6.METODE PENCEGAHAN KOROSI Metode yang umum digunakan untuk mencegah korosi antara lain : 1.Mengubah lingkungan. 2.Menggunakan material yang tahan terhadap korosi 3.Proteksi katodik. 4.Menggunakan/ menempatkan penghalang antara material dan lingkungan. 5.Desain berlebih.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
6.METODE PENCEGAHAN KOROSI
Metode yang umum digunakan untuk mencegah korosi antara
lain :
1. Mengubah lingkungan.
2. Menggunakan material yang tahan terhadap korosi
3. Proteksi katodik.
4. Menggunakan/ menempatkan penghalang antara material dan
lingkungan.
5. Desain berlebih.
Masing-masing metode ini mempunyai keuntungan dan
kerugian karena itu :
• Tidak ada satu metoda pun yang dapat dipergunakan secara
luas.
• Ada keterbatasan-keterbatasan dari masing-masing metoda.
• Tiap kondisi harus dipelajari secara teliti sebelum keputusan
diambil.
6.1 Merubah Lingkungan
Metoda ini bisa digunakan untuk temperatur/ konsentrasi
tertentu. Pemakaian metoda ini terbatas, misalnya penggunaan
inhibitor terbatas pada air dalam sirkuit tertutup. Pemilihan dan
pemakaian jumlah zat kimia harus sesuai, kalau tidak akan
mengakibatkan kecepatan korosi bertambah. Contoh pemakaian
metoda ini adalah dalam water supply system, water circulating
system, inhibitors. Menggunakan amines dengan acids.
Keuntungan dari metoda ini :
•sederhana
•mudah
•cost rendah
Kerugian :
•pemakaian terbatas
•jumlah dan jenis zat kimia harus dikontrol dengan teliti
6.2 Menggunakan Material Tahan Korosi
Cara yang dilakukan adalah membuat paduan-paduan
logam yang tahan terhadap korosi. Unsur-unsur yang umum
digunakan adalah Cu, Ni, Mo, Cr dengan baja atau besi,
sedangkan untuk Ti dan Ta hanya digunakan dalam kondisi yang
sangat korosif. Selain itu plastik material sudah banyak
digunakan, seperti thermoplastic polyvinyl chlorida dan
polyethylene.
Keuntungan : dapat digunakan dalam jangka waktu yang
lama.
Kerugian : cost menjadi tinggi dan membutuhkan keahlian
tertentu.
6.3 Katodik Proteksi
Prinsip yang digunakan adalah proteksi katodik, yaitu
katoda diproteksi sedang anoda terkorosi. Anoda yang digunakan
adalah logam yang lebih reaktif seperti Mg, Al, Zn dibandingkan
dengan besi (sebagai katoda).
Contoh : banyak digunakan untuk ship hulls, pipa-pipa baik
dalam tanah maupun dalam air dan lain-lain.
Keuntungan dari metode ini adalah mudah dan efektif.
Kerugiannya adalah pemakaian terbatas dan perlu pencelupan.
Sedang katodik impreseed current memerlukan aliran
listrik.Selanjunya akan diterangkan lebih dalam.
6.4 Menggunakan, Menempatkan Penghalang Antara
Material dan Lingkungan
Yang dimaksud disini adalah menempatkan material
tahan korosi yang dapat dipergunakan untuk mengisolasi dari
lingkungan yang korosif, misalnya cat, pelapisan dan lain-lain.
Contohnya antara lain adalah brick linings, protective coating
dan plastic sheetings.
Keuntungan dari metoda ini adalah cost cukup dan
cukup efisien. Kerugiannya adalah memerlukan persiapan
pemukaan.
6.5 Desain Berlebih
Berhubungan dengan kehilangan ketebalan material yang
digunakan dalam suatu lingkungan tertentu, sehingga ketahanan
material tersebut dapat diperkirakan dengan menambahkan
ketebalan pada desain. Contohnya adalah dalam heavier
structural members dan thicker plates.
Keuntungannya adalah umur ketahanan dari material dapat
diperkirakan, sedangkan kerugiannya adalah tidak efisien, berat
bertambah dan ongkos menjadi naik.
6.6 Inhibitor
Pada dasarnya inhibitor dapat dibagi menjadi :
1. Inhibitor Inorganik untuk Lingkungan Asam
Inhibitor ini akan mempengaruhi proses anodik dan keadaan
pasif dari logam.
2. Inhibitor Organik untuk Lingkungan Netral
Jenis inhibitor ini akan menurunkan kestabilan dari lapisan fasa
dan mempengaruhi kinetika dari reaksi katodik.
Pengaruh inhibitor terhadap polarisasi dapat digambarkan
pada gambar dan data-data tabe dibawah ini.l
Tabel 6. Pengaruh Inhibitor Terhadap Polarisasi
Jenis Inhibitor Konsentrasi (ppm) Laju Korosi (mpy)
Phosponat 0
5
20
40
100
250
5,2470
4,4327
3,1042
2,6869
2,4371
2,2369
Polyphospat 0
5
20
40
100
250
5,2470
3,8905
2,4384
1,9671
1,5482
1,5763
Gambar :Pengaruh Inhibitor Terhadap Kecepatan Korosi
Contoh-contoh inhibitor antara lain :
a. Inhibitor Anodik : soluble hydroxides, kromat, fosfat, silikat
dan karbonat, jenis inhibitor ini akan menurunkan kecepatan
korosi dari besi dan lain-lain. Yang mana inhibitor ini akan
menggeser polarisasi anodik ke atas, misalnya dengan
cara pembentukan atau menjaga lapisan film pasif pada
3. Alumunium Alloy (ALAP) yaitu Al – Zn –Mg – In - Sn atau Al
– Zn – Mg – In – Sn.
Kekurangannya:
• Mempunyai driving foerce kecil sehingga penggunaanya terbatas
• Untuk melindungi struktur besar dan well coated ,diperlukan banyak anoda yg diletakkan sepanjang pipa misalnya.
• Menggunakan koneksi listrik yg cukup banyak sesuai dgn jumlah anodanya. Sehingga instalasi perlu diperhitungkan
Untuk Kedua k.proteksi:
• Anoda yg disimpan didalam tanah baik untuk kedua alat tersebut harus disimpan / dibungkus dengan granulat coke,maksudnya supaya memperbesar luas permukaan sehingga arua listrik akan lebih tersebar dan akan menurunkan konsumsi anoda.
Perhitungan-perhitungan dalam anoda korban :
1.Tahanan anoda dalam air :
)12
(ln2
r
L
LR
R = Tahanan dalam air
ρ = Tahanan jenis air, Ωcm
L = panjang anoda, cm
r = jari-jari efektif anoda, cm
Contoh :
ρ = 9639 Ωcm
L = 2200 cm
r = 0,59cm
diperoleh R = 5,526 Ω
2. Arus yang dihasilkan anoda :
R
EEEIO
2)'11(
E1 = Potensial Anoda, V
E1’ = Potensial Drop, V
E2 = Potensial Pipa/ Material, V
Misal :
E1 = 1,7 V
E1’ = 0,175 V
E2 = 0,85 V R = 5,526
IO = 0,122 A
Io
Ipa
4. Arus Proteksi
Dalam Air = 1mA/mm2
Dalam Tanah = 7 mA/mm2
5. Kebutuhan Anoda
γa = jumlah minimum anoda, buah
Ip = Arus proteksi, A
Io = Arus yang dihasilkan anoda, A
)14
(ln2
r
L
LR
ANODA
Ar
Dwight memberikan rumus :
Rumus ini berlaku untuk dimensi/ ukuran anoda yang bulat,
A = Luas anoda
Π = 22/7
Cara pemasangan anoda :
Dasar : arus yang dihasilkan oleh anoda harus dapat mengalir
pada material yang akan diproteksi.
Caranya :
Tiap-tiap bagian dihubungkan dengan besi beton/ besi profil
dengan diameter tertentu, terjadi sirkuit tertentu.
• Distribusi anoda harus merata sesuai dengan jumlah
yang dibutuhkan.
• Penyambungan anoda dilakukan dengan pengelasan.
• Bagian besi beton yang berhubungan dengan
lingkungan dicat.
4.9 CONTOH SOAL
1. Anoda Timbal Seng
a. Hitung kapasitas teoritis bahan anoda timbal seng,
Jika kapasitas terukur adalah 780 Ampere-jam per kg. Hitung
efisiensi bahan!
mol29,154,65
1000
Jawaban :
Berat atom seng = 65,4
1 kg seng berisi =
1 mol seng kembali menjadi ion seng
bervalensi 2
= 2 x 96, 494 = 192, 988 Columb
Ada 15,29 mol menghasilkan 15,29 x 192, 988
= 2,95. 106 Columb
Dimana 1 Columb = 1 Ampere detik
Berarti muatan yang terbangkit
= 2,95. 106 Ampere detik
= 819 Ampere Jam per kg
Kapasitas terukur di lapangan
= 780 Ampere jam per kg
Jadi efisiensi terlarutnya seng = %95%100819
780x
2. Anjungan pengeboran minyak dari baja tidak berlapis.
Diketahui :
•Luas permukaan struktur kaki yang basah = 2000 m2
•Luas permukaan struktur penyilang yang basah = 500 m2
•Arus yang dibutuhkan = 110 mA per m2
Anggapan :
•Anoda terkorosi dengan laju tetap
•Anoda yang dipilih paduan Al
•Jika m2 dari paduan Al = 6,5 A (Arus yang mengalir)
•Laju pengausan Al = 1180 ml A/ tahun
•Dimensi anoda : d= 100 mm, panjang 400 mm
a. Hitung jumlah anoda yang diperlukan!
b. Jika ada anoda 2510 buah, apakah cukup untuk 10 tahun?
Jawab :
Luas Permukaan = 2500 m2
Total arus yang diperlukan = 2500 m2 x 110 mA m-2
= 275 A
Luas anoda yang dibutuhkan supaya dapat mengalirkan
275 A =
23,425,6
275m
2063,0214,021,014,32 mxxxx
buah671063,0
6,42
Anoda : anggap anoda berbentuk ½ silinder padat
• Luas anoda = 2πr x t
=
• Jumlah anoda =
(berbentuk pelana)
Untuk 10 tahun :
• Total arus yang diperlukan = 10 x 275 A=2750 A
• Berarti setiap anoda mempunyai pengeluaran :
10,12510
2750 Ampere- tahun
• Volume Anoda
= 33
2
10.57,12
4,005,005,014,3
2m
xxxtr
• Laju pengausan Al (volume) = 1180 ml A
per tahun = 1,18. 10-3 x 1,1 = 1,3.10-3 m3
3. Umur Proteksi :
8760xI
CxWT
O
T = Umur proteksi
W = Berat Anoda, kg
C = Kapasitas Anoda, A-h/ kg
IO = Arus yang dihasilkan anoda, A
8760 = konversi tahun-jam
Contoh :
W = 8,14 kg
C = 1230 A-h/ kg
IO = 0,122 A
T = + 10 tahun
mmr
xrx
txr
21
10.27,02
4,014,3
10.27,02
3
2
3
2
25004,0021,014,325002
2xxxx
txr
• Volume yang tinggal selama 10 tahun
= (1,57.10-3 – 1,3.10-3) m3 = 0,27.10-3
• Jari-jari anoda yang tersisa :
• Luas Al tersisa selama 10 tahun =
= 66,2 M2 = luas anoda yang tinggal
Dari perhitungan di atas diketahui bahwa diperlukan luasan anoda
sebanyak 42,3 m2 untuk memasukkan arus, berarti Al masih
efektif selama 10 tahun berlalu.
3. Laju Korosi
Laju korosi pada 22o C = 12 mpy
Laju korosi pada 40o C = 22 mpy
Ratio korosi = 22/12 = 1,83
Berapa temperatur yang diperlukan jika laju korosi menjadi dua
kali lebih besar ?
Jawab :
Pada beda temperatur 18oC diperoleh rasio korosi sebesar 1,83.
Maka supaya laju korosi menjadi 2 kali lebih besar :
CCx Oo 201883,1
2
4. Supaya laju korosi ½ kali lebih besar :
CCCx oOo 59,41883,1
21
5. Korosi Tangki
Diasumsikan :
• Laju korosi = 15 mpy = 0,015 inchi per year
• Safety Factor = 2
• Tebal tangki mula-mula = 5 mm (3/16 inchi) berdasarkan
tekanan dan berat beban dari tangki tersebut.
Berapa tebal tangki untuk 10 tahun?
Jawab :
Total korosi per 10 tahun = 0,015 x 10 = 0,15 inch
Jika safety factor = 2, maka corrosion allowance
menjadi 2 x 0,15 inchi = 0,30 inchi per 10 tahun
= 0,75 cm = 75 mm ≈ 8 mm
Design lebih dari tangki ini menjadi :
5 mm + 8 mm = 13 mm
PENCEGAGAHAN KOROSI PD BAJA DGN CARA HOT DEEP GALVANIZING /PELAPISAN DGN SENG
• Baja:Biasa dipakai dlm konstruksi yang bersifat mudah dibentruk,stabil,dpt didaur ulang,efisien dan ekonomis.
• Pelindung baja dari lingkungan biasanya Zink electroplating , penggunaan cat dan hot deep galvanizing. Dari ketiga cara ini yg terbaik adalah hot deep galvanizing.
• Caranya:Dengan mencelupkan baja yg telah difabrikasi kedalam BATH yg
berisi cairan seng cairan yg suhunya 450 oC. Pori –pori baja terbuka dengan demikian cairan seng akan masuk kedalam pori-pori dan membentuk lapisan allo.
Cara ini paling mudah dan tahan lama karena pelapisan tidak hanya terjadi dipermukaan saja,namun ke struktur baja yg terjadi
Prosesnya sebagai berikut :
• 1.Pembersihan minyakatau sisa oil pd baja• 2. Dibilas / dicuci dgn air• 3.baja dicuci dgn. Asam untuk membersihkan baja
dari karat• 4. Dibilas kembali• 5.Fluxing maksudnya mencegah baja
teroksidasisebelum dilapisi Seng.• 6.Pencelupan kedlm Seng cair selama 6 menit dgn
maksud gelembung tanda adanya reaksisudah hilang.
• 7. didinginkan / diangin –anginkan.
Hasil hot deep galvanizing :
• Hasilnya adalah 3 lapisan :• a)Lapisan seng murni pd posisi paling atas• b)lapisan alloysbg. Hasil reaksi antara baja dan Seng.• c)lapisan baja.• Lapisan ini diuji dengan metoda standart ASTM -
A123, standart BS EN ISO 1461 serta SNI 07-7033-2004.
• Ketebalan dengan range 45-100 mikron dan ketebalan baja sekitar 1.6s/d 64 mm.
Yang perlu diperhatikan
1. ventilasi: yang berfungsi untuk sirkulasiudara dan cairan seng keluar masuk strukturbaja, .karena pada saat dicelupkan adatekanan dari struktur baja yang menimbulKan ledakan. Ventilasi hrs sedekat mungkin dgntitik tertinggi atau titik terendah untuk menghindariudara yang terjebak 2.Sambungan las hrs bersih.3.Baut dan mur harus dilakukan hal yang sama
Keuntungannya :
• 1. memberikan perlindungan katodik• 2.lapisan alloy yg terbentuk kuat dan kokoh,bahkan
dibandingkan baja itu sendiri• 3.Perlindungan yang diberikan cukup lama bisa sampai
20 s/d 30 tahun• sangat ekonomis karena tak perlu ada biaya korosi• 4.HDG sangat handal dandapat diprediksi• 5. HDG dapat dipakai pd baja apa saja• 7. HDG ranmah lingkungan karenaa Seng tidak
beracun.dapat didaur ulang,sumber daya diperlukan sedikit dan polusi rendah.
Yang perlu diingat:
Sebelum memilih material untuk proses suatu sistem, data yang
harus diperlukan adalah :
1. Kondisi operasi alat
2. Apakah fluida yang dipakai korosif atau tidak
3. Apakah sistem selalu dicuci atau dikuras
4. Apakah ada kontaminasi dari lingkungan
5. Apakah fluida mengandung bahan organik yang selalu