PERBANDINGAN HASIL PENAMBAHAN INHIBITOR ALAMI TERHADAP EFESIENSI LAJU KOROSI
Maulida Ilyas
Mahasiswa pada Jurusan Fisika Fak. Sains dan Teknologi UIN Alauddin Makassar
2015
Email : [email protected]
Abstrak : Telah dilakukan penelitian analisis perbandingan laju korosi ada beberara jenis baja dengan menambahkan beberapa jenih inhibitor alami dengan tujuan untuk mengetahui inhibitor alami manakah yang memiliki efesiensi yang tinggi untuk menjadi inhibitor terhadap laju korosi. Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode studi literature dengan menggunakan 5 jurnal yang berkaitan dengan penelitian pengaruh inhibitor alami terhadap laju korosi beberapa jenis baja. Berdasarkan hasil analisis jurnal, diperoleh inhibitor yang di gunakan pada penelitian inidi peroleh untuk sampel nilai efesiensi kulit manggis pada baja lunak 59,07%, untuk kedelai material baja API 5L 63,35% dan material ASTM A53 34,50%, untuk daun jambu material baja API 5L 93,45% dan material ASTM A53 85,10%, untuk kopi material baja API 5L 41,76% dan material ASTM A53 26,%, untuk daun teh material baja API 5L 96,69% dan material ASTM A53 92,20%, daun teh menggunakan material Baja Karbon Schedule 40 Grade B ERW efesiensinya 73,58 %, daun teh dengan menggunakan baja AISI E2512 80,09%, dan kulit manggis menggunakan baja Baja St-37 26,05% dinama nilai efesiensi terbaik dengan menggunakan inhibitor daun teh pada baja API 5L.
Kata kunci : efesiensi, inhibitor alami, korosi, laju korosi,
I. PENDAHULUAN
Korosi adalah salah satu proses perusakan material khususnya logam karena adanya suatu reaksi antara logam tersebut dengan lingkungan. Proses perusakan material yang terjadi menyebabkan turunnya kualitas material logam tersebut (Pattireuw, 2013 dan Ardi, 2016). Korosi yang terjadi pada benda logam merupakan sebuah hal yang akan selalu terjadi dan tidak dapat dihindarkan. Korosi merupakan proses yang terjadi secara alami dan tidak akan biasa berhenti selama logam tersebut masih berada di lingkungan yang bersifat korosif. Proses ini akan merusak logam dengan cara mengikis logam yang kemudian akan menurunkan sifat-sifat mekanis yang dimiliki oleh logam tersebut. Pada umumnya reaksi korosi yang terjadi merupakan reaksi elektrokimia (Gumelar, 2011 dan Ardi, 2016).
Korosi tidak dapat dicegah tetapi lajunya dapat dikurangi. Berbagai cara telah dilakukan untuk mengurangi laju korosi, salah satunya dengan pemakaian inhibitor. Sejauh ini penggunaan inhibitor merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk mencegah korosi, karena biayanya yang relatif murah dan prosesnya yang sederhana (Hermawan, 2007 dan Riza, 2015). Inhibitor korosi dapat didefinisikan sebagai suatu zat yang apabila ditambahkan dalam jumlah sedikit ke dalam lingkungan akan menurunkan serangan korosi lingkungan terhadap logam. Biasanya proses korosi logam berlangsung secara elektrokimia yang terjadi secara simultan pada daerah anoda dan katoda. Inhibitor biasanya ditambahkan dalam jumlah sedikit, baik secara kontinu maupun periodik menurut suatu selang waktu tertentu (Riza, 2015).
kulit buah manggis, ekstrak dauh teh, daun jambu biji, kedelai, dan kopi merupakan bahan organik yang telah di teliti untuk menjadi inhibitor.
B. Rumusan Masalah
Rumusan masalah pada penelitiana ini adalah :
1. Bagaimanakah efesiensi penggunaan kulit buah manggis, ekstrak dauh teh, daun jambu biji, kedelai, dan kopi sebagai bahan inhibitor alami terhadap laju korosi pada baja ST-37, HCL, baja AISI E2512, baja karbon schedule 40 grade b ERW, dan material pipa baja?
2. Bahan alami apakah yang memiliki efesiensi laju korosi paling bagus?
C. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Untuk mengetahui efesiensi penggunaan kulit buah manggis, ekstrak dauh teh, daun jambu biji, kedelai, dan kopi sebagai bahan inhibitor alami terhadap laju korosi pada baja ST-37, HCL, baja AISI E2512, baja karbon schedule 40 grade b ERW, dan material pipa baja?
2. Untuk mengetahui bahan alami yang memiliki efesiensi laju korosi paling bagus.
D. Ruang Lingkup
Ruang lingkup dari pembahasan yang dikaji pada penelitian ini adalah:
1. Penelitian ini terbatas pada lima jenis sampel inhibitor alami yaitu kulit buah manggis, ekstrak dauh teh, daun jambu biji, kedelai, dan kopi.
3. Sampel pengujian laju korosi di berikan pada baja ST-37, HCL, baja AISI E2512, baja karbon schedule 40 grade b ERW, dan material pipa baja 4. Metode pengujian pada tiap sample adalah metode hilang massa.
E. Manfaat Penulisan
II. TINJAUAN PUSTAKAN A. Korosi
Korosi adalah reaksi dari suatu logam dengan senyawa lain yang berada di sekitarnya yang menghasilkan senyawa yang tidak dikehendaki. Peristiwa korosi mengakibatkan degradasi atau penurunan mutu material, sehingga logam menjadi material yang kurang bermanfaat. Korosi merupakan masalah yang sering muncul dalam berbagai peralatan yang berbahan dasar logam seperti kapal, mesin, mobil, gedung dan lain sebagainya. Di negara maju, sekitar 3,5% dari penghasilan negara digunakan untuk perbaikan, pemeliharaan, dan penggantian peralatan yang menggunakan logam (Trethewey, 1991 dan Lusiana, 2015).
Korosi yang terjadi pada benda logam merupakan sebuah hal yang akan selalu terjadi dan tidak dapat dihindarkan. Korosi merupakan proses yang terjadi secara alami dan tidak akan biasa berhenti selama logam tersebut masih berada di lingkungan yang bersifat korosif. Proses ini akan merusak logam dengan cara mengikis logam yang kemudian akan menurunkan sifat-sifat mekanis yang dimiliki oleh logam tersebut. Pada umumnya reaksi korosi yang terjadi merupakan reaksi elektrokimia (Gumelar, 2011 dan Ardi, 2016).
B. Faktor-Faktor korosi
Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi laju korosi dalam sistem elektrolit larutan (aqueous) diantaranya adalah:
1. Komponen ion larutan dan konstentrasinya
Konsentrasi larutan menyatakan jumlah zat terlarut dalam setiap satuan larutan atau pelarut. Dalam sebuah larutan dengan konsentrasi tertentu, zat penyusun larutan tersebut akan terurai menjadi ion-ion (baik berupa kation maupun anion) pembentuknya (Kristian, 2015 dan Ardi, 2016).
Oksigen terlarut akan meningkatkan reaksi katoda sehingga logam akan semakin teroksidasi (terkorosi) (Hakim, 2015 dan Ardi, 2016).
3. Kecepatan (pergerakan fluida)
Kecepatan aliran fluida yang tinggi di atas kecepatan kritisnya di dalam pipa berpotensi menimbulkan korosi. Dengan rusaknya permukaan logam, rusak pula lapisan film pelindung sehingga memudahkan terjadinya korosi (Ardi, 2016).
C. Jenis-jenis korosi
Riza, 2015 dalam penelitiannya menyebutkan jenis korosi yang umumnya terjadi pada logam adalah sebagai berikut:
1. Korosi Celah (Crevice Corrosion)
Korosi yang terjadi pada logam yang berdempetan dengan logam lain atau non logam dan diantaranya terdapat celah yang dapat menahan kotoran dan air sebagai sumber terjadinya korosi. Konsentrasi Oksigen pada mulut lebih kaya dibandingkan pada bagian dalam, sehingga bagian dalam lebih anodik dan bagian mulut menjadi katodik. Maka terjadi aliran arus dari dalam menuju mulut logam yang menimbulkan korosi.
Atau juga perbedaan konsentrasi zat asam. Dimana celah sempit yang terisi elektrolit (pH rendah) maka akan terjadi sel korosi yang katoda permukaannya sebelah luar celah yang basah dengan air yang lebih banyak mengandung zat asam dari pada daerah dalam yang besifat anodik. Maka pada daerah ini terjadinya korosi yang disebabkan adanya katoda dan anoda. Korosi ini dapat dicegah dengan cara :
Isolator
Dikeringkan bagian yang basah
Dibersihkan kotoran yang ada
Logam mendapat beban siklus yang berulang-ulang, tetapi masih dibawah batas kekuatan luluhnya. Maka setelah sekian lama akan patah karena terjadinya kelelahan logam. Kelelahan dapat dipercepat dengan adanya serangan korosi. Kombinasi antara kelelahan dan korosi yang mengakibatkan kegagalan disebut korosi lelah. Korosi lelah terjadi di daerah yang menderita beban, lasan dan lainnya. Korosi jenis ini dapat dicegah dengan cara :
Menggunakan inhibitor
Memilih bahan yang tepat atau memilih bahan yang kuat korosi.
3. Korosi Erosi (Errosion Corrosion)
Logam yang sebelumnya teleh terkena erosi akibat terjadinya keausan dan menimbulkan bagian-bagian yang tajam dan kasar. Bagian-bagian inilah yang mudah terserang korosi dan apabila terdapat gesekan maka akan menimbulkan abrasi yang lebih berat. Korosi jenis ini dapat dicegah dengan cara :
Pilih bahan yang homogeny
Diberi coating dari zat agresif
Diberikan inhibitor
Hindari aliran fluida yang terlalu deras
4. Korosi Galvanis (Bemetal Corrosion)
Jenis korosi ini terjadi antara dua buah logam yang mempunyai nilai potensial berbeda saat dua buah logam bersatu dalam suatu medium elektrolit yang korosif. Elektron akan mengalir dari logam yang kurang mulia (sebagai anodik) menuju ke logam yang lebih mulia (sebagai katodik). Akibatnya logam yang kurang mulia berubah menjadi ion-ion positif karena kehilangan elektron. Ion-ion positif metal bereaksi dengan ion-ion negatif yang berada di dalam elektrolit menjadi garam metal. Karena peristiwa ini, permukaan anoda kehilangan metal sehingga terrbentuk sumur-sumur karat atau jika merata akan terbentuk karat permukaan. Korosi ini dapat dicegah dengan cara :
Pasang proteksi katodik
Penambahan anti korosi inhibitor pada cairan
5. Uniform attack ( korosi seragam )
Korosi seragam adalah korosi yang terjadi pada permukaan logam akibat reaksi kimia karena pH air yang rendah dan udara yang lembab, sehingga makin lama logam makin menipis. Biasanya ini terjadi pada pelat baja atau profil, logam homogen. Korosi jenis ini bisa dicegah dengan cara :
Diberi lapis lindung yang mengandung inhibitor seperti gemuk.
Untuk lambung kapal diberi proteksi katodik ataupun inhibitor
Pemeliharaan material yang tepat
Untuk jangka pemakain yang lebih panjang diberi logam berpaduan tembaga 0,4%
6. Korosi Sumuran (Pitting Corrosion)
Korosi sumuran adalah korosi yang terjadi karena komposisi logam yang tidak homogen dan ini menyebabkan korosi yang dalam pada berbagai tempat. Dapat juga adanya kontak antara logam, maka pada daerah batas akan timbul korosi berbentuk sumur. Korosi jenis ini dapat dicegah dengan cara:
Pilih bahan yang homogeny
Diberikan inhibitor
Diberikan coating dari zat agresif
D. Inhibitor Alami
ini nantinya dapat berfungsi sebagai ligan yang akan membentuk senyawa kompleks dengan logam seperti daun teh dan daun kopi (Yonna, 2012).
Korosi menurut bahan pembuatannya dibagi menjadi dua yaitu inhibitor dengan bahan baku alami dan inhibitor buatan. Inhibitor alami yaitu inhibitor yang terbuat dari bahan organik yang dapat diperbarui seperti contohnya tanaman dan buahbuahan. Secara keseluruhan senyawa inhibitor adalah netral tetapi, gugus nitrogen pada senyawa memiliki pasangan elektron bebas yang menyebabkan inhibitor cenderung bermuatan negatif sehingga, inhibitor akan tertarik ke permukaan logam dan membentuk lapisan (Kristian, 2015 dan Ardi, 2016).
Penggunaan inhibitor organik telah banyak diteliti, contohnya Rahim dkk (2007) menemukan efisiensi inhibitor tanin dari Rhizospora apiculata dalam asam sulfat mencapai 73,6%. Kemudian Oki dkk (2011) menemukan efisiensi inhibitor tanin dari Rhizospora racemosa dalam asam klorida mencapai 55%, lalu Obot dkk (2011) menemukan efisiensi inhibitor xanton dalam asam sulfat mencapai 93,12% dan Carvas (2012) menemukan efisiensi inhibitor antosianin dalam air tercampur diesel dan biodiesel mencapai 90% (Adhe, 2017).
E. Tanin
Tanin merupakan senyawa organik yang sangat kompleks dan banyak terdapat pada bermacam-macam tumbuhan. Tanin merupakan suatu senyawa kompleks dalam bentuk campuran polifenol yang sukar dipidahkan (Fachry, 2012 dan Ardi, 2016). Tanin kaya akan senyawa polifenol yang mampu menghambat proses oksidasi sehingga laju korosi dapat menurun (Ardi 2016).
III. METODE PENELITIAN
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode pustaka dengan menggunakan lima jurnal hasil penelitian yang saling berkaitan yang dianalisis untuk mendapatkan hasil penelitian.
Tabel III.1 : Tabel Metode Penelitian
Inhibitor Langkah Pembuatan Persamaan
Kalit buah manggis di ekstrak. Baja di bersihkan dengan menggunakan amplas dan kemudian di bilas dengan menggunakan aquades dan Etanol, kemudian di oven pada suhu 40oC selama 10
menit. Tuk media pengujian digunakal larutan HCL 0,25; 0,5; 1; 2 dan 4 M. variasi waktu kontak 1; 3; 5; 7; dan 9 hari, serta variasi konsentasi inhibitor ekstrak kulit buah manggis 100; 200; 300; 400 dan 500 ppm (Adhe, 2017).
r
=
S
W
Bahan dihaluskan, kemudian sebanyak 200 gram ekstarak kedelai di campurkan dengan 650 ml N-Heksan. Masukkan bahan inhibitor dan pelarut ke dalam tabung elenmeyer dan pasang alat ekstraksi pendingin tegak. Kemudian panaskan diatas hot plate selama kurang lebih 1 jam hingga warna N-Heksan berubah karena tercampurnya senyawa bahan inhibitor dengan pelarut. Kemudian bahan di dinginkan hingga di peroleh larutan yang kental. Baja yang akan di gunakan di bersihkan dengan menggunakan amplas kemudian direndam pada larutan HCL, kemudian di bersihkan menggunakan air dan sabun yang mengalir dan ditimbang massanya. Pengujian dilakukan dengan metode electroplating, dimana baja direndam dalam air laut buatan yang dialiri listrik selama 30 m3nit dan 60 menit. Kemudian dikeringkan dan ditimbang massa akhirnya (Ardi, 2106). Daun
Jambu
Material Baja API 5L dan
material ASTM
A53
dalam tabung elenmeyer dan pasang alat ekstraksi pendingin tegak. Kemudian panaskan diatas hot plate selama kurang lebih 1 jam hingga warna N-Heksan berubah karena tercampurnya senyawa bahan inhibitor dengan pelarut. Kemudian bahan di dinginkan hingga di peroleh larutan yang kental. Baja yang akan di gunakan di bersihkan dengan menggunakan amplas kemudian direndam pada larutan HCL, kemudian di bersihkan menggunakan air dan sabun yang mengalir dan ditimbang massanya. Pengujian dilakukan dengan metode electroplating, dimana baja direndam dalam air laut buatan yang dialiri listrik selama 30 m3nit dan 60 menit. Kemudian dikeringkan dan ditimbang massa akhirnya (Ardi, 2106). Kopi Material
30 m3nit dan 60 menit. Kemudian dikeringkan dan ditimbang massa akhirnya (Ardi, 2106).
Daun Teh
Bahan dihaluskan, kemudian sebanyak 200 gram ekstarak kedelai di campurkan dengan 650 ml N-Heksan. Masukkan bahan inhibitor dan pelarut ke dalam tabung elenmeyer dan pasang alat ekstraksi pendingin tegak. Kemudian panaskan diatas hot plate selama kurang lebih 1 jam hingga warna N-Heksan berubah karena tercampurnya senyawa bahan inhibitor dengan pelarut. Kemudian bahan di dinginkan hingga di peroleh larutan yang kental. Baja yang akan di gunakan di bersihkan dengan menggunakan amplas kemudian direndam pada larutan HCL, kemudian di bersihkan menggunakan air dan sabun yang mengalir dan ditimbang massanya. Pengujian dilakukan dengan metode electroplating, dimana baja direndam dalam air laut buatan yang dialiri listrik selama 30 m3nit dan 60 menit. Kemudian dikeringkan dan ditimbang massa akhirnya (Ardi, 2106). Daun Teh Baja
Karbon Schedule 40 Grade B
ERW
Dauh teh di keringkan selama 14 hari kemudian di haluskan hingga di dapatkan serbuh daun. Baja dengan ketebalan 0,5 cm, panjang 3 cm dan lebar 3 cm sebanyak 36 buah sampel. Kemudian besi di amplas dengan amplas besi dengan merk KINIK CC-1500-CW dan direndam di dalam aseton, kemudian dikeringkan pada suhu 40oC selama 15
stirrer selama 30 menit pada suhu 80oC. setelah
itu dikeringkan menggunakan kertas saring. Untuk media korosif digunakan 3 gram bubuk NaCl dan 97 ml aquades. besi kemudian di rendam selama 3 hari dan 6 hari (Yonna, 2012).
Daun Teh Baja AISI E2512
Baja di bersihkan dengan menggunakan amplas dan di timbang massanya. Membuat ekstrak daun teh melalui proses maserasi dengan kosentrasi 0, 9, 10, 11%. Melakukan perendaman spesimen pada masing-masing konsentrasi dan mengujinya pada masing-masing waktu perendaman yang telah ditentukan (10, 20, 30 dan 40 hari). Mengukur berat spesimen uji setelah perendaman dan pembersihan dan menghitung laju korosinya (mdd) dan efisiensi inhibitor (Riza, 2015).
Kulit
Manggis Baja St-37
Baja di bersihkan dengan menggunakan amplas dan di cuci menggunakan aquades. Kemudian baja dikeringkan dengan menggunakan oven pada suhu 40oC selama 15 menit. kulit buah manggis
VI. Hasil Pengamatan
Berdasarkan hasil pengamatan dan analisa jurnal, diperoleh data nilai pengujian efesiensi laju korosi sebagai berikut.
Tabel IV.1 : Hasil uji efesiensi laju korosi
Jenis Inhibitor
Hasil Jenis Pengujian
Kulit Buah Manggis
Gambar Kurva Pengaruh Ekstrak Kulit Buah
Manggis terhadap Efisiensi Inhibisi Korosi
pada baja lunak.
Kedelai Gambar Grafik
perbandingan effisiensi inhibitor yang dimiliki tiap jenis inhibitor yang
dipakai dengan metode electroplating pada material baja API 5L dan
material ASTM A53. Daun
Jambu Kopi
Daun Teh
Gambar Grafik konsentrasi inhibitor terhadap efisiensi inhibisi
pada medium korosif larutan NaCl 3% untuk lama perendaman 3 dan 6
hari pada Baja Karbon Schedule 40 Grade B
ERW
Daun Teh
Gambar Grafik efisiensi ekstrak daun teh terhadap
waktu pada baja AISI E2512
Kulit Manggis
Gambar Grafik pengaruh konsentrasi larutan
inhibitor terhadap efisiensi inhibitor pada
Baja St-37
Berdasarkan hasil pengamatan yang telah dilakukan pada lima jurnal di peroleh beberapa hasil efesiensi dari pengujian terhadap beberapa jenis baja dengan menggunakan inhibitor yang berbeda seperti yang ditunjukkan pada tabel VI. 1. Berdasarkan hasil yang diperoleh nilai efesiensi terbaik yaitu dengan menggunakan inhibitor daun teh dan baja yang digunakan adalah API 5L dengan nilai efesiensi sebesar 93,69% dan untuk baha A53 nilai efesiensinya 92,20%. Sedangkan nilai effisensi inhibitor paling kecil yaitu inhibitor kopi yang hanya memiliki 41.76% untuk material API 5L dan 36.26% untuk material ASTM A53. Selisih nilai effisiensi yang dimiliki inhibitor teh dan inhibitor kopi mencapai 63.34%.
Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa daun teh sangat baik di gunakan sebagai inhibitor alami yang memiliki banyak keunggulan. Daun teh mengandung senyawa tannin berkisar antara 7%-15%. Senyawa tanin yang ada dalam daun teh inilah yang dapat berfungsi sebagai inhibitor. Selain itu, daun teh sangat mudah untuk di temukan di daerah pegunungan Indonesia, harga yang murah, dan tidak beracun sehinggan merupakan inhibitor yang sangat cocok untuk di gunakan. Selain itu beberapa penelitian dari jurnal memperlihatkan bahwa nilai efesiensi yang dimiliki oleh daun teh cukup tinggi yaitu dimana daun the yang digunakan pada Baja Karbon Schedule 40 Grade B ERW adalah 74,32% dan baja AISI E2512 dengan konsentrasi daun teh 9% sebesar 72,28%, 10% sebesar 80,08%, dan 11% sebesar 66,40%.
V. PENUTUP A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Nilai efesiensi kulit manggis pada baja lunak 59,07%, untuk kedelai material baja API 5L 63,35% dan material ASTM A53 34,50%, untuk daun jambu material baja API 5L 93,45% dan material ASTM A53 85,10%, untuk kopi material baja API 5L 41,76% dan material ASTM A53 26,%, untuk daun teh material baja API 5L 96,69% dan material ASTM A53 92,20%, daun teh menggunakan material Baja Karbon Schedule 40 Grade B ERW efesiensinya 73,58 %, daun teh dengan menggunakan baja AISI E2512 80,09%, dan kulit manggis menggunakan baja Baja St-37 26,05%.
2. Bahan alami yang memiliki efesiensi laju korosi paling bagus adalah daun teh yang menggnakan material baja API 5L dimana nilai efesiensinya sebesar 96,69%
B. Saran
Saran yang dapat diambil dari penelitian ini adalah untuk penelitian kedepannya diharapkan menggunakan lebih banyak data untuk bahan Organik yang digunakan sehingga lebih banyak inhibitor alami yang digunakan dalam aplikasi kehidupan sehari-hari.
Daftar Pustaka
Turnip, Lusiana Br dkk. 2015. Pengaruh Penambahan Inhibitor Ekstrak Kulit Buah Manggis Terhadap Penurunan Laju Korosi Baja ST-37. Jurnal Fisika Unand Vol. 4, No. 2, April 2015
Yanuar, Ardi Prasetia Yanuar dkk. 2016. Pengaruh Penambahan Inhibitor Alami terhadap Laju Korosi pada Material Pipa dalam Larutan Air Laut Buatan. JURNAL TEKNIK ITS Vol. 5, No. 2, (2016) ISSN: 2337-3539
Prasetya, Riza Hasbi. 2015. Pengaruh Konsentrasi Inhibitor Ekstrak Daun Teh Terhadap Laju Korosi Baja AISI E2512. Skripsi, Program Studi Strata 1 Teknik Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jember
