Jenis-jenis Korosi (Selective leaching korosi, Erosion Corrosion, Fretting Corrosion, Korosi Temperatur Tinggi, dan Korosi Mikrobiologi) JENIS-JENIS KOROSI (Selective leaching korosi, Erosion Corrosion, Fretting Corrosion, Korosi Temperatur Tinggi, dan Korosi Mikrobiologi) A. Pengertian Korosi Korosi adalah penurunan mutu logam akibat reaksi elektro kimia dengan lingkungannya. Korosi atau pengkaratan merupakan fenomena kimia pada bahan – bahan logam yang pada dasarnya merupakan reaksi logam menjadi ion pada permukaan logam yang kontak langsung dengan lingkungan berair dan oksigen. Contoh yang paling umum, yaitu kerusakan logam besi dengan terbentuknya karat oksida. Dengan demikian, korosi menimbulkan banyak kerugian. Korosi logam melibatkan proses anodik, yaitu oksidasi logam menjadi ion dengan melepaskan elektron ke dalam (permukaan) logam dan proses katodik yang mengkonsumsi electron tersebut dengan laju yang sama : proses katodik biasanya merupakan reduksi ion hidrogen atau oksigen dari lingkungan sekitarnya. Untuk contoh korosi logam besi dalam udara lembab, misalnya proses reaksinya dapat dinyatakan sebagai berikut : Bahan Konstruksi Teknik Kimia 1 Jurusan Teknik Kimia – Fakultas Teknik – Universitas sebelas Maret Surakarta
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
Jenis-jenis Korosi (Selective leaching korosi, ErosionCorrosion, Fretting Corrosion, Korosi Temperatur
Hidrat besi (III) oksida inilah yang dikenal sebagai
karat besi. Sirkuit listrik dipacu oleh migrasi
elektron dan ion, itulah sebabnya korosi cepat
terjadi dalam air garam.
Korosi besi relatif cepat terjadi dan
berlangsung terus, sebab lapisan senyawa besi (III)
oksida yang terjadi bersifat porous sehingga mudah
ditembus oleh udara maupun air.
Korosi merupakan proses atau reaksi
elektrokimia yang bersifat alamiah dan berlangsung
dengan sendirinya, oleh karena itu korosi tidak dapat
dicegah atau dihentikan sama sekali. Korosi hanya
bisa dikendalikan atau diperlambat lajunya sehingga
Bahan Konstruksi Teknik Kimia 2Jurusan Teknik Kimia – Fakultas Teknik – Universitas sebelas Maret Surakarta
Jenis-jenis Korosi (Selective leaching korosi, ErosionCorrosion, Fretting Corrosion, Korosi Temperatur
Tinggi, dan Korosi Mikrobiologi)
memperlambat proses perusakannya. Dilihat dari aspek
elektrokimia, korosi merupakan proses terjadinya
transfer elektron dari logam ke lingkungannya. Logam
berlaku sebagai sel yang memberikan elektron (anoda)
dan lingkungannya sebagai penerima elektron (katoda).
Reaksi yang terjadi pada logam yang mengalami korosi
adalah reaksi oksidasi, dimana atom-atom logam larut
kelingkungannya menjadi ion-ion dengan melepaskan
elektron pada logam tersebut. Sedangkan dari katoda
terjadi reaksi, dimana ion-ion dari lingkungan
mendekati logam dan menangkap elektron-elektron yang
tertinggal pada logam.
Faktor yang mempengaruhi korosi :
Faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya
korosi antara lain sebagai berikut:
Jenis dan konsentrasi elektrolit
Adanya oksigen terlarut pada elektrolit
Temperatur tinggi
Kecepatan gerakan elektrolit
Pitting dan crevice corrosion terjadi pada
elektrolit yang tidak mengalir.
Jenis logam/paduan
Adanya galvanic cell
Adanya tegangan (tarik)
Bahan Konstruksi Teknik Kimia 3Jurusan Teknik Kimia – Fakultas Teknik – Universitas sebelas Maret Surakarta
Jenis-jenis Korosi (Selective leaching korosi, ErosionCorrosion, Fretting Corrosion, Korosi Temperatur
Tinggi, dan Korosi Mikrobiologi)
Kerugian dan Keuntungan Akibat Korosi
Kerugian yang ditimbulkan oleh korosi
diantaranya adalah:
1. Adanya kerugian teknis dan depresiasi
2. menurunnya efisiensi
3. menurunnya kekuatan konstruksi
4. Apperance yang buruk
5. Karat merupakan polusi dan menambah biaya
maintenance
Selain menimbulkan kerugian, korosi juga
menguntungkan diantaranya adalah adanya pabrik cat
(coating), adanya pekerjaan cathodic protection.
Pemilihan Material Untuk Mengurangi Sifat Korosi
Untuk memilih material agar dampak negatif
dari korosi dapat dikurangi dijelaskan sebagai
berikut:
1. Ketahanan korosi, yang dimaksud disini adalah
tingkat kemungkinan bertahannya material di
lingkungan yang korosif
2. Availibility, faktor ketersediaan. Material dengan
jumlah ketersediaan yang terbatas akan menimbulkan
kesulitan dalam hal kapasitas produksi
Bahan Konstruksi Teknik Kimia 4Jurusan Teknik Kimia – Fakultas Teknik – Universitas sebelas Maret Surakarta
Jenis-jenis Korosi (Selective leaching korosi, ErosionCorrosion, Fretting Corrosion, Korosi Temperatur
Tinggi, dan Korosi Mikrobiologi)
3. Cost, Dalam memilih material diusahakan agar biaya
material bisa ditekan sekecil mungkin
4. Strength, Apabila kekuatan material tidak bisa
dipenuhi maka material yang telah dipilih tidak
dapat dipakai
5. Appearance, sifat material akan bertambah
signifikan jika dipergunakan untuk memproduksi
barang – barang yang bersifat eksotis
6. Producibilitas, perlu dianalisa bisa tidaknya
dibuat sesuai fungsi barang yang akan dibuat
B. Jenis-jenis Korosi
Korosi dapat dibedakan ke dalam banyak
kategori.
Menurut lokasi korosinya, korosi diklsifikaskan
sebagai brikut:
1). Uniform/General Corrosion (Korosi Menyeluruh)
2). Localized Corrosion (Korosi Lokal/Setempat)
Berdasarkan lingkungannya, korosi dapat dibedakan ke
dalam 2 (dua) kategori:
1). Korosi Lingkungan Gas (Dry Corrosion)
2). Korosi Lingkungan Cairan (Wet Corrosion)
Bahan Konstruksi Teknik Kimia 5Jurusan Teknik Kimia – Fakultas Teknik – Universitas sebelas Maret Surakarta
Jenis-jenis Korosi (Selective leaching korosi, ErosionCorrosion, Fretting Corrosion, Korosi Temperatur
Tinggi, dan Korosi Mikrobiologi)
Korosi dapat dibedakan berdasarkan suhu korosif yang
melingkungi konstruksi logam. Berdasarkan suhu
korosif ini, korosi dibedakan menjadi 2 (dua)
kategori, yaitu :
1). Korosi Suhu Tinggi (High Temperature Corrosion)
2). Korosi Biasa/ Suhu Kamar
Di antara macam-macam penamaan / jenis-jenis korosi,
yang sering dijumpai ialah :
1). Galvanic atau Bimetalic Corrosion
2). Crevice Corrosion
3). Pitting Corrosion
4). Intergranular Corrosion
5). Selective Leaching Corrosion
6). Erosion/Abrassion Corrosion
7). Stress Corrosion Cracking (SCC)
8). Differential Aeration Corrosion
9). Fretting Corrosion
10). Filiform Corrosion
11). Corrosion Fatique
12). Hydrogen Attack
13). Microbial Corrosion
14). Dew Point Corrosion
Bahan Konstruksi Teknik Kimia 6Jurusan Teknik Kimia – Fakultas Teknik – Universitas sebelas Maret Surakarta
Jenis-jenis Korosi (Selective leaching korosi, ErosionCorrosion, Fretting Corrosion, Korosi Temperatur
Tinggi, dan Korosi Mikrobiologi)
Dalam makalah ini akan dibahas tentang
Selective leaching korosi, Erosion Corrosion,
Fretting Corrosion, Korosi Temperatur Tinggi, dan
Korosi Mikrobiologi.
1. Selective leaching korosi
Korosi Selektif adalah suatu bentuk korosi
yang terjadi karena pelarutan komponen tertentu
dari paduan logam (alloynya). Pelarutan ini
terjadi pada salah satu unsur pemadu atau komponen
dari paduan logam yang lebih aktif yang
menyebabkan sebagian besar dari pemadu tersebut
hilang dari paduannya. Material yang tertinggal
telah kehilangan sebagian besar kekuatan fisiknya
(karena berpori-pori). Selektif leaching –nama
lain dari Korosi Selektif- bisa terjadi dari
sepasang panduan logam satu fasa dan juga dua
fasa. Dalam paduan dua fasa, fasa yang kurang
mulia akan meluruh terlebih dahulu.
Bentuk korosi ini juga disebut pemisahan atau
dealloying. Pemadu yang biasaanya terlarut dari
paduan logamnya adalah seng (Zn) , alumunium (Al)
, kobalt (Co) , nikel (Ni) , dan crom (Cr).
Beberapa contoh korosi selektif dari paduan logam
Bahan Konstruksi Teknik Kimia 7Jurusan Teknik Kimia – Fakultas Teknik – Universitas sebelas Maret Surakarta
Jenis-jenis Korosi (Selective leaching korosi, ErosionCorrosion, Fretting Corrosion, Korosi Temperatur
Tinggi, dan Korosi Mikrobiologi)
dengan logam Cu dapat dilihat pada tabel dibawah
ini :
Tabel 1 Contoh Korosi Selektif dari Paduan Logam
Cu dengan Logam Lain
Bentuk Korosi
Selektif
Paduan Logam Yang
TerlarutDezincfikasi Cu –
Zn
Zn
Dealuminasi Cu –
Al
Al
Demanganisasi Cu –
Mn
Mn
Denikelisasi Cu –
Ni
Ni
Desilikonisasi Cu –
Si
Si
Decuprifikasi Cu –
Ag
Cu
Tembaga secara khusus jika dikombiasikan
dengan unsur-unsur ini. Membentuk suatu bagian
dari paduan logam yang sensitif terhadap leaching.
Bentuk korosi ini biasanya dinamai sesuai dengan
element-element yang meluruh, seperti ditulis pada
tabel diatas. Pada paduan logam tembaga-perak
Bahan Konstruksi Teknik Kimia 8Jurusan Teknik Kimia – Fakultas Teknik – Universitas sebelas Maret Surakarta
Jenis-jenis Korosi (Selective leaching korosi, ErosionCorrosion, Fretting Corrosion, Korosi Temperatur
Tinggi, dan Korosi Mikrobiologi)
fenomena dealloying yang terjadi adalah peluruhan
selektif tembaga yang disebut decuprifikasi. Pada
paduan logam perak-emas, peluruhan selektif
terjadi pada perak, meninggalkan emas.
Dapat ditarik kesimpulan bahwa korosi
selektif akibat dari efek galfanik antara unsur-
unsur berlainan yang membentuk paduan (Walaupun
faktor-faktor lain seperti kandungan udara dan
temperatur yang berbeda juga sangat
penting).Dimana terlihat dari contoh logam paduan
yang memiliki Esel lebih rendah akan mengalami
korosi karena berperan sebagai anoda dan yang
lebih murni sebagai katoda.
Gambar 1 Selective Leaching Corrosion pada Pipa
Mekanisme selective leaching corrosion
Bahan Konstruksi Teknik Kimia 9Jurusan Teknik Kimia – Fakultas Teknik – Universitas sebelas Maret Surakarta
Jenis-jenis Korosi (Selective leaching korosi, ErosionCorrosion, Fretting Corrosion, Korosi Temperatur
Tinggi, dan Korosi Mikrobiologi)
Pada dasarnya logam yang lebih mulia bertindak
sebagai katoda dan paduan logam sebagai anoda.
Tetapi tidak hanya itu, sebenarnya kedua logam
larut (misal Tembaga-seng), baik seng dan tembaga
kedua-duanya larut, tetapi diikuti oleh
pengendapan kembali tembaga. Atau logam yang
paduan yang lebih aktif akan terlarut. Kita dapat
memperkirakan logam mana yang akan terlarut
berdasarkan E sel (logam mana yang lebih mulia
akan menjadi katodik dan lawannya anodik akan
mengalami korosi). Dalam kasus dezincification
dari kuningan, seng istimewa terlarut dari paduan
tembaga-seng, meninggalkan lapisan permukaan
tembaga yang keropos dan rapuh.
Gambar 2 Mekanisme Selective Leaching Corrosion
Bahan Konstruksi Teknik Kimia 10Jurusan Teknik Kimia – Fakultas Teknik – Universitas sebelas Maret Surakarta
Jenis-jenis Korosi (Selective leaching korosi, ErosionCorrosion, Fretting Corrosion, Korosi Temperatur
Tinggi, dan Korosi Mikrobiologi)
Contoh Bentuk Korosi Selektif
Dezincfikasi merupakan bentuk korosi selektif
yang menyerang paduan logam yang terdiri Cu dan Zn
(kuningan). Dezincfikasi terutama terjadi pada
kuningan dengan kadar seng diatas 15 – 20 % , pada
lingkungan air yang mengandung ion Cl- seperti air
payau & air laut dan air yang mengandung O2.
Sedangkan untuk kuningan dengan kadar seng kurang
dari 5 % biasaanya tahan terhadap korosi ini.
Produk dari proses dezincfikasi menghasilkan
kuningan yang berlubang , rapuh , memiliki
kekuatan mekanis yang rendah dan warna kuningan
berubah dari kuning ke merah.
Tipe atau bentuk serangan pada proses
desincfikasi dibagi menjadi 2 bagian :
a. Tipe setempat (plug)
Tipe korosi ini menyerang secara lokal sampai ke
dalam kuningan membentuk lubang. Korosi tersebut
terjadi pada kuningan yang mempunyai kadar seng
rendah, kondisi lingkungan basa, netral atau
sedikit asam. Air dapat merambas melalui lubang
ini. Lubang ini bisa muncul jika diberi
perlakuan mekaniks seperti ditekuk.
Bahan Konstruksi Teknik Kimia 11Jurusan Teknik Kimia – Fakultas Teknik – Universitas sebelas Maret Surakarta
Jenis-jenis Korosi (Selective leaching korosi, ErosionCorrosion, Fretting Corrosion, Korosi Temperatur
Tinggi, dan Korosi Mikrobiologi)
Gambar 3 Korosi Setempat
b. Tipe lapisan (merata)
Tipe korosi ini menyerang secara merata pada
permukaan kuningan dan melarutkan seng pada
seluruh permukaan kuningan dengan laju yang
hampir sama. Korosi tersebut terjadi pada
kuningan dengan kadar seng tinggi dan kondisi
lingkungan yang asam.
Gambar 4 Korosi Merata
Bahan Konstruksi Teknik Kimia 12Jurusan Teknik Kimia – Fakultas Teknik – Universitas sebelas Maret Surakarta
Jenis-jenis Korosi (Selective leaching korosi, ErosionCorrosion, Fretting Corrosion, Korosi Temperatur
Tinggi, dan Korosi Mikrobiologi)
2. Erosion Corrosion
Korosi erosi adalah korosi yang terjadi pada
permukaan logam yang disebabkan aliran fluida yang
sangat cepat sehingga merusak permukaan logam dan
lapisan film pelindung. Korosi dapat pula terjadi
pada permukaan yang bergerak cepat sementara
fluida disekitarnya mengandung partikel-partikel
padat. Korosi erosi terbentuk ketika logam
terserang akibat gerak relative antara elektroit
dan permukaan logam. Korosi ini terutama di
akibatkan oleh efek-efek mekanik seperti
pengausan, abrasi dan gesekan. Logam-logam lunak
sangat mudah terkena korosi jenis ini, misalnya,
tembaga, kuningan, aluminium murni dan timbal.
Pada stainless steel, paduan nikel dan titanium
biasanya lebih tahan akan korosi, karena mereka
ulet dan tahan lama pasif film. Logam yang
mengalami korosi erosi akan menimbulkan bagian-
bagian yang kasar dan tajam.
Korosi jenis ini biasanya menyerang peralatan
yang lingkungannya adalah fluida yang bergerak,
seperti aliran dalam pipa ataupun hantaman dan
gerusan ombak ke kaki-kaki jetty. Keganasan fluida
korosif yang bergerak diperhebat oleh adanya dua
fase atau lebih dalam fluida tersebut, misalnya
Bahan Konstruksi Teknik Kimia 13Jurusan Teknik Kimia – Fakultas Teknik – Universitas sebelas Maret Surakarta
Jenis-jenis Korosi (Selective leaching korosi, ErosionCorrosion, Fretting Corrosion, Korosi Temperatur
Tinggi, dan Korosi Mikrobiologi)
adanya fase liquid dan gas secara bersamaan,
adanya fase liquid dan solid secara bersamaan
ataupun adanya fase liquid, gas dan solid secara
bersamaan. Kavitasi adalah contoh erosion
corrosion pada peralatan yang berputar di
lingkungan fluida yang bergerak, seperti impeller
pompa dan sudu-sudu turbin. Erosion / abrassion
corrosion juga terjadi di saluran gas-gas hasil
pembakaran.
Jenis korosi ini yang perlu diperhatikan
keretakan korosi erosi (stress corrosion cracking) dan
penggetasan zat air. Dalam hal ini perusakan
karena erosi dan korosi saling mendukung. Logam
yang telah kena erosi akibat terjadi keausan dan
menimbulkan bagian-bagian yang tajam dan kasar.
Bagian-bagian inilah yang mudah terkena korosi dan
bila ada gesekan akan menimbulkan abrasi lebih
barat lagi.
Bahan Konstruksi Teknik Kimia 14Jurusan Teknik Kimia – Fakultas Teknik – Universitas sebelas Maret Surakarta
Jenis-jenis Korosi (Selective leaching korosi, ErosionCorrosion, Fretting Corrosion, Korosi Temperatur
Tinggi, dan Korosi Mikrobiologi)
Gambar 5 Sebuah Blade Akibat Korosi Erosi
Pada dasarnya korosi erosi dapat dibedakan
menjadi tiga jenis yakni:
a. Kondisi aliran laminar
b. Kondisi aliran turbulensi
c. Kondisi peronggaan
Aliran laminer adalah aliran ideal dan
disukai dalam aliran pipa. Aliran turbulen
merupakan aliran bergolak/berputar, hal ini
biasanya terjadi pada blower. Aliran turbulen
adalah aliran yang tidak disukai pada pipa, karena
dapat menyebebkan korosi erosi yang sangat cepat
pada pipa.
Secara umum korosi erosi dipengaruhi oleh:
a. Sifat Logam Paduan Ketahanan
Bahan Konstruksi Teknik Kimia 15Jurusan Teknik Kimia – Fakultas Teknik – Universitas sebelas Maret Surakarta
Jenis-jenis Korosi (Selective leaching korosi, ErosionCorrosion, Fretting Corrosion, Korosi Temperatur
Tinggi, dan Korosi Mikrobiologi)
Kerentanan terhadap korosi erosi lebih
tergantung lunak pada bahan logam. Dimana setiap
bahan mempunyai ketahanan yang berbeda akan
abrasi. Jadi secara tidak langsung akan
mempengaruhi ketahanan korosi erosi. Untuk itu
kekerasan bahan sangat mempengaruhi ketahanan
akan korosi erosi.
b. Alam dan Sifat Film Pelindung
Keras padat, kepatuhan, film terus dan mudah
untuk pasivasi-ulang memberikan perlindungan
yang lebih baik. Baja Stainless lebih pasif dan
tahan terhadap korosi, akibatnya bahan ini
rentan terhadap erosi-korosi. Bahan ini tidak
menunjukkan penurunan berat badan dan benar-
benar pasif dalam kondisi stagnan, tetapi
serangan yang cepat dari material oleh-ferrous
sulfat bubur asam sulfat terjadi di kecepatan
tinggi.
c. Galvanic Efek
Efek galvanik mungkin tidak ada, bahkan kondisi
statis. Namun hal ini dapat terjadi ketika
gerakan hadir.
d. Suhu/Temperatur
Pada lingkungan berait (aqueous), temperatur
mempengaruhi laju korosi, temperatur permukaan,
Bahan Konstruksi Teknik Kimia 16Jurusan Teknik Kimia – Fakultas Teknik – Universitas sebelas Maret Surakarta
Jenis-jenis Korosi (Selective leaching korosi, ErosionCorrosion, Fretting Corrosion, Korosi Temperatur
Tinggi, dan Korosi Mikrobiologi)
hear flux, dan konsentrasi permukaan yang
terkaitdan gradien trasnfer kimia. pada
kebanyakan reaksi kimia, peningkatan temperatur
diikuti dengan peningkatan laju korosi. Aturan
kasar (rule of thumb) menyatakan laju reaksi
korosi meningkat dua kali lipat pada tiap
kenaikan temperatur 10o. Jadi dapat disimpulkan
bahwa peningkatan suhu akan menyebabkan serangan
meningkat (korosi) pada suatu bahan (logam dan
non logam).
e. pH
Tergantung pada sifat dan komposisi produk
korosi padat terbentuk pada permukaan logam, pH
larutan bervariasi-korosi laju erosi. Laju
korosi akan meningkat seiring menurunnya pH.
Situasi ini terutama ketika pH lingkungan
menurun menjadi di bawah 7. Pasivitas dari
beberapa paduan tergantung dari pH. Pada daerah
yang lokal, korosi akan meningkat dengan
pecahnya dan tergerusnya lapisan pasif sehingga
menyenyebabkan korosi erosi.
f. Kecepatan
Kecepatan lingkungan memainkan peran penting
dalam erosi korosi. Ini efek penggunaan mekanis
pada nilai tertinggi dan terutama ketika solusi
Bahan Konstruksi Teknik Kimia 17Jurusan Teknik Kimia – Fakultas Teknik – Universitas sebelas Maret Surakarta
Jenis-jenis Korosi (Selective leaching korosi, ErosionCorrosion, Fretting Corrosion, Korosi Temperatur
Tinggi, dan Korosi Mikrobiologi)
berisi padat dalam suspensi. Ini sering
mempengaruhi mekanisme reaksi korosi.
Meningkatkan kecepatan umumnya hasil dalam
serangan meningkat, terutama jika tingkat aliran
aliran besar yang terlibat. Efek ini mungkin
tidak ada, namun hal ini bida terjadi bahkan
meningkat perlahan sampai kecepatan kritis
tercapai, dan kemudian dapat meningkatkan
serangan dengan kecepatan tinggi.
Contoh Korosi Erosi
Korosi Erosi pada Pipa Besi
Ini merupakan jenis korosi yang kerusakannya
karena aliran fluida (kerusakan karena mekanis)
dan reaksi electromechemical. Erosi juga
didefinisikan sebagai degradasi yang dipercepat
karena adanya aliran fluida. Groves, gullies,
sudut tajam, permukaan gelombang adalah karakter
kerusakan dari erosi korosi. Kerusakan berupa
peronggaan juga sering dijumpai pada bagian dalam
pipa dimana zat cair seolah-olah diam, vibrasi-
vibrasi pada dinding pipa yang dihasilkan oleh
mesin pompa yang menimbulkan obilasi tekanan
transversal pada lapisan zat cair dinding-
Bahan Konstruksi Teknik Kimia 18Jurusan Teknik Kimia – Fakultas Teknik – Universitas sebelas Maret Surakarta
Jenis-jenis Korosi (Selective leaching korosi, ErosionCorrosion, Fretting Corrosion, Korosi Temperatur
Tinggi, dan Korosi Mikrobiologi)
dindingnya. Perubahan tekanan ini menimbulkan
serangan peronggaan dan sumuran.
Gambar 6 Korosi Erosi pada Pipa Besi
Mekanisme Pembentukan Korosi Erosi
Proses terjadinya korosi secara umum adalh
melalui beberapa tahap berikut :
1. Pada tahap pertama terjadi serangan oleh
gelembung udara yang menempel di permukaan
lapisan pelindung logam, karena adanya aliran
turbulen yang melintas di atas permukaan logam
tersebut.
2. Pada tahap kedua gelembung udara tersebut
mengikis dan merusak lapisan peindung.
3. Pada tahap ketiga, laju korosi semakin
meningkat, karena lapisan pelindung telah
hilang. Logam yang berada di bawah lapisan
pelindung mulai terkorosi, sehingga membentuk
cekungan, kemudian terjadi pembentukan kembaliBahan Konstruksi Teknik Kimia 19Jurusan Teknik Kimia – Fakultas Teknik – Universitas sebelas Maret Surakarta