SIDANG TUGAS AKHIR. oleh : Rosalia Ishida NRP Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Sulistijono, DEA Dr. Hosta Ardhyananta, ST, MSc

oleh : Rosalia Ishida NRP 2706 100 005

Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Sulistijono, DEA Dr. Hosta Ardhyananta, ST, MSc

Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS

SIDANG TUGAS AKHIR



Dalam penggunaannya, baja sering mengalami kerusakan, salah satunya disebabkan karena korosi



Salah satu cara mengatasi korosi yang terjadi pada baja tersebut adalah dengan pelapisan logam menggunakan logam lain yang lebih anodik yaitu dengan cara Hot Dip Galvanizing



Proses pembentukan baja adalah hal yang harus mendapat

perhatian khusus, karena pembentukan logam berkaitan dengan perubahan dimensi dan ukuran dari baja tersebut. Perubahan ini disebut deformasi plastis.

Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS

Suriadi, IGA Kade., Suarsana, IK., 2007, “Prediksi Laju Korosi Dengan Perubahan Besar Derajat

Deformasi Plastis Dan Media Pengkorosi Pada

Materia Baja Karbon”. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin Universitas Udayana CAKRAM 1(12) : 1-8

 Menyimpulkan bahwa laju korosi baja AISI 3215 semakin meningkat seiring dengan meningkatnya derajat deformasi

PAPER REVIEW

 A.P. Yadav, A. Nishikata, T. Tsuru. 2007.

Effect of Fe–Zn alloy layer on the corrosion resistance of galvanized steel in chloride containing environments . Japan

 Menyimpulkan bahwa:

Pada lapisan hasil hot dip

galvanizing, Lapisan paduan Fe-Zn

mempunyai laju korosi yang lebih rendah daripada lapisan Zn

Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS

PAPER REVIEW

PERUMUSAN MASALAH

Bagaimana pengaruh variasi derajat deformasi plastis terhadap

ketahanan korosi lapisan hasil Hot

Dip Galvanizing.

1. Hasil cold work dianggap homogen

2. Hasil Hot Dip Galvanizing dianggap homogen.

3. Parameter yang mempengaruhi

hasil Hot Dip Galvanizing dianggap konstan

Teknik Material dan Metalurgi FTI- ITS

TUJUAN PENELITIAN

untuk mempelajari pengaruh variasi derajat deformasi plastis terhadap

ketahanan korosi lapisan hasil Hot Dip

Galvanizing.

Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS

Cold working adalah suatu proses pembentukan secara plastis terhadap logam atau paduan yang dilakukan di bawah temperatur rekristalisasi (van vlack, 1991)

Keuntungannya :



Toleransi dimensi dan permukaan akhir yang dihasilkan lebih baik.



Merupakan suatu metode yang murah pada tingkat produksi yang besar pada bagian-bagian yang kecil.



Tidak dibutuhkan pemanasan.

Kerugiannya :



Keuletannya menurun.



Timbul tegangan dalam/tegangan sisa



Dapat menyebabkan keretakan pada pengerjaan

dingin yang berlebihan.

Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS

%CW = A

_o

-A

_f

A

_o

X100%

Dimana :

%CW = Prosentase pertambahan luas area Af = Luas area setelah penekanan

Ao = Luas area sebelum penekanan (luas awal)

Proses HDG

• Degreasing

Proses pembersihan dilakukan dengan menggunakan larutan NaOH (soda kaustik) dengan konsentrasi 5% – 10% pada

temperatur 70^o C – 90^o C selama kurang lebih 10 menit.

• Rinsing

Pembilasan dengan air

• Pickling

spesimen dengan cara dicelupkan ke dalam larutan HCl (asam klorida) atau larutan H₂SO₄ (asam sulfat) dengan konsentrasi 10%–15% selama 15 – 20 menit.

• Fluxing

Proses fluxing merupakan proses pelapisan awal dengan

menggunakan Zinc Amonium Cloride (ZAC) dengan konsentrasi 20% – 30% selama 5 – 8 menit.

• Drying

Proses drying merupakan proses pengeringan dan pemanasan awal dengan menggunakan gas panas yang suhunya kurang lebih 150^o C,

• galvanizing

Pencelupan spesimen ke dalam cairan seng

• Quenching

mencelupkan spesimen ke dalam larutan sodium cromate

dengan konsentrasi 0,015% pada suhu kamar ataupun dengan menggunakan air.

Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS

Spesimen tanpa cold work (0%

cold work)

Spesimen di-cold work dengan variasi cold work sebesar

10%, 20% dan 40%

Hot Dip Galvanizing

Penggosokkan sampai lapisan Fe, Fe-Zn,Zn

Imersi spesimen 0% CW dan 40% CW pada larutan NaCl

0,5 M selama 35hari Uji polarisasi

potensiodinamik dengan 0,5M NaCl

Pengujian XRD

data

Analisa data dan pembahasan

kesimpulan Preparasi alat dan bahan

start

End

Pengamtan visual menngunakan mikroskop optik Pemotongan penampang

melintang

Bahan:

 Baja karbon rendah AISI 1020 sebagai base metal

 Larutan 10% NaOH

 Larutan HCl (1:1 + inhibitor hexamine)

 Larutan 25 % Ammonium Chloride (NH₄Cl)

 Padatan Zn

 Larutan NaCl 0,5 M Peralatan:

◦ Jangka Sorong dan penggaris

◦ Kertas gosok grid 2000

◦ Gerinda tangan

◦ Gergaji besi

◦ Alat potong plat

◦ Gelas ukur

◦ Sendok berbahan dasar plastik

◦ Kabel

◦ Pipet

◦ Stopwatch

Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS

• Hair dryer

• Mesin press

• Kamera Digital

• Peralatan pengujian XRD ( X- Ray Diffraction )

• Peralatan pengujian polarisasi potensiodinamik

•Mikroskop optik

(1) Perlakuan cold work dengan variasi derajat deformasi plastis yang berbeda, yaitu :

0 % 10 % 20 % 40%

(2)Spesimen dipotong dengan diameter 10 mm

Bentuk spesimen yang akan dibuat dapat dlihat pada gambar di bawah ini:

10 mm

7 mm

(3) Hot Dip Galvanizing

A. Tahap pengerjaan awal ( pre treatment )

 Degreasing

 Rinsing I

 Pickling

 Rinsing II

 Fluxing

 Drying

Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS

B. Tahap Pelaksanaan Galvanizing

C. Tahap pendinginan dan tahap akhir

 Quenching

 Finishing

(4)Pengujian potensiodinamik Tujuan

Mengetahui laju korosi dari masing- masing lapisan hasil hot dip galvanizing

di larutan 0,5 M NaCl

(5)Pengujian Difraksi Sinar-X

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui komposisi senyawa yang terbentuk pada lapisan terluar setelah proses imersi.

(6) Pengamatan metalografi dengan Mikroskop Optik

pengujian ini dilakukan untuk mengetahui lapisan hasil hot dip galvanizing

(7) Analisa Data

Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS

Teknik Material dan Metalurgi FTI- ITS

HASIL UJI POLARISASI POTENSIODINAMIK

Kurva polarisasi katodik-anodik lapisan Zn hasil hot dip

galvanizing dengan berbagai % cold work

Kurva polarisasi katodik-anodik lapisan Fe-Zn hasil hot

dip galvanizing dengan berbagai % cold work

Teknik Material dan Metalurgi FTI- ITS

Kurva polarisasi katodik-anodik base metal (Fe) hasil

hot dip galvanizing dengan berbagai % cold work

Nilai E

_corr

, i

_corr

, Corrosion Rate, masing-masing kurva polarisasi dihitung berdasarkan metode ekstrapolasi

tafel, yaitu dengan cara menarik garis linear pada cabang katodik maupun anodik.

Dimana :

CR = Laju korosi (mm/yr) K1 = 3,27 x 10^-3 g/µA cm yr

I_corr = Rapat Arus saat Ecorr (µA/cm²) ρ = density (g/cm³)

EW = Equivalent Weight (Berat Ekivalen)

EW yang dipakai:

base metal: 27,78 lapisan Zn : 32,695 lapisan Fe-Zn : 32,4 density (ρ ) yang dipakai:

base metal: 7,85 g/cm

^3,

lapisan Zn : 7,14 g/cm

³

,

lapisan Fe-Zn : 7,1826 g/cm

³

Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS

HASIL UJI POLARISASI POTENSIODINAMIK

Konsentrasi NaCl(M) % cold work lapisan

Polarisasi Potensiodinamik

Ecorr Icorr Corr Rate Corr Rate (V) (µA/cm²) (mmpy) (mpy)

0,5

0%

Zn -1,057 3,02 0,045221 1,780954

Fe-Zn -1,049 0,88 0,012981 0,511223

Fe -0,519 1,11 0,012845 0,505881

10%

Zn -1,117 10,18 0,152433 6,00335

Fe-Zn -1,026 0,96 0,014161 0,557697

Fe -0,557 1,82 0,021061 0,829462

20%

Zn -1,072 156,78 2,347586 92,4563

Fe-Zn -1,056 33,11 0,488395 19,23475

Fe -0,637 81,94 0,948214 37,34404

40%

Zn -1,049 103,14 1,544394 60,82372

Fe-Zn -1,051 9,41 0,138804 5,466597

Fe -0,677 56,52 0,654052 25,75891

Hasil Perhitungan Laju Korosi pada Pengujian Potensiodinamik

Pengaruh % cold work (reduksi area) terhadap laju korosi masing-masing lapisan hasil Hot

dip galvanizing

Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS

0 20 40 60 80 100

0 10 20 30 40

Laju Korosi (mpy)

% cold work

lapisan Zn

lapisan Fe

lapisan Fe-Zn

Pengaruh % cold work (reduksi area) terhadap laju korosi masing-masing lapisan hasil Hot dip

galvanizing

HASIL UJI METALOGRAFI

50µm

Zn

Fe Fe-Zn

50µm

50µm

50µm

Zn

Fe Fe-Zn

Zn

Fe Fe-Zn Zn

Fe Fe-Zn

0% COLD WORK

40% COLD WORK 20% COLD WORK

10% COLD WORK

Teknik Material dan Metalurgi FTI- ITS

10 20 30 40 50 60 70 80 90

0% CW 40% CW

relative intensity

o2 theta

:

^NiSi

: Zn : ZnO

Hasil difraksi sinar-X

0%CW

40% CW

Berdasarkan data hasil pengujian dan perhitungan yang telah dilakukan, disimpulkan bahwa:



Derajat deformasi plastis yang diberikan pada base metal dapat menyebabkan internal stress , sehingga menyebabkan laju korosi dan laju pembentukan

lapisan intermetalik Fe-Zn semakin meningkat.



Adapun temuan lain yang dihasilkan dari penelitian ini yaitu lapisan paduan Fe-Zn hasil hot dip

galvanizing mempunyai laju korosi paling rendah

daripada lapisan Zn maupun base metal (lapisan

Fe)



Percobaan dilakukan pada derajat pengerjaan dingin yang lebih tinggi sehingga dapat mengetahui nilai derajat

deformasi optimum pada AISI 1020 yang dilapisi seng dengan metode hot dip galvanizing .



Perlu adanya variasi kecepatan fluida pada pengujian selanjutnya untuk melihat kinerja lapisan hasil Hot Dip Galvanizing pada fluida yang bergerak.



Perlu adanya variasi temperatur pada pengujian selanjutnya untuk melihat ketahanan hasil Hot Dip Galvanizing pada temperatur tinggi.

Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS