“Jenis-jenis korosi dan Passivasi”
Tugas Satu Korosi dan Pencegahan. 22 September, 2011
A. Korosi Atmosfer
Korosiini terjadi akibat proses elektrokimia antara dua
bagian benda padat khusunya metal besi yang berbeda potensial dan
langsung berhubungan dengan udara terbuka.
Faktor-faktor yang menentukan tingkat karat atmosfer, yaitu
:
Jumlah zat pencemar di udara (debu, gas), butir-butir arang,
oksida metal, H2SO4, NaCl, (NH4)2SO4. Suhu Kelembaban kritis, Arah dan kecepatan angin,Radiasi matahari ,Jumlah curah hujan.
B.Korosi Galvanis
Korosi ini terjadi karena proses
elektro kimiawi dua macam metal yang berbeda potensial dihubungkan langsung di
dalam elektrolit sama. Dimana electron mengalir dari metal kurang mulia (Anodik)
menuju metal yang lebih mulia (Katodik), akibatnya metal yang kurang mulia
berubah menjadi ion-ion positif
karena kehilangan electron. Ion-ion positif metal bereaksi dengan ion negatifyang berada di dalam
elektrolit menjadi garam metal. Karena peristiwa tersebut, permukaan anoda
kehilangan metal sehingga terbentuklah sumur- sumur karat (Surface Attack) atau
serangan karat permukaan.
Sel galvanic tidak berhubungan
langsung walaupun keduanya berada di dalam elektrolit yang sama (Open Circuit).
Standar electromotive ini dapat berubah akibat pengaruh perubahan suhu,
perubahan konsentrasi zat-zat yang terlarut, kondisi permukaan elektroda,
kotoran/sampah pada elektroda dan lain- lain.
Contoh, suatu tube sheet atau sebuah
alat penukar kalori ( Tube sheet terbuat dari karbon steel (baja karbon), dan
tubenya dari paduan tembaga (Aluminium bronze), kalau ditinjau pada
electromotive series jelas bahwa baja (ferrum) lebih tinggi letaknya daripada
tembaga, jadi baja dalam kondisi ini menjadi lebih anodic terhadap paduan tembaga,
karenanya terjadilah sel karatgalvanic dan akibatnya tube sheet baja tersebut
berkarat dan kehilangan metal pada permukaannya.
C.Korosi Regangan
Korosi ini terjadi karena pemberian
tarikan atau kompresi yang melebihi batas ketentuannya. Kegagalan ini sering
disebutRetak Karat Regangan (RKR) atau stress corrosion cracking. Sifat retak
jenis ini sangat spontan (tiba-tiba terjadinya/spontaneous), regangan biasanya bersifat internal
yang disebabkan oleh perlakuan yang diterapkan seperti bentukan dingin atau
merupakan sisa hasil pengerjaan (residual) seperti
pengelingan, pengepresan dan lain-lain. Untuk material kuningan jenis RKR
disebutSeason Cracking, dan pada materialLow Carbon Steeldisebut Caustic
Embrittlement(kerapuhan basa), karat
ini terjadi sangat cepat, dalam ukuran menit, yakni jika semua persyaratan
untuk terjadinya karat regangan ini telah terpenuhi pada suatu momen tertentu
yakni adanya regangan internal dan terciptanya kondisi korosif yang berhubungan
dengan konsentrasi zat karat (Corrodent) dan suhu lingkungan. Zat penyebab
karat dan kondisi lingkungan penyebab RKR pada berbagai
system paduan
Contoh : sebuah paku di masukkan dalam air asin/air laut
maka paku tersebut akan berkarat yang diawali dari bagian kepala dan bagian
yang runcing. Bagian kepala dan bagian runcing
paku dibentuk secara paksa dengan system Cold Forming(pembentukan dingin). Di
dalampengerjaan Cold forming selalu dihasilkan regangan sisa, akibatnya
bagian tersebut akan menjadi anodic terhadap bagian paku lainnya apabila
dihubungkan melaluielektrolit.
D.Korosi Celah
Korosi celah (Crecive Corrosion) ialah sel korosi yang
diakibatkan oleh perbedaan konsentrasi zat asam.
Karat ini terjadi, karena celah sempit terisi dengan lektrolit (air yang pHnya
rendah) maka terjadilah suatu sel korosi dengan katodanya permukaan sebelah
luar celah yang basah dengan air yang lebih banyak mengandung zat asam daripada
bagian sebelah dalam celah yang sedikit mengandung zat asam sehingga akibatnya
bersifatanodic.
Proses pengkaratan ini berlangsung
cukup lama karena cairan elektrolit di dalam celah cenderung lama mengeringnya
walaupun bagian luar permukaan/celah telah lama kering. Celah ini sangat banyak
pada konstruksi karoseri kendaraan karena fabrikasinya menggunakan pengelasan electric resistance(tahanan listrik)
system spot pada pelat tipis yang disusun secara bertumpu (overlap). Overlap
inilah yang menimbulkan celah-celah.
Contoh, sebuah logam stainless steel
di masukkan ke dalam air laut dalam waktu yang cukup lama sehingga pada
permukaan logam yang semula rata dan bersih tidak ada karat akan menjadi
bergelombang pada permukaannya dan berkarat, hal itu mencerminkan bahwa terjadi
perbedaan konsentrasi zat asam antara logam dan air laut.
E.Korosi Arus Liar
Korosi arus liar ialah merasuknya
arus searah secara liar tidak disengaja pada suatu konstruksi baja, yang
kemudian meninggalkannnya kembali menuju sumber arus. Prinsip serangan karat
arus liar ini adalah merasuknya arus searah secara liar tidak disengaja pada
suatu konstruksi baja, kemudian meninggalkannnya kembali menuju sumber arus.
Pada titik dimana arus
meninggalkan konstruksi, akan terjadi serangan karat yang
cukup serius sehingga dapat merusak konstruksi
tersebut. Terdapat dua jenis sel arus dipaksakan, yakni :
1. Sel arus liar yang terjadi secara
eksidentil (tidak sengajja), seperti arus liar pada kereta apilistrik, yang
melaju disamping atau berdekatan dengan pipa air minum di dalam tanah yang
terbuat dari baja bergalvanis atau baja berlapis beton sebelah dalam dan
berbalut (wrapped) sebelah luar. Karat akan terjadi pada daerah keluarnya arus
luar yang berasal dari rel kereta listrik tersebut. Tempat dimana arus liar
masuk ke dlaam pipa, menjadi katoda, sedangkan dimana arus liar meninggalkan
pipa menjadi anoda dan berkarat. Karat akhirnya dapat melubangi pipa PDAM
tersebut.
2. Sel arus paksa disengaja, seperti
sel perlindungan katodik pada pipa bawah tanah. Arus berasal dari sumber arus
listrik searah menuju elektroda dan melalui tanah arus mengalir dari elektroda
ke pipa sehingga pipa menjadi katoda yang tidak berkarat. Selanjutnya arus
kembali ke sumber (rectifier) .
F.Korosi Pelarutan
Selektif
Korosi pelarutan selektif ini
menyangkut larutnya suatu komponen dari zat paduan yang biasa disebut pelarutan
selektif (Selective Dissolution) atau partino / de alloying. Zat komponen yang
larut selalu bersifat anodic terhadap komponen yang lain. Walaupun secara visual
tampak perubahan warna pada permukaaan
paduan namun tidak tampak adanya kehilangan materi berupa takik, perubahan dimensi, retak atau alur.
Bentuk permukaan tampaknya tetap
tidak berubah termasuk tingkat kehalusan/kekasarannya. Namun sebenarnya berat
bagian yang terkena jenis karat ini menjadi berkurang, berpori-pori dan yang
terpenting adalah kehilangan sifat
mekanisnya menjadigetas dan mempunyai kekuatan tarik sangat rendah.
Karat ini biasa terjadi melalui struktur logam dalam dua
macam :
1. Logam antara (unsur antara) unsur ini biasa bersifat
anoda atau katoda
terhadap logam utama.
2.Senyawa (unsur-unsur bukan logam) unsur ini bersifat
katoda terhadap ferit.
Contoh :
1.Dezincification
Yaitu proses pelarutan seng dari metal paduan kuningan yang
perpaduan antara seng dengan tembaga.
Mekanisme :
a.Logam paduan berkarat dan tembaga menuju ke permukaan
membentuk
lapisan luar yang keropos.
b. Logam seng menuju ke permukaan paduan dan melakukan
reaksi,
sehingga meninggalkan paduan.
2.Grafitasi
Yaitu proses karat yang terjadi pada grafit, contoh besi
cor, dimana besi meninggalkan paduan dari karbon dan
grafit, sifat logam ringan, keropos dan getas.
G.Korosi Erosi
Korosi erosi ialah proses perusakan
pada permukaan logam yang disebabkan oleh aliran fluida yang
sangat cepat. Korosi erosi dapat dibedakan pada 3 kondisi, yaitu : 1.Kondisi
aliran laminar
2.Kondisi aliran turbulensi
3.Kondisi peronggaan
Korosi erosi disebabkan oleh beberapa factor, yaitu :
1.Perubahan drastispada diameter lubang bor atau arah pipa
2.Penyekat pada sambungan yang buruk pemasangannya
3.Adanya celah yang memungkinkan fluida mengalir di luar
aliran utama
4. Adanya produk korosi atau endapan lain yang dapat
mengganggu aliran laminer.
H.Korosi Bakteri
Korosi ini hanya disebabkan oleh
suatu bakteri anaerobic yang hanya bertahan dalam kondisi tanpa ada zat asam.
Bakteri ini mengubah garam sulfat menjadi asam yang reaktif dan menyebabkan
karat.
Adapun bakterinya Sporvobrio
Desulfuricans, pencegahannya dengan memberi
aerasi ke dalam air. Adapun mikro organism yang lain yaitu
bakteri yang membentuk lapisan berlendir (slime) menyebabkan deposisi besi,
jamur dan alga. Bakteri ini melubangi filter, menyebabkan karat dengan cara
membuntu pipa-pipa pendingin.
Pencegahannya dengan senyawa Quarternary Ammonium dan Phenol (Pengendali
slime), Curri Sulfat (Pengendali Alga).
I.Karat Titik Embun
Karat titik embun ini diesebabkan
oleh factor kelembababn yang menyebabkan titik embun (dew point) atau
kondensasi. Tanpa adanya unsure kelembaban relative, segala macam kontaminan
(zat pencemar) tidak akan atau sedikit sekali menyebabkan pengkaratan. Titik
embun ini sangat korosif terutama di daerah dekat pantai dimana banyak partikel
air asin yang terhembus dan mengenai permukaan metal, atau di daerah kawasan
industry yang kaya dengan zat pencemar udara.
Saat jarang jatuh hujan, maka zat
pencemar di permukaan metal tidak terganggu, sehingga sewaktu terjadi
kondensasi di permukaan dengan factor cuaca yang relative dingin dan factor
kelembaban relative cukup tinggi ( di atas 80%), maka air embun tersebut tercampur
dengan zat pencemar yang ada menjadi larutan elektrolit yang sangat baik,
sehingga mempercepat proses pengkaratan atmosfer. Tingkat pengkaratan akan
sangat ganas apabila di sampingkeberadaan zat pengkarat (corrodent) yang
tinggi, kelembaban yang tinggi juga suhu yang bersifatcyclic
(baik turun secara teratur). Salah satu reaksi pembentukan asam yang
diperkirakan oleh kandungan SO2di dalam gas.
Contoh, pada puncak cerobong suhu udara cukup rendah
sehingga berada di bawah suhu kondensasi (titik embun). Karenanya di daerah
tersebut terjadi kondensasi dari gas bekas yang banyak mengandung uap air,
panas akibat pembakaran di puncak cerobong telah mendingin karena diserap oleh
metal dinding cerobong yang bersuhu lebih rendah sepanjang cerobong, akibatnya
terjadilah karat titik embun di daerah tersebut, yang sanggup melubangi
didinding cerobong (perforasi). Karena di dalam gas bekas (Flue gas) banyak
mengandung CO, CO2, COx dan SO2, yang memiliki butir-butir kondensat yang tercemar
dan bersifat asam.
Pasivasi
Merupakan suatu keadaan dari logam atau paduan logam dalam pelarut,di mana permukaan logam tertutup oleh oksida dan hidroksida dengan ketebalan tertentu dan kompak.
Keadaan ini mnenyebabkan logam atau paduan menjadi pasif dan
nantinya dapat memproteksi logam atau paduan terhadap serangan korosi. Pembentukan lapisan oksida
dan hidroksida sebagai lapisan
pasif
di permukaan memerlukan perhitungan secara tepat, karena lapisan oksida atau lapisan hidroksida justru dapat berubah menjadi pemicu terjadinya korosi. Seberapa tebal lapisan itu terbentuk,
atau bagaimana karakteristik film
atau lapisan pasif merupakan pertimbangan utama pemasifan.
Pasivasi adalah suatu teknik
elektronika yang digunakan untuk melindungli logam melalui pembentukan film pasif pada permukaan suatu logam atau material. Logam bila di celupkan dalam larutan asam akan mengalami proses pelarutan, kemudian terjadi pelepasan hydrogen dari permukaan
logam akibat adanya arus di
katoda dan di ikuti dengan reduksi dari oksigen.
Karakteristik sistem pasif meliputi
daerah aktif, daerah pasif dan daerah transpasif. Secara skematik dapat di
lihat pada diagram berikut,
Kurva pada gambar memperlihatkan
bahwa suatu logam yang di pasifkan pada potensial tertentu memiliki tiga
kemungkinan, berada pada
daerah aktif yang berarti logam mudah terkorosi, berada pada daerah pasif yang artinya logam
terproteksi dari korosi atau dari daerah transpasif, pada daerah ini akan terjadi pelepasan
oksigen, dan terjadi pelarutan yang berarti terjadi korosi sumuran atau pitting
corrosion. Oleh sebab itu besarnya potensial yang di pilih harus tepat. Karena apabila potensial yang di pilih berada pada
daerah aktif
atau
transpasilf yang terjadi bukan perlindungan terhada p korosi melainkan justru terkorosi. Selain itu pelarutan juga
berpengaruh pada proses pasivasi.
Setiap
logam mempunyai kurva potensial electrode- arus yang karakteristik, misalnya
saja untuk permukaan logam Nikel yang berorientasi (111), daerah aktif berada
pada potensial elektroda 0 sampai 200 mV / EHS ( electrode pembanding yang
digunakan adalah elektroda hydrogen standar), dan daerah tranpasif tercapai
mulai potensial 1400 mV / EHS untuk pH larutan pasivasi 3 ( E.Laksono 2001 :165
). Atau dapat di katakana
daerah aman untuk proses pasivasi adalah antara 200 sampai 1400 mV / EHS.
No comments:
Post a Comment