BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Landasan teori
4.1.2 Jenis Korosi
Bedasarkan kerusakan yang diakibatkan, penyebab, lingkungan tempat terjadinya korosi, maupun material yang diserang, korosi dapat dibagi menjadi beberapa jenis:
22 4.1.2.1 Uniform Corrosion
Uniform corrosion (korosi seragam) merupakan korosi yang terjadi pada permukaan material akibat bereaksi dengan oksigen.
Hal ini biasanya terjadi pada material yang memiliki ukuran butir yang halus dan homogenitas yang tinggi.
Uniform corrosion merupakan jenis korosi yang memiliki laju korosi yang terjadi pada seluruh permukaan logam atau paduan yang terpapar ke lingkungan berlangsung dengan laju yang hampir sama. Hampir seluruh permukaan logam akan terkorosi.
Gambar 4.2 Uniform Corrosion
Korosi ini terjadi pada seluruh permukaan logam yang terkontak langsung dengan lingkungan dengan intensitas yang sama. Akibat dari korosi jenis ini biasanya logam akan mengalami kehilangan berat paling besar dibandingkan dengan apabila terkena korosi dengan jenis yang lainnya. Korosi ini biasanya terjadi pada baja karbon yang berada pada lingkungan yang korosif maupun atmosfer, sedangkan pada tembaga terjadi laju korosi yang rendah karena adanya lapisan film pelindung pada permukaannya, sehingga tembaga memiliki ketahanan korosi yang tinggi.
Jenis korosi ini adalah jenis korosi yang paling umum terjadi dimana korosi terjadi secara menyeluruh pada permukaan logam yang terekspos pada lingkungan yang korosif. Korosi ini sering juga disebut sebagai penipisan (thinning) atau general corrosion. Contoh paing umum dari jenis korosi ini adalah logam yang terekspos
23 udara, selain itu juga dapat terjadi karena serangan dari HCL, H2SO4, HF, senyawa sulfur dan sebagainya.
Pengendalian dari uniform corrosion adalah dapat dilakukan dengan cara pelapisan logam dengan car atau material yang lebih mulia. Selain itu dapat juga dengan proteksi katodik.
4.1.2.2 Piting Corrosion
Pitting Corrrosion (korosi sumuran) adalah bentuk korosi yang terlokalisasi dimana akan terbentuk suatu rongga atau lubang pada material logam. Pitting corrosion dianggap lebih berbahaya dibandingkan dengan uniform corrosion, hal ini dikarenakan bentuk korosi ini sulit untuk dideteksi atau diidentifikasi, karena produk korosi yang terbentuk biasanya akan menutupi rongga-rongga serta sulit untuk diprediksi. Logam yang dapat membentuk lapisan pasif, seperti halnya baja dan aluminium merupakan logam yang paling rentan terhadap serangan dari pitting corrosion, kegagalan material akibat dari pitting corrosion terjadi melalui mekanisme penetrasi dengan persentase kehilangan berat (weight-loss) yang sangat kecil.
Gambar 4.3 Pitting Corrosion
Pitting corrosion dapat membentuk suatu rongga atau lubang dengan struktur yang terbuka (uncovered) ataupun tertutup (covered) dengan membrane semi-permeable dari produk korosinya. Rongga yang terbentuk dapat berbentuk hemispherical
24 atau cup-shaped. Terdapat tujuh bentuk dari rongga hasil dari pitting corrosion:
Gambar 4.4 Pitting Corrosion Form
Pitting corrosion merupakan jenis korosi yang sangat berbahaya karena sulit untuk dideteksi dan jika dibiarkan akan semakin parah.
Pencegahan dari pitting corrosion dapat dilakukan dengan cara:
- Menggunakan material dengan elemen paduan yang ditunukan dengan pitting resistance seperti penambahan molybdenum pada stainless steel
- Menjaga agar permukaan material merata
- Meng-coating material dan menggunakan proteksi katodik dan inhibitor
- Jangan biarkan potensial melewati nilai kritis
- Jika memungkinkan gunakan equipment tersebut dioperasikan pada temperature rendah
4.1.2.3 Erosion Corrosion
Erosion corrosion merupakan korosi yang terjadi karena Kerusakan kumulatif yang disebabkan oleh reaksi korosi
25 elektrokimia dan efek mekanis dari gerakan relatif antara elektrolit dan permukaan yang berkarat. Kedua hal ini terjadi secara terus menerus sehingga dapat membuat material logam tersebut rusak.
Erosion corrosion dapat juga disebabkan karena keausan langsung oleh abrasi mekanis yang disebabkan oleh partikel tersuspensi.
misalnya, peledakan pasir, erosi bilah turbin oleh tetesan, dan lain sebagainya. Bentuk yang terbentuk dari akibat korosi ini yaitu groove, bergelombang, berlubang dan membentuk scalloping.
Gambar 4.5 Erosion Corrosion
Kecepatan dari fluida yang mengalir memberikan pengaruh yang sangatlah besar terhadap terjadinya erosion corrosion. Hal ini dikarenakan semakin besar kecepatan fluida maka semakin cepat pula laju korosinya. Selain itu kecepatan fluida akan menyebabkan terbentuknya aliran turbulensi yang dapat menyebabkan korosi yang terbentuk semakin parah.
26 Gambar 4.6 Pengaruh Flow velocity terhadap erosion
corrosion
Pencegahan yang dapat dilakukan terhadap terjadinya erosion corrosion dengan memperbaiki desain dari pipa agar alirannya stabil atau tidak turbulensi. Selain itu pentingnya pemilihan material yang tahan terhadap korosi seperti penambahan Cr pada baja agar dapat meminimalisir terjadinya erosi.
4.1.2.4 Cavitation Corrosion
Cavitation corrosion (korosi kavitasi) dapat terjadi ketika operasi fluida mengalaimi penurunan (pressure drop) sampai bawah tekanan uapnya. Sehingga terdapat gelembung-gelembung udara pada permukaan logam. Pecahnya gelembung pada permukaan logam inilah yang dapat mengakibatkan permukaan logam tersebut terkikis.
Karakteristik dari kavitasi adalah terjadinya bentuk seperti sarang lebah dipermukaan logam. Terdapat batas yag jelas antara daerah yang mengalami kavitasi dan yang tidak mengalami kavitasi.
Serta terdapat perbedaan intensitas kavitasi pada bagian depan dan
27 belang. Terdapat beberap faktor yang menjadi penyebab terjadinya kavitasi yaitu:
- Jumlah udara yabg terjebak dalam fluida - Partikel dalam fluida
- Tingkat korosif material yang digunakan - Pemilihan material yang tidak tepat - Kondis operasi yang tidak sesuai
Skema pecahnya gelembung yang menjadi penyebab kavitasi:
Gambar 4.7 Cavitation corrosion
Lokasi yang sering terjadi kavitasi biasanya yaitu suction pump, khususnya jika mendekati nilai NPSHR (net positive suction head required). Discharge valve atau regulator, khususnya apabila posisi near-closed serta pada elbow dan expansion pump.
Pencegahan yang dapat dilakukan untuk menghindari terjadinya kavitasi adalah dengan menggunakan material yang tahan terhadap kavitasi, merubah desain agar jumlah udara yang masuk kedalam fluida dapat dikurangi, mengoptimalkan kondisi operasi, menambahkan inhibitor seperti Cr dan nitrat, penerapan proteksi katodik, menghaluskan permukaan logam, serta menerapkan sistem perlindungan coating.
28 4.1.2.5 Crevice Corrosion
Crevice corrosion (korosi celah) merupakan salah jenis korosi yang menyerang celah-celah yang umumnya terjadi karena adanya jebakan air atau elektrolit diantara celah sambungan dan retakan.
Jebakan air atau elektrolit ini dapat juga terjadi dibawah deposit pasir, debu, scale, dan produk korosi serta seal fleksibel, berpori atau berserat seperti kayu, plastik, karet, semen, asbes, dan lain sebagainya.
Tahapan dari korosi celah ini yaitu terjadinya korosi secara merata. Pada daerah celah tempat air atau elektrolit terjebak, terjadi penipisam kadar oksigen sehingga pembentukan OH- terhambat.
Akibat dari terjaidnya kekurangan ion positif, ion negatif dari luar celah seperti halnya Cl- berdifusi masuk kedalam celah untuk menyeimbangkan muatan. Ion M+ terhidrolisis sehingga menyebabkan penurunan pH didalam celah. Penurunan pH ini menyebabkan reaksi korosi semakin parah. Crevice corrosion bersifat autokatalik yang berarti bahwa begitu awal terjadi, sel-sel tidak lagi bergantung pada keadaan luar.
Gambar 4.8 Crevice Corrosion
Korosi jenis ini dapat dikendalikan dengan cara memilih material yang tahan terhadap korosi, meurunkan agresifitas larutan dengan
29 menurunkan kandungan klorida, keasaman dan atau termperaturmya akan menghambat aliran proses pembentukan deposit dan mengeliminasi terakumuasi hidrolisa korosi. Memberi unsur penghambat di larutan (Inhibitor), cara ini harus diperhitungkan dengan baik karena dapat menyebabkan kerusakan berupa lubang kecil atau pitting.
Selain itu dapat dilakukan dengan cara perencanaan dengan menghindari adanya celah pada peralatan. Serta meminimalisir adanya tempat yang menjadi genangan air pada logam.
4.1.2.6 Galvanic Corrosion
Galvanic corrosion merupakan korosi yang dapat terjadi jika terdapat dua buah logam yang berbeda berkontak langsung. Logam yang lebih mulia akan bertindak sebagai anoda.
Gambar 4.9 Galvanic Corrosion
30 Gambar 4.10 Tabel Logam
Terdapat beberapa cara untuk mencegah terjadinya galvanic corrosion yaitu:
- Memilih logam yang letaknya berdekatan pada galvanic series
- Menghindari adanya efek ukuran katoda lebih besar dibandingkan anoda, karena hal ini dapat mempercepat terjadinya korosi
- Melindungi atau insulasi masing-masing logam agar tidak saling berkontak
- Mengaplikasikan coating dan menambah inhibitor
- Nebambahkan material ketiga yang lebih anodic disbanding material kedua tersebut
4.1.2.7 Intergranular Corrosion
Intergranular corrosion merupakan salah satu jenis korosi lokal yang menyerang batas butir. Seperti yang diketahui bahwa logam merupakan susunan butiran kristal seperti butiran pasir yang Menyusun pasir. Butiran tersebut saling mengikat dan membentuk
31 mikrostruktur. Adanya korosi intergranular akan melemahkan batas butir tersebut sehingga logam kehilangan kekuatannya.
Gambar 4.11 intergranular Corrosion
penyebab dari terjadinya intergranular corrosion karena adanya pengotor pada batas butir seperti Fe pada paduan Al. Terbentuknya kromium kabrida pada stainless steel yang dipanaskan hingg temperature 4250C – 8500C, proses pemanasan ini juga disebut sensitasi. Pada las-lasan juga bisa terdapat intergranular corrosion yang tepatnya berada di daerah HAZ (Heat Affected Zone).
Intergranular corrosion ini dapat dikontrol dengan du acara : 1. Metallurgical
- Solution annealing
Pemansan logam sampai dengan temperature 10500C, pemanasan ini berguna untuk menguraikan kromium kabrida yang terbentuk, kemudian diikuti dengan pendinginan cepat.
- Low-carbon alloy modification
Menurunkan kandungan karbon sampai dengan dibawah 0.03% untuk austenitic stainless steel (304L, 316L) atau dibawah 50 ppm untuk ferritic stainless steel.
- Menambahkan unsur yang lebih kuat sepeti Ti atau Nb 2. Environmental
Menurunkan kadar keasaman dan menurunkan kondisi oksidasi, sehingga kemungkinan terjadinya intergranular corrosion dapat diturunkan pula.
32 4.1.2.8 Stress Corrosion Creacking (SCC)
Stress corrosion creaking atau korosi retak tegang merupakan intergranular pada logam akibat kegiatan gabugan antara tegangan tarik statis dengan lingkungan khusus. Terbentuknya korosi ini lazim dijumpai pada lingkungan industri. Stress corrosion creaking (SCC) terjadi karena adanya 3 (tiga) kondisi yang saling berkaitan, yaitu adanya tegangan tarik, lingkungan yang korosif, dan temperature tinggi.
Gambar 4.12 Stress Corrosion Creaking
Salah satu ciri dari korosi jenis ini adalah bahwa terdapat kasus yang tidak diduga datangnya. Sering kali, karena adanya ketahanan terhadap korosi suatu bahan yang dipilih ternyata gagal pada tegangan dibawah tegangan maksimum. Sedangkan ciri-ciri yang lain yaitu :
a. Terdapat tegangan tarik. Retak korosi tegangan terjadi karena adanya hasil kerja sama antara tegangan dengan korosi, sehingga kalau salah satu unsur–unsur tersebut tidak ada maka tidak akan terjadi Stress Corrosion Cracking.
Tegangan tersebut mungkin terjadi dari tegangan luar yang bekerja pada komponen ketika operasional ataupun juga
33 karena adanya tegangan sisa yang terjadi ketika pembuatan komponen tersebut/fabrikasi.
b. Logam–logam paduan ternyata lebih rentan terhadap SCC daripada logam– logam murni.
c. Peretakan pada logam tertentu yang dapat teramati hanya yang disebabkan oleh sedikit saja unsur kimia di lingkungannya dan unsur–unsur itu tidak perlu dalam konsentrasi besar.
d. Bila tegangan tidak ada paduan biasanya lembam terhadap unsur yang serupa dengan lingkungan yang semestinya menyebabakan peretakan.
e. Bila bahan bersifat mulur, retak korosi tegangan mempunyai penampakan seperti perpatahan rapuh.
f. Biasanya dapat ditentukan tegangan ambang batas, dibawah tegangan SCC tidak dapat terjadi.
g. Terdapat rentang potensial tertentu dimana SCC bisa terjadi atau tidak mungkin terjadi.
Pencegahan yang dapat dilakukan untuk mencegah terjadinya stress corrosion creaking dapat dibedakan menjadi 3 (tiga) jenis yaitu :
A. Mechanical
- Menghindari adanya konsentrasi stress - Melepaskan tegangan sisa
- Mengurangi tekanan operasi - Mengaplikasikan NDT
B. Metallurgical
- Mengubah komposisi senyawa - Mengubah struktur senyawa
C. Envirinment
34 - Mengaplikasikan proteksi katodik
- Menambahkan inhibitor - Menggunakan organic coating - Mengatur suhu agar sesuai