$ S!$ n. Proses !n! d!se"ut d!oks!das!. Setelah d!oks!das!$ "a)a (a!r d!al!rkan dala es!n (etakan kont!nu "erupa sla" atau d!(or dala
(etakan "erupa !ngot. Sla" dan !ngot !tu d!proses dengan penepaan panas$ roll!ng panas$ penepaan d!ng!n$ perlakuan panas$ pengerasan perukaan$
1;
dan la!n+la!n untuk d!"entuk en)ad! se"uah produk atau kerangka dasar dar! se"uah produk.
Ba)a erupakan paduan "es! &Je' dengan kar"on &0'$ d!ana kandungan kar"on t!dak le"!h dar! 2. Ba)a "anyak d!gunakan karena "a)a epunya! s!#at ekan!s le"!h "a!k dar! pada "es!$ s!#at "a)a pada uunya antara
la!n-a. Tangguh dan ulet. ". udah d!tepa.
(. udah d!proses.
d. S!#atnya dapat d!u"ah dengan engu"ah kar"on. e. S!#atnya dapat d!u"ah dengan perlakuan panas.
#. Kadar kar"on le"!h rendah d!"and!ng "es!. g. Banyak d!paka! untuk "er"aga! "ahan peralatan.
Lalaupun "a)a le"!h ser!ng d!gunakan$ naun "a)a epunya! keleahan ya!tu ketahanan terhadap koros!nya rendah. Ba)a dapat )uga d!padu$ "a!k dua unsur atau le"!h seh!ngga enghas!lkan s!#at la!n. 4as!l peaduannya antara
la!n-a. ,arutan padat atau sol!d solut!on &dapat eper"a!k! s!#at #!s!k atau k!!a'.
". Senya%a &le"!h keras dar! larutan padat$ dapat eper"a!k! s!#at ekan!k' 758.
2./.2 Klas!#!kas! Ba)a
Berdasarkan t!ngg! rendahnya prosentase kar"on d! dala "a)a$ "a)a dapat d!klas!#!kas!kan se"aga!
"er!kut-a. Ba)a Kar"on Rendah &lo% (ar"on steel'
Ba)a )en!s !n! epunya! kandungan kar"on d! "a%ah ;$25. Ba)a kar"on rendah t!dak erespon pada perlakuan panas &heat treatent' yang "ertu)uan untuk engu"ah struktur !kronya en)ad! artens!t. Penguatan
&strengthen!ng' dapat d!lakukan dengan perlakuan d!ng!n &(old %ork'. Struktur !kro "a)a kar"on rendah terd!r! dar! unsur pokok #er!t dan perl!t$ karena !tu "a)a !n! relat!# lunak dan leah tap! sangat "agus pada
11
kelenturannya dan kekerasannya serta "a)a )en!s !n! a(h!na"le dan keapulasan yang "a!k 7:8. Ba)a kar"on rendah ser!ng d!gunakan
pada-• Ba)a kar"on rendah yang engandung ;$;/ + ;$1; 0 untuk
d!)ad!kan "a)a+"a)a plat atau str!p.
• Ba)a kar"on rendah yang engandung ;$;5 0 d!gunakan untuk
keperluan "adan+"adan kendaraan.
• Ba)a kar"on rendah yang engandung ;$15 + ;$; 0 d!gunakan
untuk konstruks! )e"atan$ "angunan$ e"uat "aut atau d!)ad!kan "a)a konstruks!.
B!asanya kar"on )en!s !n! e!l!k! s!#at+s!#at ekan!k antara la!n e!l!k! kekuatan luluh 2:5 Pa &/;.;;; ps!'$ kekuatan aks!u antara /15 dan 55; Pa &3;.;;; sapa! =;.;;; ps!'$ dan kelenturan 25 E, &elongat!on' 758.
". Ba)a Kar"on Sedang &ed!u (ar"on steel'
Ba)a kar"on sedang e!l!k! kandungan kar"on antara ;$25 dan ;$3;. Ba)a )en!s !n! dapat d!"er! perlakuan panas austen!?!ng$ Muen(h!ng$ dan teper!ng untuk eper"a!k! s!#at+s!#at ekan!knya. Ba)a kar"on sedang e!l!k! keapukerasan yang rendah serta dapat "erhas!l d!"er! perlakuan panas hanya d! "ag!an+"ag!an yang sangat t!p!s dan dengan ras!o
Muen(h!ng yang sangat (epat. Pena"ahan kro!u$ n!kel dan oly"denu dapat eper"a!k! kapas!tas loga !n! untuk d!"er!kan perlakuan panas$ untuk ena!kkan kekuatan+kelenturannya yang "erdapak pada penurunan n!la! kekerasannya. Ba)a kar"on sedang !n! "!asa d!paka!
untuk roda dan rel kereta ap!$ gears$ (ranksha#ts$ dan "ag!an+"ag!an es!n la!nnya yang e"utuhkan ko"!nas! dar! kekuatan t!ngg!$ tahan aus dan keras 758.
(. Ba)a Kar"on T!ngg!
Ba)a kar"on t!ngg! "!asanya e!l!k! kandungan kar"on antara ;$3; dan 1$/;. Ba)a kar"on t!ngg! adalah adalah "a)a yang pal!ng keras dan kuat serta pal!ng rendah kelenturannya d! antara "a)a kar"on la!nnya 78. Ba)a !n! epunya! tegangan tar!k pal!ng t!ngg! dan "anyak d!gunakan untuk ater!al tools. Salah satu apl!kas! dar! "a)a !n! adalah pe"uatan ka%at "a)a
12
dan ka"el "a)a. Berdasarkan )ulah kar"on yang terkandung d! dala "a)a aka "a)a kar"on !n! "anyak d!gunakan dala pe"uatan pegas$ alat perkakas sepert! palu$ gerga)!$ atau pahat potong. Sela!n !tu "a)a )en!s !n! "anyak d!gunakan untuk keperluan !ndustr! la!n sepert! pe"uatan k!k!r$ p!sau (ukur$ ata gerga)! dan la!n se"aga!nya 738.
2.5 Pengaruh <nsur Paduan
Ba)a e!l!k! kandungan utaa Je dan 0$ keud!an d! ta"ahkan unsur paduan dengan )ulah tertentu. ulah unsur paduan sangat rendah "!asanya
sed!k!t epengaruh! s!#at ekan!k atau s!#at+s!#at khusus dar! "a)a terse"ut. Ba)a yang e!l!k! unsur paduan rendah dala penggunaanya tanpa epert!"angkan s!#at ekan!s atau s!#at khusus$ "a)a !n! d! kenal dengan "a)a kar"on "!asa atau ser!ng d! se"ut dengan pla!n (ar"on steel$ tetap! untuk en!ngkatkan s!#at+s!#at ekan!s dan s!#ats!#at khusus sesua! dengan yang d! !ng!nkan aka d! dala "a)a d! ta"ahakan unsur paduan dala persentase yang relat!# t!ngg!. Set!ap unsur paduan yang d! ta"ahkan e!l!k! pengaruh yang "er"eda dan pada pr!ns!pnya adalah eper"a!k! kekurangan dar! s!#at+s!#at yang
d! !l!k! oleh "a)a kar"on. Ber!kut adala pengaruhnya terhadap paduan "a)a -2.5.1 Kar"on &0'
,oga "a)a d!ta"ahkan dengan unsur kar"on akan en!ngkatkan kekerasan dan kekuatan elalu! perlakuan peanasan tap! pena"ahan kar"on dapat eperle"ar range n!la! kekerasan dan kekuatan "ahan. Sela!n !tu$ kar"on larut dala #er!t dan e"entuk seent!t$ perl!t dan "a!n!t$ eperudah dala proses peres!nan dan pengelasan 7:8.
2.5.2 S!l!kon &S!'
epunya! s!#at elast!s keuletannya t!ngg!. S!l!kon apu ena!kkan kekerasan dan elast!s!tas akan tetap! enurunkan kekutan tar!k dan keuletan dar! "a)a. Tap! pena"ahan s!l!(on yang "erle"!han akan enye"a"kan "a)a terse"ut udah retak. S!l!(on "erupa assa h!ta !r!p loga yang eleleh pada 1/1;N0 . <nsur !n! epunya! ke(enderungan yang kuat untuk "er!katan dengan oks!gen dan s!#at seratnya tahan ap!. 7:8
1
2.5. angan &n'
epunya! s!#at yang tahan terhadap gesekan dan tahan tekanan &!pa(t load'. <nsur !n! udah "eru"ah kekerasannya pada kond!s! teperatur yang t!dak tetap dan )uga d!gunakan untuk e"uat alloy angan te"aga yang "ers!#at #erroagnet!( Sela!n !tu angan "er#ungs! se"aga! bahan oks!d!ser &engurang! kadar O dala "a)a'$ enurunkan kerentanan hot shortness pada apl!kas! penger)aan panas. angan dapat larut$ e"entuk sol!d solut!on strength dan hardness. Dengan S e"entuk angan Sul#!da$ en!ngkatkan s!#at pees!nan &a(h!nea"!l!ty'. enurunkan s!#at apu las &%elda"!l!ty' dan keuletannya serta en!ngkatkan hardena"!l!ty "a)a 7=8.
2.5./ Pos#or &P'
Dengan pena"ahan sed!k!t unsur #os#or$ aks!u ;$;/ dapat e"antu en!ngkatkan kekuatan dan ketahanan koros!. Kehad!ran #os#or d! dala sta!nless steel austen!t!k dapat en!ngkatkan kekuatan. Pena"ahan #os#or )uga dapat en!ngkatkan kerentanan terhadap (ra(k saat pengelasan7=8. 2.5.5 Belerang &S'
Sul#ur d!aksudkan untuk eper"a!k! s!#at+s!#at apu es!n. Keuntungan sul#ur pada teperatur "!asa dapat e"er!kan ketahanan pada gesekan t!ngg! 7>8.
2.5.3 0hro!u &0r'
0hro!u dengan kar"on e"entuk kar"!da dapat ena"ah dan ena!kkan daya tahan koros! dan daya tahan terhadap oks!das! yang t!ngg! dan "erdapak keuletan paduannya "erkurang. Sela!n !tu$ dapat d!gunakan untuk en!ngkatkan apu las dan apu panas "a)a. Kekuatan tar!k$ ketangguhan serta ketahanan terhadap a"ras! )uga "!sa en!ngkat. B!sa )uga en!ngkatkan hardena"!l!ty ater!al )!ka en(apa! kandungan 5; 7=8.
1/
2.5.: C!kel &C!'
C!kel e"er! pengaruh saa sepert! n ya!tu enurunkan suhu kr!t!s dan ke(epatan pend!ng!nan kr!t!s. C! e"uat struktur "ut!ran en)ad! halus dan ena"ah keuletan. C!kel sangat pent!ng untuk kekuatan dan ketangguhan dala "a)a dengan (ara epengaruh! proses tran#oras! #asanya. !ka kandungan C! "anyak aka austen!t akan sta"!l h!ngga en(apa! teperatur kaar. Sela!n !tu n!kel )uga apu ena!kkan kekuatan$ ketangguhan dan en!ngkatkan ketahanan koros! 7=8.
2.5.= ol!"denu &o'
ol!"denu engurang! kerapuhan pada "a)a kar"on t!ngg!$ ensta"!lkan kar"!da serta eper"a!k! kekuatan "a)a en!ngkatkan keapukerasan "a)a$ enurunkan kerentanan terhadap teper e"r!ttleent &/;; 5;; 0'$ en!ngkatkan kekuatan tar!k pada teperatur ; t!ngg! dan kekuatan (reep 7=8.
2.5.> T!tan!u &T!'
T!tan!u adalah loga yang lunak$ tap! "!la d!padukan dengan n!kel dan kar"on akan le"!h kuat$ tahan aus$ tahan teperatur$ dan tahan koros! <nsur t!tan!u &T!' dapat "er#ungs! se"aga! deoks!d!ser dan pengontrolan dala pertu"uhan "ut!r 7=8.
2.5.1; Lol#raTungsten
Lol#ra dapat e"entuk kar"!da yang sta"!l dan yang keras$ enahan suhu peluasan dan enge"al!kan peru"ahan "entuk atau struktur se(ara perlahan+lahan Sela!n !tu$ %ol#ra )uga e"er!kan pen!ngkatan kekerasan$ enghas!lkan struktur yang halus$ dan en)aga pengaruh pelunakan selaa proses peneperan 7=8.
15
2.5.11 6anad!u &6'
Jungs! dar! *anad!u !n! antara la!n ena!kkan t!t!k luluh dan kekuatan$ e"entuk kar"!da yang kuat dan sta"!l. Dengan pena"ahan sed!k!t 6anad!u ena!kkan kekerasan pada teperatur t!ngg! dan engurang! pertu"uhan "ut!r. 6anad!un &6a' e"er!kan pengaruh pos!t# terhadap
kekuatan tar!k$ kekuatan dan kekerasan pada teperatur t!ngg! serta en!ngkatkan "atas ulur )uga. B!asanya d!gunakan untuk perkakas kontruks! yang akan ener!a tegangan t!ngg!7=8.
2.3 Ba)a Tahan Karat &Sta!nless Steel'
Ba)a tahan karat atau sta!nless steel adalah paduan "a)a yang terd!r! dar! !n!al 1;$5 0r. Be"erapa "a)a tahan karat engandung le"!h dar! ; 0r atau kurang dar! 5; Je. Keapuan tahan karat d!peroleh dar! ter"entuknya lap!san #!l oks!da kro!u$ d!ana lap!san oks!da !n! enghalang! lap!san oks!da "es! &Jeru'. <nsur+unsur la!n d!ta"ahkan untuk eper"a!k! s!#at+s!#atnya antara la!n d!ta"ahkan n!kel$ te"aga$ t!tan!u$ alu!n!u$ s!l!kon$ n!o"!u$ n!trogen$ sul#ur dan selen!u. Kar"on "!asanya d!"er!kan dengan "esar antara kurang dar! ;$; sapa! le"!h 1$; pada tahap artens!t.
Ba)a tahan karat "!asanya d!"ag! l!a )en!s$ ya!tu- "a)a tahan karat artens!t$ "a)a tahan karat #er!t!k$ "a)a tahan karat austen!t!($ "a)a tahan karat duple$ dan "a)a tahan karat pengerasan pres!p!tas!.
2.3.1 Ba)a Tahan Karat artens!t &artens!t!( Sta!nless Steels'
Ba)a tahan karat artens!t adalah paduan dar! kro!u dan kar"on yang e!l!k! peny!pangan struktur kr!stal "ody+(entered (u"!( &"((' atau artens!t ket!ka kond!s! d!keraskan. Ba)a tahan karat !n! #erroagnet!( dan dapat d!keraskan elalu! perlakuan+perlakuan panas serta "!asanya tahan koros! hanya pada kond!s! l!ngkungan yang se)uk. B!asanya "a)a tahan karat )en!s !n! engandung kro!u antara 1;$5 sapa! 1= dan kar"on le"!h
dar! 1$2. Kandungan kro!u dan kar"on se"and!ng agar east!kan strukturnya en)ad! artens!t setelah d!keraskan. Kele"!han kar"!da "erguna untuk ena"ahkan ketahanan aus atau en)aga kekuatan potong$
13
(ontohnya pada kasus ata p!sau. <nsur+unsur sepert! n!o"!u$ s!l!kon$
tungsten$ dan *anad!u "!sa d!ta"ahkan untuk eod!#!kas! respon teper!ng setelah d!keraskan. Sed!k!t n!kel "!sa d!ta"ahkan untuk eper"a!k! ketahanan koros! d! "e"erapa ed!a dan en!ngkatkan kekerasan. Sul#ur atau selen!u d!ta"ahkan untuk en!ngkatkan a(h!na"!l!ty 71;8.
2.3.2 Ba)a Tahan Karat Jer!t!k &Jer!t!( Sta!nless Steels'
Ba)a tahan karat #er!t!k adalah paduan yang engandung kro!u se"aga! unsur utaanya dengan struktur kr!stal "((. Kandungan kro!unya "!asanya antara 1;$5 + ; . Pada "e"erapa )en!s$ "a)a tahan karat )en!s !n!
dapat engandung oly"denu$ s!l!kon$ alu!n!u$ t!tan!u$ dan n!o"!u untuk eper"a!k! s!#at+s!#atnya. Sul#ur atau selen!u "!sa d!ta"ahkan$ (ontohnya pada )en!s austen!te$ untuk en!ngkatkan a(h!na"!l!ty. Paduan #er!t!k erupakan #erroagnet!(. Ba)a tahan karat )en!s !n! epunya! kelenturan dan keapuan d!"entuk yang sangat "a!k$ tap! kekuatan pada teperatur t!ngg! relat!# "uruk d!"and!ngkan dengan )en!s austen!te. Kekerasan dapat ter"atas pada teperatur rendah dan d! "ag!an yang "erat 71;8.
2.3. Ba)a Tahan Karat Austen!t!k &Austen!t!( Sta!nless Steels'
Ba)a tahan karat austen!t!k e!l!k! struktur #a(e+(entered (u"!( &#(('. Struktur !n! dapat enggunakan se(ara "e"as unsur+unsur penye"a" austen!t sepert! n!kel$ angan$ dan n!trogen. Ba)a !n! nonagnet!( d! kond!s! an!l dan dapat d!keraskan hanya dengan penger)aan d!ng!n &(old %ork!ng'. B!asanya e!l!k! s!#at+s!#at (ryogen!( dn kekuatan d! teperatur t!ngg! yang "a!k. Kandungan kro!u "!asanya "er*ar!as! antara 13 sape 23 n!kel$ "!sa en(apa! 5 dan angan$ "!sa sapa! 15. oly"denu$ te"aga$
s!l!kon$ alu!n!u$ t!tan!u$ dan n!o"!u dapat d!ta"ahkan untuk endapatkan s!#at+s!#at yang d!"utuhkan sepert! tahan akan oks!das!. Sul#ur atau selen!u dapat d!ta"ahkan untuk en!ngkatkan a(h!na"!l!ty 71;8.
1:
2.3./ Ba)a Tahan Karat Duple &Duple Sta!nless Steels'
Ba)a tahan karat duple e!l!k! perpaduan antara "(( #err!te dan #(( austen!te. <nsur utaa pada "a)a tahan karat )en!s !n! adalah kro!u dan n!kel$ tap! n!trogen$ oly"denu$ te"aga$ s!l!kon$ dan tungsten dapat
d!ta"ahkan untuk engontrol agar strukturnya se!"ang dan enguatkan ketahanan koros!nya.
Ketahanan koros! dar! "a)a tahan karat duple adalah sepert! "a)a tahan karat austen!t!k dengan kandungan paduan yang saa. esk!pun "eg!tu$ "a)a tahan karat duple e!l!k! kelenturan dan kekuatan luluh yang t!ngg! serta le"!h "a!k ketahanannya akan retak &(ra(k' yang d!se"a"kan tegangan+koros! d!"and!ngkan )en!s austen!t!k. C!la! kekerasan dar! "a)a tahan karat !n! d! antara "a)a tahan karat austen!t!k dan #er!t!k 71;8.
2.3.5 Ba)a Tahan Karat Pengerasan Pres!p!tas!
Ba)a tahan karat pengerasan pres!p!tas! adalah paduan kro!u+n!kel yang engandung unsur+unsur pengerasan pres!p!tas! sepert! te"aga$ alu!n!u$ atau t!tan!u. Ba)a tahan karat )en!s !n! dapat "eru"ah en)ad! austen!t!k atau artens!t!k pada kond!s! an!l. Ket!ka en)ad! austen!t!k d! kond!s! an!l$ ser!ng "ertrans#oras! en)ad! atens!t ket!ka d!"er! perlakuan panas. Pada ke"anyakan kasus$ "a)a tahan karat )en!s !n! dapat en(apa!
kekuatan yang t!ngg! dengan (ara struktur artens!tnya d!"er!kan pengerasan pres!p!tas! 71;8.
2.: e(han!(al Propert!es dan Kopos!s! <nsur K!!a pada AST 2/> t!pe 13
Pada pengu)!an !n! d!gunakan sa"ungan las kondensor dengan "ahan sta!nless steel AST 2/> t!pe 13. Ba)a t!pe 13 !n! adalah "a)a tahan karat austen!t!k kro!u+n!kel yang engandung oly"denu$ yang erupakan "a)a yang e!l!k! ketahanan karat yang (ukup "a!k$ khususnya ketahanan terhadap koros! lu"ang yang "!asanya ter)ad! ak!"at adanya konta!nas! dengan larutan klor!da. T!pe 13 !n! d!desa!n untuk e!n!al!sas! ter)ad!nya pengendapan
1=
kar"!da selaa proses pengelasan. Ber!kut adalah kopos!s!$ e(han!(al propert!es dar! t!pe 13 "erdasarkan Produ(t Data Sheet 1313, Sta!nless
Steel <CS S13;; dan <CS S13; 718.
9a"ar 2. Kopos!s! <nsur K!!a pada 1313,
9a"ar 2. Teperature Propert!es 1313,
1>
S!#at J!s!k &Phys!(al Propert!es'
• Dens!tas - ;.2> l"s!n &:.>> g('
• Ele(tr!(al Res!st!*!ty$ !(roh+!n &!(roh+(' 3=NJ &2;N0' 2>./ &:/' • Spe(!#!( 4eat$ BT<hrl"#NJ &kkgQK'
2+212NJ &;+1;;N0' ;.12 &;.5;'
• Theral 0ondu(t!*!ty$ BT<hr#t#tNJ &LQK'
at 212NJ &1;;N0' >./ &13.2' at >2NJ &5;;N0' 12./ &21./'
• odulus o# Elast!(!ty$ ks! &pa'
2=.; 1; &1> 1;' !n tens!on 11.2 1; &:: 1;' !n tors!on
• ean 0oe##!(!ent o# Theral Epans!on$ !n!nNJ & QK'ȝ
2+212NJ &;+1;;N0' =.> 1;+3&13.;' 2+3;;NJ &;+1;;N0' >.; 1;+3&13.2' 2+1;;;NJ &;+1;;N0' >.: 1;+3 &1:.5' 2+12;;NJ &;+1;;N0' 1;. 1;+3&1=.5' 2+15;;NJ &;+1;;N0' 11.1 1;+3&1>.>' • agnet!( Perea"!l!ty$ 4 2;;
Oersted$ Annealed 1.;2 a
• elt!ng Range$ NJ &N0' 25;;+255; &1:1+1>>' • 4eat Treatent
Anneal!ng - 4eat to 1>;;+21;;NJ &1;=+11/>N0'$ then rap!dly Muen(h. Se"elu d!lakukan pengu)!an koros! dan !krogra#!$ telah d!lakukan u)! kopos!s! k!!a d! ,a"orator!u ,oga Pol!tekn!k anu#aktur 0eper dengan enggunakan e!ss!on spe(troeter. Pengu)!an !n! "ertu)uan untuk engetahu! kopos!s! k!!a penyusun spes!en pengelasan yang terd!r! dar! p!pa dan plat. Berdasarkan Ta"el 2.1 dapat d!ketahu! plat e!l!k! kandungan Je se"esar >$> dan kandungan 0 se"esar ;$:/. Dengan d!ketahu!nya kedua unsur terse"ut$ aka plat dapat d!klas!#!kas!kan se"aga! "a)a kar"on sedang karena
2;
"a)a kar"on sedang adalah "a)a yang e!l!k! kadar kar"on antara ;$25+ ;$3; 7:8.
Sedangkan pada p!pa dapat terl!hat kandungan 0r se"esar 1: seh!ngga terasuk klas!#!kas! "a)a tahan karat austen!t!k. In! )uga d!perkuat dar! penaaan yang tertera d! p!pa "ah%a p!pa "er)en!s AST A 2/>$ t!pe 13. Ber!kut adalah has!l pengu)!an kopos!s! k!!a pada plat
Ta"el 2.1 Kopos!s! <nsur
Co. Plat P!pa
<nsur Persentase Berat &Lt' Kandungan
<nsur Persentase Berat &Lt' Kandungan 1 Je >$> Je 3>$/ 2 0 ;$:/ 0 ;$;5:/ S! ;$2>; S! ;$/: / n 1$1/ n ;$>5: 5 P ;$125 P U ;$;;5; 3 S ;$;3; S U ;$;;5; : 0r ;$;/=2 0r 1:$; = o ;$;:23 o 1$; > C! ;$2;1 C! 1;$1 1; Al ;$;/2 Al ;$;131 11 0o ;$;:2; 0o ;$1/= 12 0u ;$1> 0u ;$2= 1 C" ;$ C" ;$;3/= 1/ T! ;$5;; T! ;$;2/1 15 6 ;$;:// 6 ;$;>5 13 L ;$1>3 L U;$;25; 1: P" U ;$;1;; P" ;$;// 1= 0a ;$;;15 1> Vr ;$;2=
21
2.= Pengert!an Koros!
Koros! atau pengkaratan d!de#!n!s!kan se"aga! penghan(uran pe"urukan ater!al karena reaks! antara loga dengan l!ngkungannya. Adanya reaks! redoks antara suatu loga dengan "er"aga! ?at d! l!ngkungannya yang enghas!lkan senya%a+senya%a yang t!dak d!kehendak!. Sela!n !tu$ koros! )uga dapat d!de#!n!s!kan se"aga! perusakan ater!al tanpa perusakan ekan!s &Con destru(t!*e'. Koros! dapat ter)ad! dengan (epat atau la"at$ tergantung dar! pengaruh l!ngkungan sekel!l!ngnya 7118.
Koros! dapat )uga d!art!kan se"aga! serangan yang erusak loga karena loga "ereaks! se(ara k!!a atau elektrok!!a dengan l!ngkungan. De#!n!s! la!n dar! koros! ya!tu proses penge"al!an loga ke keadaan terod!na!ka ater!al. <ntuk se"ag!an "esar ater!al$ !n! "erart! pe"entukan oks!da atau sul#!da dar! a%al ula ereka "erasal d!ana ket!ka ereka d!a"!l dar! perut "u! se"elu d!proses en)ad! ater!al tekn!k yang "erguna.
Koros! pada larutan en(er adalah proses koros! yang pal!ng uu ter)ad!. A!r$ a!r laut$ dan "er"aga! a(a uap proses dala !ndustr! terasuk dala ed!u larutan en(er$ "eg!tu pula dengan e"un dan a!r tanah. Salah satu dar! reaks! dasar koros! el!"atkan oks!das! dar! loga urn! ket!ka terkena asa keras$ sepert! asa h!droklor!n 7128.
Se"etulnya seua keadaan l!ngkungan "ers!#at koros!#$ hanya sa)a ter"ag! dala "e"erapa t!ngkatan. Be"erapa (ontohnya antara la!n udara dan kele"apan a!r ta%ar$ a!r sul!ngan$ a!r gara uap dan gas la!nnya sepert! klor!n$ aon!ak$ h!drogen sul#!da$ sul#ur d!oks!da asa !neral asa organ!k. Se(ara uu$ ater!al anorgan!k le"!h koros!# d!"and!ngkan ater!al organ!k. 0ontohnya koros! pada !ndustr! per!nyakan le"!h d!karenakan sod!u klor!da$ sul#ur asa sul#ur
dan a!r$ d!"and!ngkan oleh !nyak$ naphtha ataupun !nyak gas. Koros! ak!"at pengaruh l!ngkungan dapat d!"ag! en)ad! "er"aga! hal "er"eda. Salah satu
etode pe"ag!an koros! en)ad! koros! teperatur rendah dan teperatur t!ngg!. Teperatur dan tekanan t!ngg! "!asanya epengaruh! proses ter)ad!nya koros! 7118.
22
2.=.1 Proses Ter)ad!nya Koros!
Pada proses koros! ada dua reaks! yang enye"a"akan ter)ad!nya koros! ya!tu reaks! oks!das! dan reaks! reduks!. Pada reaks! oks!das! akan ter)ad! pelepasan elektron oleh ater!al yang le"!h "ers!#at anod!k. Sedangkan reaks! reduks! adalah peaka!an elektron oleh ater!al yang le"!h "ers!#at katod!k 7118.
a. Anod!k
Reaks! anod!k pada koros! etal!k sangatlah sederhana. Reaks! yang selalu ter)ad! "ah%a loga teroks!das! ke *alens! yang le"!h t!ngg!. Selaa koros! uu$ !n! akan enghas!lkan dala "entuk !on etal!k untuk seua eleen paduan. ,oga yang apu untuk enun)ukkan "er"aga! a(a keadaan *alens! dapat elapau! "e"erapa tahapan
oks!das! selaa proses oks!das!. , , n ne+ ". Katod!k
Reaks! katod!k le"!h sul!t untuk d!pred!ks! tetap! dapat d!kategor!kan en)ad! l!a t!pe reaks! reduks!
-• Reduks! O en)ad! !on O4+ &kond!s! netral atau "asa'2
O2&aM' 4 O2 &I' /e /O4+ +&aM'
• Reduks! O en)ad! 4 O &kond!s! asa'2 2
O2&aM' /4&aM' /e 24 O+ 2 &l'
• E*olus! 4!drogenPe"entukan 42
24&aM' 2e 42+ &g'
• Reduks! Ion ,oga
,&aM' e ,+ 2&aM'
• Depos!s! ,oga
2
2.=.2 Jaktor+Jaktor @ang epengaruh! Koros!
Koros! pada perukaan suatu loga dapat d!per(epat oleh "e"erapa #aktor$ antara
la!n-a. Kontak ,angsung loga dengan 4 O dan O2 2
Koros! pada perukaan loga erupakan proses yang engandung reaks! redoks. Reaks! yang ter)ad! !n! erupakan sel 6olta !n!. se"aga! (ontoh$ koros! "es! ter)ad! apa"!la ada oks!gen &O ' dan a!r &4 O'. ,oga2 2 "es! t!daklah urn!$ ela!nkan engandung (apuran kar"on yang
enye"ar se(ara t!dak erata dala loga terse"ut. Ak!"atnya en!"ulkan per"edaan potens!al l!str!k antara ato loga dengan ato kar"on &0'. Ato loga "es! &Je' "ert!ndak se"aga! anode dan ato 0 se"aga! katode. Oks!gen dar! udara yang larut dala a!r akan tereduks!$ sedangkan a!r send!r! "er#ungs! se"aga! ed!a tepat "erlangsungnya reaks! redoks pada per!st!%a koros!. Seak!n "anyak )ulah O dan 4 O2 2 yang engala! kontak dengan perukaan loga$ aka seak!n (epat "erlangsungnya koros! pada perukaan loga terse"ut.
". Ke"eradaan Vat Pengotor
Vat Pengotor d! perukaan loga dapat enye"a"kan ter)ad!nya reaks! reduks! ta"ahan seh!ngga le"!h "anyak ato loga yang teroks!das!. Se"aga! (ontoh$ adanya tupukan de"u kar"on dar! has!l pe"akaran BB pada perukaan loga apu eper(epat reaks! reduks! gas oks!gen pada perukaan loga.
(. Kontak dengan Elektrol!t
Ke"eradaan elektrol!t$ sepert! gara dala a!r laut dapat eper(epat la)u koros! dengan ena"ah ter)ad!nya reaks! ta"ahan. Sedangkan konsentras! elektrol!t yang "esar dapat elakukan la)u al!ran elektron seh!ngga koros! en!ngkat.
d. Teperatur
Teperatur epengaruh! ke(epatan reaks! redoks pada per!st!%a koros!. Se(ara uu$ seak!n t!ngg! teperatur aka seak!n (epat ter)ad!nya koros!. 4al !n! d!se"a"kan dengan en!ngkatnya teperatur aka en!ngkat pula energ! k!net!k part!kel seh!ngga keungk!nan
2/
ter)ad!nya tu"ukan e#ekt!# pada reaks! redoks seak!n "esar. Dengan de!k!an la)u koros! pada loga seak!n en!ngkat. E#ek koros! yang d!se"a"kan oleh pengaruh teperatur dapat d!l!hat pada perkakas+ perkakas atau es!n+es!n yang dala peaka!annya en!"ulkan panas ak!"at gesekan &sepert! (utt!ng tools ' atau d!kena! panas se(ara
langsung &sepert! es!n kendaraan "erotor'. e. p4
Per!st!%a koros! pada kond!s! asa$ yakn! pada kond!s! p4 U : seak!n "esar$ karena adanya reaks! reduks! ta"ahan yang "erlangsung pada
katode
ya!tu-24&aM' 2e+ 4 2
Adanya reaks! reduks! ta"ahan pada katode enye"a"kan le"!h "anyak ato loga yang teroks!das! seh!ngga la)u koros! pada perukaan loga seak!n "esar. Koros! pada kond!s! asa le"!h (epat ter)ad! pada loga "es! yang "elu terkoros! pada kond!s! netral.
#. etalurg!
Perukaan loga yang le"!h kasar akan en!"ulkan "eda potens!al dan e!l!k! ke(enderungan untuk en)ad! anode yang terkoros!. Sela!n !tu keurn!an loga yang rendah eng!nd!kas!kan "anyaknya ato+ ato unsur la!n yang terdapat pada loga terse"ut seh!ngga e!(u ter)ad!nya e#ek 9al*an!( 0oupl!ng $ yakn! t!"ulnya per"edaan potens!al pada perukaan loga ak!"at per"edaan EN antara ato+ato unsur
loga yang "er"eda dan terdapat pada perukaan loga dengan keurn!an rendah. E#ek !n! e!(u koros! pada perukaan loga
elalu! pen!ngkatan reaks! oks!das! pada daerah anode. g. !kro"a
Adanya kolon! !kro"a pada perukaan loga dapat enye"a"kan pen!ngkatan koros! pada loga. 4al !n! d!se"a"kan karena !kro"a
terse"ut apu endegradas! loga elalu! reaks! redoks untuk eperoleh energ! "ag! ke"erlangsungan h!dupnya. !kro"a yang
25
apu enye"a"kan koros!$ antara la!n- proto?oa$ "akter! "es! angan oks!da$ "akter! reduks! sul#at$ dan "akter! oks!das! sul#ur+sul#!da 718.
2.> Penel!t!an+penel!t!an tentang Koros!
Banyak penel!t!an engena! koros! pada sta!nless steel salah satunya penel!t!an Da%ood yang "er)udul 0orros!on o# Sta!nless Steel 13, !n 6ar!ous
AMueous Salt Solut!ons e"ahas engena! koros! pada sta!nless steel 13, dala "er"aga! a(a larutan gara sepert! Ca0l$ K0l$ Ca SO $ 0a0l $ CaCO $2 / 2 nSO $ P"&CO ' $ KI$ KBr$ Ca40O $ gSO selaa ; har! 728./ 2 /
ater!al yang d!gunakan adalah sta!nless steel 13, "erd!aeter 2; dan te"al /. Kond!s! perukaan sta!nless steel sangat halus dan e!l!k! ketahanan koros! yang (ukup t!ngg!. ,u"ang ke(!l "erd!aeter 2 d!"er!kan pada t!ap saple untuk peegangan. Seua perukaan terasuk u)ung+u)ung
yang d! tanah "asah dengan enggunakan 12;$ 22;$ 2;$ 3;;$ =;;$ 1;;; dan 12;; pas!r kertas s!l!kon kar"!da. Keud!an saple d!"ers!hkan dengan a!r dan d!ker!ngkan se(ara ultrason!k selaa ; en!t enggunakan ethanol se"aga! ed!a Setelah d!ker!ngkan saple d!s!pan d! kantong polyethylene kedap udara. <kuran seua saple d!ukur dengan enggunakan !kroeter kal!"ras! yang e!l!k! kepres!s!an W;.;1 . Pengukuran d!ens! d!rata+rata untuk endukung d!aeter saple dan kete"alan d!gunakan pada perh!tungan area perukaan. Berat saple d!ukur dengan enggunakan t!"angan elektron!k
Sartor!us dengan kepres!s!an W;.1 g$ se"elu pen!"angan seua saple d!!napkan seala d!atas dess!(ator ka(a dengan tu)uan engel!!nas! e#ek kele"apan pada penentuan "erat saple.
as!ng+as!ng saple keud!an d!gantungkan dengan ka!t plast!k d!dala "e)ana ka(a yang "er!s! larutan Ca0l$ K0l$ Ca SO $ 0a0l $ CaCO $ nSO $2 / 2 /
P"&CO ' $ KI$ KBr$ Ca40O $ gSO $ untuk duras! %aktu pen(elupan yang 2 / "er"eda+"eda - $ 3$ >$ 12$ 15$ 1=$ 21$ 2/$ 2:$ dan ; har!. Spes!en d!t!"ang
ke"al! setelah %aktu+%aktu spes!#!k pen(elupan ke ed!a koros!#. Pen!"angan d!lkaukan setelah spes!en d!"ers!hkan dengan alkohol dan d!ker!ngkan dengan kertas penger!ng. Proses !n! d!lakukan "erulang kal! untuk endapatkan has!l yang aks!al. 4as!l dar! pengukuran penyusutan "erat untuk ed!a koros!#
23
d!lakukan untuk gara Ca0l$ K0l$ Ca SO $ 0a0O2 / $ 0a0l $ CaCO $ nSO $2 / P"&CO ' $ KI$ KBr enggunakan &5gl!ter' untuk t!ap gara$ untuk enentukkan 2 rata+rata kontr!"us! dar! as!ng+as!ng gara terhadap la)u koros!. A!r sul!ng d!gunakan untuk pers!apan seluruh larutan u)!.
4as!l dar! pengu)!an koros! untuk 13, untuk %aktu pen(elupan yang "er"eda dala larutan gara yang "er"eda enghas!lkan n!la! la)u koros! yang "er"eda$ yang )!ka d!urutkan en)ad! Ca0l K0l Ca SO/ 0a0l CaCO 2 2
gSO 0a0O nSO KICa40O P"&CO ' KBr selaa ; har!. ,a)u/ / 2 koros! sta!nless steel pada Ca0l$ K0l$ Ca SO $ 0a0l $ CaCO $ gSO $ dan KI2 / 2 / en!ngkat se(ara terus enerus selaa per!ode pen(elupan seentara pada KBr$ P"&CO ' $ Ca40O $ 0a0O $ dan nSO larutan u)!$ la)u koros! en!ngkat d!!kut! 2 / dengan penurunan setelah "e"erapa %aktu.
,a)u koros! a%al yang t!ngg! untuk Ca0l dan K0l dan hu"ungan kena!kan dala la)u koros! le"!h sed!k!t sepert! proses reaks!$ karena as!h ada kontak t!dak langsung antara perukaan loga dan !on koros!# dengan produk koros! dan enye"a"kan kat!on dekat oleh perukaan loga.
esk!pun klor!da d!kenal se"aga! perantara pr!er ter)ad!nya lu"ang &p!tt!ng atta(k'$ "ukan "erart! ungk!n untung enentukan se"uah "atas kr!t!s klor!da untuk as!ng+as!ng t!ngkatan. Konsentras! klor!da ungk!n en!ngkat ket!ka ter)ad! e*aporas! atau pen!"unan. Karena dasar ter)ad!nya lu"ang$ penetras! yang (epat dengan sed!k!t keh!langan "erat$ sangat )arang "ah%a adanya )ulah lu"ang yang s!gn!#!kan dapat d!ter!a dala apl!kas! khusus.
2:
9a"ar 2. E#ek larutan Ca0l pada konsentras! &5gl!ter' dengan koros! lu"ang se"aga! karakter!st!k utaa pada perukaan loga$ t!dak ada koros!
seraga yang un(ul pada perukaan loga 7228.
Pada penel!t!an la!n engena! koros! yang d!lakukan oleh Parsapor$ Jath!$ Saleh! dkk yang "er)udul The E##e(t o# Sur#a(e Treatent on 0orros!on
"eha*!our o# Surg!(al 13, Sta!nless Steel Iplant yang e"ahas engena! e#ek dar! perlakuan perukaan pada s!#at koros! untuk !plan "edah enggunakan sta!nless steel 13,$ enghas!lkan "ah%a dengan elap!s! perukaan 13, enggunakan larutan 4 SO2 / )auh le"!h e#ekt!# d!"and!ngkan
enggunakan larutan 4CO untuk en!ngkatkan ketahanan koros!. 4as!l u)! elektrok!!a enun)ukkan "ah%a perlakuan perukaan sta!nless steel 13, dengan 4 SO eperkaya konsentras! o pada perukaan dan en!ngkatkan2 / ketahanan terhadap koros! lu"ang dala rekayasa dan solus! ps!kolog!kal 72/8.
2.1; en!s+)en!s Koros!
Akan le"!h udah dala engklas!#!kas!kan koros! "erdasarkan )en!s+ )en!snya dengan el!hat "entuk koros! yang terl!hat atau ter)ad! pada loga.
as!ng+as!ng )en!s dapat d!!dent!#!kas! dengan pengaatan *!sual$ yang pada "e"erapa kasus dapat d!aat! dengan ata telan)ang$ tetap! terkadang
eerlukan "antuan per"esaran opt!kal. Be"erapa )en!s koros! yang yang ter"entuk antara la!n
-2=
2.1;.1 <n!#or 0orros!on
<n!#or (orros!on atau koros! seragaerata adalah )en!s koros! yang pal!ng uu ter)ad!. B!asanya terkarakter!sas! oleh reaks! k!!a atau
eletrok!!a yang eproses se(ara keseluruhan d! perukaan atau pada area yang luas. ,oga en)ad! t!p!s dan gagal. 7118.
Koros! erata udah untuk d!ukur dan d!pred!ks!. Koros! ter)ad! se(ara seraga d! seluruh perukaan pada koponen loga$ hap!r dapat d!kontrol oleh perl!ndungan katod!k$ pe!l!han ater!al yang sesua!$ enggunakan pelap!s atau (at$ atau se(ara sederhana dengan enentukan (orros!on
allo%an(e 71/8.
Karena koros! erata enyeluruh$ aka la)u koros! untuk ater!al ser!ng d!ekspres!kan dala "entuk keh!langan kete"alan loga per satuan %aktu. ,a)u koros! erata yang uu d!gunakan adalah !ls per year &py'. <ntuk se"ag!an "esar peralatan proses k!!a dan struktur$ la)u koros! yang d!tolerans! pada uunya kurang dar! py. ,a)u antara dan 2; py d!"er!kan kepada penggunaan ater!al tekn!k pada l!ngkungan yang d!kond!s!kan$ <ntuk l!ngkungan yang parah$ ater!al enun)ukkan la)u koros! yang t!ngg! antara 2; dan 5; py 7158.
9a"ar 2./. <n!#or 0orros!on 7158.
2.1;.2 9al*an!( 0orros!on
9al*an!( (orros!on atau koros! gal*an!s d!de#!n!s!kan se"aga! e#ek dar! has!l kontak antara dua loga atau paduan yang "er"eda dala l!ngkungan yang koros!#. !ka loga+loga terse"ut d!tepatkan dala kontak atau terhu"ung se(ara elektr!s$ dan per"edaan potens!al !n! enghas!lkan al!ran elektron d!antara keduanya. Koros! pada loga dengan ketahanan koros! yang rendah "!asanya en!ngkat dan serangan loga dengan ketahanan koros! yang le"!h t!ngg! enurun. ,oga dengan ketahanan rendah en)ad! anod!k dan loga dengan ketahanan t!ngg! en)ad! katod!k. B!asanya katoda atau loga
2>
katod!k engkoros! sangat sed!k!t atau t!dak saa sekal! pada )en!s !n!. Karena adanya arus elektr!k dan loga yang t!dak saa terl!"at$ aka "entuk koros! !n! d!se"ut koros! gal*an!s atau dua loga 7118.
<ntuk en(egah ter)ad!nya koros! gal*an!s dapat d!lakukan dengan e!l!h ko"!nas! loga yang e!l!k! ser! gal*an!s sedekat ungk!n$ engh!ndar! ras!o luas perukaan yang t!dak d!!ng!nkan. !ka eungk!nkan$ d!gunakan segel$ !nsulator$ pelap!s dan la!nnya untuk engh!ndar! kontak langsung antara dua loga yang "er"eda$ engh!ndar! sa"ungan antara ater!al yang terp!sah se(ara le"ar 7158.
9a"ar 2.5. 9al*an!( 0orros!on 7158.
2.1;. 0re*!(e 0orros!on
0re*!(e (orros!on atau koros! (elah adalah "entuk koros! yang ter"entuk d!(elah+(elah yang sep!t$ "!asanya ter)ad! karena adanya sed!k!t *olue (a!ran yang ter)e"ak d!dala (elah "aut dan ur$ sa"ungan las$ sa"ungan r!*et. 0re*!(e (orros!on )uga ser!ng d!se"ut se"aga! Depos!t 0orros!on atau 9asket 0orros!on. Penye"a" ter)ad!nya (re*!(e (orros!on
adalah adanya pas!r$ kotoran ataupun padatan la!n yang engendap.
T!pe koros! (elah yang pal!ng ser!ng ter)ad! pada ater!al yang se"elunya pas!#$ atau ater!al yang udah d!pas!#kan &sta!nless steel$ aluun!u$ urn! tanpa paduan atau "a)a paduan rendah dala l!ngkungan yang kekurangan atau kele"!han alkal!n$ ds"'$ ket!ka ater!al terse"ut "ersentuhan dengan )en!s yang agres!# &sepert! klor!da' aka dapat
enye"a"kan ter)ad!nya kerusakan lokal pada lap!san perukaan oks!da.
Koros! (elah !n! d!ak!"atkan oleh "e"erapa #aktor$ antara la!n etalurg!$ l!ngkungan$ elektrok!!a$ perukaan #!s!k dan geoetr! ala. Salah satu #aktor terpent!ng la!nnya adalah )arak (elah yang ter"entuk 7158.
;
9a"ar 2.3. 0re*!(e 0orros!on &a' a%al ula ter)ad!nya$ &"' tahapan selan)utnya 7158.
2.1;./ P!tt!ng 0orros!on
P!tt!ng (orros!on adalah koros! yang d!se"a"kan adanya lu"ang+lu"ang ke(!l yang a%alnya t!dak napak dan hanya terl!hat se"aga! perukaan kasar sa)a$ naun "!sa eluas se(ara (epat dan enye"ar ke seluruh perukaan. Koponen yang engala! koros! lu"ang !n! akan keh!langan "erat se(ara (epat. P!tt!ng (orros!on en)ad! le"!h "er"ahaya )!ka "erada dala larutan yang engandung klor!da$ "ro!da atau !on h!poklor!t. Adanya sul#!da dan 4 S )uga en!ngkatkan ter)ad!nya koros! lu"ang dan erusak ketahanan se(ara2 s!steat!s 71:8.
Koros! lu"ang !n! adalah )en!s koros! yang "er"ahaya karena sul!t pertu"uhan ter)ad!nya koros! lu"ang sul!t d!pred!ks! pada ater!al. Dala "er"aga! kasus$ proses ter)ad!nya lu"ang sangat (epat dan t!dak terdeteks!
karena pada a%alnya hanya "erupa (elah ke(!l dan sep!t keud!an ter)ad! penetras! (a!ran klor!da$ "ro!da atau (a!ran koros!# la!n se"aga!nya e"uat
area koros! seak!n eluas. 4al !n! "erka!tan dengan t!ngkat dan !ntens!tas koros! lu"ang yang eang sul!t untuk d!ukur karena )ulah dan ukuran lu"ang &d!aeter dan kedalaan' "era(a+a(a dar! satu daerah yang terkena koros! dengan daerah la!nnya 7158.
1
.
9a"ar 2.:. P!tt!ng 0orros!on 71:8.
2.1;.5 Intergranular 0orros!on
Koros! antar "atas "ut!r enyerang "atas "ut!r dengan koros! yang t!dak s!gn!#!kan pada "ag!an perukaan la!nnya. Serangan keud!an enye"ar ke dala ater!al. 4al !n! "er"ahaya karena kekuatan kohes!# antara "ut!r akan en)ad! ke(!l untuk enahan tegangan tar!k$ kekuatan ater!al akan "erkurang pada t!ngkatan a%al dan patah akan ter)ad! tanpa per!ngatan 7158.
Koros! antar "atas "ut!r dapat d!se"a"kan oleh pengotor pada "atas "ut!r$ pena"ahan salah satu eleen peduan$ atau pen!p!san salah satu dar!
eleen terse"ut pada area "atas "ut!r. ulah ke(!l pada "es! dala aluun!u d!ana kelarutan dar! "es! !tu send!r! rendah$ d!tun)ukkan pada pe!sahan "atas "ut!r dan enye"a"kan koros! antar "ut!r 7118.
2
2.1;.3 Erros!on 0orros!on
Koros! eros! adalah per(epatan atau kena!kan la)u perusakan atau serangan pada loga karena pergerakan relat!# antara #lu!da koros!# dan
perukaan loga. Se(ara uu pergerakan !n! (ukup ta)a$ dan e#ek peakana!na ekan!s atau a"ras! terl!"at. ,oga terhapus dar! perukaan
se"aga! !on terlarut$ atau e"entuk produk koros! yang se(ara ekan!s terhapus dar! perukaan loga.
Koros! eros! d!karakter!sas! pada penap!lan se"aga! alur$ gelo"ang$ lu"ang "ulat dan le"ah dan "!asanya enun)ukkan pola yang "eraturan. Dala "anyak kasus$ kegagalan ak!"at koros! eros! ter)ad! dala %aktu relat!# s!ngkat$ dan se(ara t!dak terduga sangat "esar karena e*aluas! pengu)!an koros! sedang d!lakukan d!"a%ah kond!s! stat!s atau karena e#ek koros! t!dak d!pert!"angkan 71>8.
9a"ar 2.>. Erros!on 0orros!on 7118.
2.1;.: Stress 0orros!on 0ra(k!ng
Stress 0orros!on 0ra(k!ng &S00' atau koros! retak tegang adalah per!st!%a pe"entukan dan pera"atan retak dala loga yang ter)ad! se(ara
s!ultan antara tegangan tar!k yang "eker)a pada "ahan terse"ut dengan l!ngkungan koros!#. Proses koros! retak tegang &S00' dapat ter)ad! dala "e"erapa en!t )!ka "erada pada l!ngkungan koros!# atau "e"erapa tahun
setelah peaka!annya. 4al !n! ter)ad! karena adanya serangan koros! terhadap "ahan. Koros! retak tegang &S00' erupakan kerusakan yang pal!ng "er"ahaya$ karena t!dak ada tanda+tanda se"elunya.
Dala kond!s! ko"!nas! antara tegangan &"a!k tens!le$ tors!on$ (opress!on$ aupun theral' dan l!ngkungan yang koros!# aka Sta!nless Steel (enderung le"!h (epat engala! koros!. Karat yang enye"a"kan "erkurangnya penapang luas e#ekt!# perukaan Sta!nless Steel enye"a"kan
tegangan ker)a &%ork!ng stress' pada Sta!nless Steel akan "erta"ah "esar. Koros! !n! en!ngkat )!ka "ag!an yang engala! tekanan &stress' "erada d! l!ngkungan dengan kadar klor!da t!ngg! 7158.
9a"ar 2.1; Stress 0orros!on 0ra(k!ng 72;8.
2.1;.= 4!gh Teperature 0orros!on
Koros! teperatur t!ngg! adalah "entuk koros! yang t!dak eerlukan adanya elektrol!t (a!r. Terkadang t!pe kerusakan !n! d!se"ut dry (orros!on atau koros! ker!ng atau pengkaratan. en!s oks!das! a"!*alen karena "!sa enga(u kepada pe"entukan oks!da atau kepada ekan!se oks!das! loga. Oks!das! teperatur t!ngg! adalah satu+satunya )en!s koros! teperatur t!ngg!. Jaktanya$ oks!das! adalah reaks! koros! teperatur t!ngg! yang pal!ng pent!ng.
Pada l!ngkungan "erteperatur pal!ng koros!#$ oks!das! "erperan le"!h dala reaks! oks!das!$ tanpa eperhat!kan )en!s koros! yang endo!nas!. Paduan ser!ngkal! "ergantung pada reaks! oks!das! untuk en!ngkatkan ketahanan terhadap kerak$ kar*ur!sas! dan "entuk la!nnya dar! serangan teperatur t!ngg!. Se(ara uu ekan!se koros! d!tentukan oleh do!nas! produk koros! yang "erl!pah+l!pah.
ekan!se koros! yang terdapat d!dala tur"!n gas$ es!n d!esel atau es!n la!nnya yang d!al!r! dengan gas panas serta "ahan konta!nas! la!nnya.
/
Kandungan "ahan "akar$ yang terkadang "erupa *anad!u atau sul#at dapat e"entuk senya%a selaa pe"akaran e!l!k! t!t!k leleh yang rendah. 9ara+gara leleh (a!r !n! sangat koros!# untuk "a)a tahan karat dan paduan la!nnya "!asanya t!dak "erdaya terhadap koros! dan teperatur t!ngg!. Pada koros! suhu t!ngg! la!n$ terasuk oks!das! suhu t!ngg!$ sul#!das! dan kar"on!sas! 7218.
9a"ar 2.11 Koros! "a)a ak!"at teperatur t!ngg! 7228.
2.1;.> Jat!gue 0orros!on
Koros! lelah adalah keretakan loga atau paduan ak!"at adanya ko"!nas! antara l!ngkungan yang koros!# dan tekanan #luktuat!# yang "erulang+ulang. Kegagalan loga dan paduan oleh keretakan ket!ka
engala! tegangan yang "erulang+ulang$ esk!pun t!dak el!"atkan ed!a koros!#. 4al !n! d!kenal se"aga! kegagalan lelah. Seak!n "esar tegangan yang d!apl!kas!kan$ seak!n sed!k!t )uah perulangan yang d!perlukan dan seak!n pendek %aktu untuk gagal.
Pada ed!a koros!#$ kegagalan ter)ad! pada tegangan apapun yang d!apl!kas!kan )!ka )ulah perulangan (ukup "esar. Koros! lelah dapat )uga
5
d!de#!n!s!kan se"aga! pengurangan dala %aktu kelelahan loga dala l!ngkungan koros!#. T!dak sepert! stress (orros!on (ra(k!ng$ koros! lelah (ukup erata pada loga urn! dan paduannya$ dan t!dak se"atas pada l!ngkungan spes!#!k sa)a. ,!ngkungan apapun yang enye"a"kan serangan koros! erata pada loga dan paduan$ dapat )uga enye"a"kan koros! lelah. <ntuk "a)a$
!n!u la)u koros! yang d!perlukan sek!tar 1 py.
Koros! lelah en!ngkat hap!r se"and!ng dengan pen!ngkatan keagres!#an pengkoros!. Se"aga! has!l$ kena!kan teperatur$ penurunan p4$ atau kena!kan konsentras! pengkoros! eperparah koros! lelah 7128.
9a"ar 2.12 0orros!on Jat!gue 7118.
2.11 ,a)u Koros!
Pengukuran koros! sangat pent!ng untuk tu)uan pe!l!han ater!al. Kesesua!an loga dengan l!ngkungannya en)ad! syarat utaa untuk en!ngkatkan ketahanannya. Pengukuran la)u koros! ungk!n en)ad! pent!ng untuk e*aluas! dan pe!l!han ater!al untuk l!ngkungan yang spes!#!k$ en)a"arkan de#!n!s! pengapl!kas!an$ atau untuk e*aluas! loga "aru atau laa atau paduan untuk enentukan d! l!ngkungan ana yang sesua! dengan loga. Ser!ngkal! l!ngkungan koros!# d!perlakukan sede!k!an rupa untuk engurang! keagres!#an dan pengukuran la)u koros! pada ater!al spes!#!k dala l!ngkungan yang tanpa perlakuan akan terl!hat 7118.
Ada &t!ga' etode uu yang d!gunakan untuk engh!tung la)u koros! -a. Th!(k redu(t!on per un!t t!e.
Th!(k redu(t!on per un!t t!e atau penyusutan kete"alan per satuan %aktu adalah pengukuran yang pal!ng prakt!s. Dala s!ste etr!k$
3
pengukuran !n! "!asa d!ekpres!kan dala year atau dala satuan !ls per year &py' 11;;; !n(h!$ atau terkadang d!se"ut )uga !n(h! per year &!py' 7158.
". Le!ght loss per un!t area and un!t t!e
Le!ght loss per un!t area and un!t t!e atau pengurangan "erat per satuan luas dan satuan %aktu !n! "!asa d!gunakan pada %aktu lapau karena pengurangan "erat "!asanya se(ara langsung enentukan kuant!tas pada pengu)!an koros!. Spes!en u)! d!t!"ang se"elu dan sesudah d!(elupkan kedala ed!a koros!. Atas dasar !n! dapat d!h!tung penyusutan kete"alan se"aga! pengurangan "erat per satuan luasassa )en!s 7158.
Ruus ep!r!s yang uu d!gunakan untuk engh!tung la)u koros! -py
ହଷସ
ୈ ୲ &2.1'
d!ana L "erat yang h!lang &g' D assa )en!s loga &g( ' A luas dar! spes!en &!n '2
t %aktu &)a' 7128
Atau dengan enggunakan ruus -,a)u Koros! L t
. 6 tȡ
. ". A tȡ &2.2'
D!ana L "erat yang h!lang &g' dens!tasassa)en!s&g('
ȡ
6 *olue "enda &( ' " te"al &('
A luas &( '2
t %aktu &)as' 71>8 (. 0orros!on (urrent dens!ty
0orros!on (urrent dens!ty atau koros! "erdasarkan assa )en!s aktual se(ara khusus sesua! dengan pengukuran la)u koros! ket!ka teor! pengu)!an koros! dan dala hu"ungannya dengan pengu)!an koros!
