UNIVERSITAS INDONESIA STUDI PENGARUH ...lontar.ui.ac.id/file?file=digital/20284484-S801-Studi...Teknik (.ST) jurusan Metalurgi dan Material di Departemen Teknik Metalurgi dan Material

UNIVERSITAS INDONESIA

STUDI PENGARUH KONSENTRASI EKSTRAK TEH

ROSELLA (HIBISCUS SABDARIFFA) SEBAGAI GREEN

CORROSION INHIBITOR UNTUK MATERIAL BAJA KARBON

RENDAH DI LINGKUNGAN NACL 3,5% PADA

TEMPERATUR 40 DERAJAT CELSIUS

SKRIPSI

RONI SAPUTRA

0706268871

FAKULTAS TEKNIK

DEPARTEMEN METALURGI DAN MATERIAL

DEPOK

JUNI 2011

Studi pengaruh ..., Roni Saputra, FT UI, 2011

UNIVERSITAS INDONESIA

STUDI PENGARUH KONSENTRASI EKSTRAK TEH

ROSELLA (HIBISCUS SABDARIFFA) SEBAGAI GREEN

CORROSION INHIBITOR UNTUK MATERIAL BAJA KARBON

RENDAH DI LINGKUNGAN NACL 3,5% PADA

TEMPERATUR 40 DERAJAT CELSIUS

SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

RONI SAPUTRA

0706268871

FAKULTAS TEKNIK

DEPARTEMEN METALURGI DAN MATERIAL

DEPOK

JUNI 2011


HAI-AMAN TDRNTATAAFI (XI$INAIJTAS

$cfpd id rdrhh td krryr saye rcrdffi den

scnor trnbe boik Plg dtknfiP mlpuf,

dintEkffih rrya ryetakrndergrn benrr.

Nrne

[t{PM

Trnelbryt

Tbnggal

v-L

{.. "

i


ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan selalu kehadirat Allah SWT yang telah

memberikan rahmat dan hidayah-Nya serta nikmat sehat sehingga saya dapat

menyelesaikan skripsi ini dengan sebaik mungkin. Penulisan skripsi ini dilakukan

dalam rangka untuk memenuhi salah satu syarat untuk menggapai gelar Sarjana

Teknik (.ST) jurusan Metalurgi dan Material di Departemen Teknik Metalurgi dan

Material Fakultas Teknik Universitas Indonesia.

Skripsi ini mengambil tema korosi dengan judul “Studi Pengaruh

Konsentrasi Ekstrak Teh Rosella (Hibiscus Sabdariffa) sebagai Green

Corrosion Inhibitor untuk Material Baja Karbon Rendah di Lingkungan

NaCl 3,5% pada Temperatur 40 Derajat Celsius ”. Skripsi ini berisi penelitian

dan pengujian dari teh rosella dimana merupakan salah satu bahan organik yang

dimanfaatkan sebagai inhibitor organik dan melihat pengaruh serta efisiensinya

dengan memvariasikan konsentrasi di lingkungan NaCl 3,5% pada temperatur

40°C. Dengan adanya penelitian ini maka diharapkan teh rosella bisa menjadi

bahan alami potensial sebagai salah satu inhibitor organik dalam perlindungan

korosi.

Saya menyadari bahwa, tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak,

dari masa perkuliahan hingga penyusunan skripsi ini, sangatlah sulit bagi saya

untuk menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu saya mengucapkan terima kasih

kepada:

1. Prof. Dr. Ir. Johny Wahyuadi M S, DEA, selaku dosen pembimbing yang telah

menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk mengarahkan saya dalam

penyusunan skripsi ini.

2. Prof. Dr-Ing. Ir. Bambang Suharno, selaku Kepala Departemen Teknik

Metalurgi dan Material FTUI.

3. Dr. Ir. Winarto, M.Sc, selaku Pembimbing Akademis.

4. Ir. Ahmad Herman Yuwono, Phd, selaku Koordinator Mata Kuliah Spesial

Departemen Metalurgi dan Material FTUI

5. Orangtua saya tercinta, Ibunda Dasimi dan Ayahanda Muhammad Rusli serta

saudara laki – laki saya Zulkifli beserta keluarga, Zulhendri beserta keluarga.


iii

S.T, Hendrizal beserta keluarga, dan M. Arif Abdurrahman. S.E, dan tak lupa

juga Saudara perempuan saya tercinta Defi Sulfita, S.Si beserta keluarga yang

telah memberikan bantuan dukungan moral dan materi hingga saya dapat

menyelesaikan skripsi ini.

6. Riris Dwi Adianti yang telah menemani dan memberikan semangat dalam

menyelesaikan skripsi ini.

7. Rekan skripsi saya Agung Akhmad Gumelar, Arry Prasetyo, Dobiet Kisan,

Koresy, Giafin Bibsy dan M. Wildan Permana yang bersama - sama memulai

dan menyelesaikan penelitian ini, sukses selalu buat kita semua kawan !

8. Teman – teman Asisten Korosi khususnya Dito Iandiano dan Andhika

Amanatillah yang telah meluangkan waktu dalam membantu penelitian ini.

9. Kawan - kawan seperjuangan di Metalurgi dan Material angkatan 2007 yang

saling menularkan semangat dalam menyelesaikan skripsi ini.

10. Andre, Anggy, Fajar, dan Ojik warga Minang Wisma Kemuning yang selalu

berjuang di kosan bersama dalam menyelesaikan skripsi ini.

11. Serta senior dan junior di Metalurgi dan Material yang banyak memberikan

semangat.

12. Dan seluruh teman – teman yang tidak dapat disebutkan namanya, terima

kasih atas dukungannya.

Akhir kata, saya hanya bisa mengucapkan terima kasih sebesar –

besarnya kepada semua pihak baik yang telah disebut maupun tidak, saya hanya

berharap Allah SWT akan membalas segala kebaikan semua pihak yang telah

membantu. Semoga skripsi ini membawa manfaat bagi pengembangan ilmu

metalurgi dan material ke depannya.

Depok, Juni 2011

Penulis


Slaipsi ini diajukan oleh

Nama

NPM

hogram Sftdi

Judul Skripsi

Pembimbing

Penguji I

Penguji 2

hof. Dr. k Johny Wahyuadi M S, DEA.

Ih. h. Sutopo, M.Sc

Ahmad Ivan Karayan, S.T., MJng

HALAMANPENGESAHAN

Roni Sapt#a

07MZ68E7l

thknik M€talurgi dan lvlaterial

Studi Penganrh Konsenhasi Ekshak Teh Rosella

€Iibiffis Witra) s$agai Green Conosimt

hhibitor untuk Mdsrial Baja Karbon Rendah di

tingkun$n NaCl 3,57o pada Temperatur 40 krajat

Celsius.

Tetah berhmil dipertahrnk*n di hadalnn Ilcrvan PengUii den diterima

sobagai bsgirn persy*retrtr yang diperlukrn untuk menperoleh gelrr

Smirna Teknik pade Progreu Strdi Tcknik Mctelurgi den llfleteriel

Fekulbs Tchik Uriversigs Indonesie

DEIVAI\IPENGUJI

tu

Ditetapkan Deeolq Jmi 2011

vStudi pengaruh ..., Roni Saputra, FT UI, 2011

HALAMAN PERIVYAAAAI\I PERSETUJUAI\T PT]BLIKASI TUGAS AKIIIR

T]NTT'K KEPENTINGAN AKADEIVIS

S€bagai sivitas akademik Universitas Indonesiq saya yang bertanda tangan di

bewah in!;

Nama

NPM

Program Studi

Departemen

Fakultas

Jenis Karya

Roni Saputra

07M26887r

Teknik Metalurgi dan Material

M€talwgidan Material

Teknik

Skripsi

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada

Universitas Indonesia Hak Bebos Royalti Non-eksklusif {i\ba-*cJae#u

Royolty-Free R Sh| atas karya ilmiah saya yang berjudul :

Studi Pengaru[ Konsentnsi EkstrakTeh Rocclla (Hibiscw Sabdariffa)

sehgai Grcea &nosiot Inhibitor untuk lVtrrtcrisl Baje K*bon Rendah di

Lingkungan NaCl 3$% pada Temperatur 40 Deraiat Celsius

beserta perangkat yang ada (ika diperlukan). Dengan H* Beb& Royalti

Nonekslusif ini, Universias Indorrcsia berhak menyimpan, mengalihmdia atatr

formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawaf dan

mernpublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nalna saya

sebagai penulis atau pencipta dan sebagai pemilik l{ak Cipb-

Demikian pernyatam ini saya btnt dengan sebenamya.

Dibuat di : Depok

Pada Thnggal : Juni 201 I


vii Universitas Indonesia

ABSTRAK

Nama : Roni Saputra

NPM : 0706268871

Program Studi : Teknik Metalurgi dan Material

Judul Skripsi : Studi Pengaruh Konsentrasi Ekstrak Teh Rosella

(Hibiscus Sabdariffa) sebagai Green Corrosion Inhibitor untuk Material Baja Karbon Rendah di

Lingkungan NaCl 3,5% pada Temperatur 40 Derajat

Celsius

Teh rosella merupakan bahan organik yang dapat dikembangkan sebagai inhibitor

untuk mengurangi laju korosi baja karbon rendah di lingkungan air laut pada

temperatur 40°C. Penggunaan teh rosella diharapkan dapat dijadikan sebagai

inhibitor yang bersifat aman, ramah lingkungan, serta bio-degradable dan juga

dapat mengurangi penggunaan bahan sintetis. Inhibitor teh rosella dipilih sebagai

inhibitor organik karena mengandung zat antioksidan yang dapat menghambat

proses korosi, seperti antosianin dan asam askorbat. Metode kehilangan berat

digunakan untuk menguji keefektifan teh rosella sebagai inhibitor dengan variasi

konsentrasi ( tanpa inhibitor, 2ml, 4ml, 6ml) dan lama perendaman selama 5 hari.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan inhibitor teh rosella yang

paling efektif bila digunakan pada lingkungan NaCl 3,5% pada temperatur 40°C

adalah pada penambahan 2 ml dengan efisiensi 13,2%.

Kata kunci :

Korosi; Baja Karbon Rendah; Teh rosella; Inhibitor organik;

Metode kehilangan berat; Konsentrasi; NaCl 3,5%


viii Universitas Indonesia

ABSTRACT

Name : Roni Saputra

NPM : 0706268871

Major : Metallurgy and Material Engineering

Title : Effects Study of Roselle Tea (Hibiscus Sabdariffa) Extract Concentration as Green Corrosion Inhibitors

for Low Carbon Steel on NaCl 3,5% Solution in 40

Celcius Degree

Roselle tea is organic materials that can be developed as inhibitors to reduce

corrosion rate of low carbon steel on NaCl 3,5% solution in 40°C. Roselle tea is

uspected to be one of inhibitors which is safe, friendly environment, dan bio-

degradable and alsocan reduce the use of organic materials. Roselle tea inhibitors

have been chosen as organic inhibitors because its containing antioxidants that

can reduce corrosion process, example anhthosianin and ascorbic acid. Weight

loss method is used to test the effectiveness of roselle tea as an inhibitors with

various concentration ( without inhibitors, 2ml, 4ml, and 6ml) and period of

immersion test is 5 days. The result of research showed that addition roselle tea

inhibitors most effective if used on NaCl 3,5% solution in temperature 40°C is

with additon 2ml with an efficciency 13,2%.

Keywords :

Corrosion; Low carbon steel; Green tea; Organic inhibitors;

weight loss methode; concentration; NaCl 3,5%


vii Universitas Indonesia

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i

HALAMAN PERNYATAAN ORISINILITAS ................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. iii

KATA PENGANTAR ........................................................................................... iv

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ............................................................ vi

ABSTRAK ........................................................................................................... vii

ABSTRACT ......................................................................................................... viii

DAFTAR ISI ......................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xii

DAFTAR TABEL ............................................................................................... xiv

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xv

1. PENDAHULUAN .............................................................................................. 1

1.1. Latar Belakang .......................................................................................... 1

1.2. Perumusan Masalah .................................................................................. 3

1.3. Tujuan Penelitian ...................................................................................... 4

1.4. Ruang Lingkup dan Batasan Masalah....................................................... 4

1.5. Sistematika Penulisan ............................................................................... 5

2. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................... 7

2.1. Prinsip Dasar Korosi ................................................................................. 7

2.2. Korosi pada Baja Karbon .......................................................................... 9

2.3. Jenis – Jenis Korosi ................................................................................ 11

2.4. Perlindungan Korosi ............................................................................... 15

2.4.1. Proteksi Katodik ............................................................................ 16

2.4.2. Coatings ......................................................................................... 17

2.4.3. Inhibitor ......................................................................................... 17

2.3.3.1. Klasifikasi Inhibitor ............................................................... 18

2.3.4. Material Selection ......................................................................... 21


viii Universitas Indonesia

2.4. Rosella Merah (Hibiscus sabdariffa L) ................................................... 23

2.5. Antioksidan dan Vitamin C .................................................................... 24

2.6. Perhitungan Laju Korosi dan Efisiensi Inhibitor .................................... 25

2.6.1. Perhitungan Laju Korosi................................................................ 25

2.6.2. Efisiensi Inhibitor .......................................................................... 26

3. METODOLOGI PENELITIAN .................................................................... 28

3.1. Diagram Alir Penelitian .......................................................................... 28

3.2. Alat dan Bahan ........................................................................................ 28

3.2.1. Alat ................................................................................................ 28

3.2.2. Bahan ............................................................................................. 28

3.3. Prosedur Kerja ........................................................................................ 31

3.3.1. Persiapan Awal .............................................................................. 31

3.3.1.1 Pemotongan Sampel ............................................................... 31

3.3.1.2 Pengeboran Sampel ................................................................ 31

3.3.1.3 Pengamplasan Sampel ........................................................... 31

3.3.1.4 Pengambilan Foto .................................................................. 31

3.3.1.5 Penimbangan Berat Awal Sampel ......................................... 32

3.3.2. Persiapan Larutan Rendam NaCl 3,5% ......................................... 32

3.3.3. Persiapan Inhibitor Ekstrak Teh Rosella ...................................... 33

3.3.4. Langkah Kerja Uji Rendam (ASTM G31-72) .............................. 33

3.3.5. Pembersihan Sampel (NACE Standard RP0775-2005) ................ 33

3.4. Pengambilan Data ................................................................................... 34

4. HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN ............................................... 36

4.1. Hasil Pengujian ....................................................................................... 36

4.1.1. Hasil Pengamatan Visual Low Carbon Steel ................................ 36

4.1.2. Hasil Pengujian Spectroscopy Low Carbon Steel .......................... 37

4.1.3. Hasil Pengujian pH Larutan .......................................................... 37

4.1.4. Hasil Pengujian Potensial Logam .................................................. 39

4.1.5. Hasil Pengujian Kehilangan Berat................................................. 40

4.1.6. Hasil Penghitungan Laju Korosi dan Efisiensi Inhibitor ............... 40


ix Universitas Indonesia

4.2. Pembahasan............................................................................................. 41

4.2.1. Analisis Pengujian Spectroscopy Low Carbon Steel ..................... 41

4.2.2. Pengamatan Visual Sampel Low Carbon Steel Dengan Dan Tanpa

Penambahan Inhibitor Teh Rosella ................................................ 42

4.2.3. Pengaruh Penambahan Inhibitor Terhadap pH Larutan ................ 43

4.2.4. Pengaruh Penambahan Inhibitor Terhadap Potensial Logam ........ 44

4.2.5. Pengaruh Penambahan Inhibitor Terhadap Pengurangan Berat

Logam ........................................................................................... 48

4.2.6 Pengaruh Penambahan Terhadap Laju Korosi dan Efisiensi

Inhibitor ........................................................................................ 49

5. KESIMPULAN ................................................................................................ 53

6. DAFTAR PUSTAKA....................................................................................... 54

7. LAMPIRAN ..................................................................................................... 56


x Universitas Indonesia

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Skema Sel Elektrokimia ................................................................ 7

Gambar 2.2 Skema Sel Korosi .......................................................................... 8

Gambar 2.3 Proses Korosi Menunjukkan Kebalikan dari Proses Metalurgi .. 10

Gambar 2.4 Skema Jenis – Jenis Korosi ......................................................... 13

Gambar 2.5 Contoh Korosi Seragam .............................................................. 14

Gambar 2.6 Contoh Korosi Galvanik ............................................................ 15

Gambar 2.7 Contoh Korosi Erosi ................................................................... 15

Gambar 2.8 Diagram Polarisasi Suatu Logam dengan Penambahan Inhibitor

Anodik ......................................................................................... 19

Gambar 2.9 Diagram Polarisasi Suatu Logam dengan Penambahan Inhibitor

Katodik ....................................................................................... 20

Gambar 2.10 Deret Galvanik berbagai Jenis Logam ........................................ 22

Gambar 2.11 Bunga Rosella Merah ................................................................. 23

Gambar 2.12 Struktur Molekul dari Asam Oksalat (Vitamin C) ..................... 25

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian............................................................... 28

Gambar 3.2 Sampel Low Carbon Steel Sebelum Proses Pencelupan ............ 31

Gambar 3.3 Ukuran Sampel Pengujian .......................................................... 32

Gambar 4.1 Diagram Ph Awal terhadap Penambahan Inhibitor 43

Gambar 4.2. Diagram Ph Akhir terhadap Penambahan Inhibitor 44

Gambar 4.3 Grafik Perubahan Nilai pH Awal – Ph Akhir terhadap

Penambahan Inhibitor .................................................................. 44

Gambar 4.4. Grafik Perubahan Potensial Awal – Potensial Akhir Logam

terhadap Penambahan Inhibitor ................................................... 45

Gambar 4.5 Diagram Pourbaix Fe Hasil Plot data pH dan Potensial Pada

Sistem tak Terinhibisi Pada Kondisi (a) Sebelum dan (b) Sesudah

Pengujian ...................................................................................... 46


Sistem Terinhibisi dengan Penambahan 2 ml Pada Kondisi (a)

Sebelum dan (b) Sesudah Pengujian ............................................ 47



xi Universitas Indonesia






Gambar 4.9 Grafik Pengaruh Besarnya Penambahan Volume Inhibitor

terhadap Kehilangan Berat ......................................................... 49

Gambar 4.10 Grafik Pengaruh Besarnya Penambahan Volume Inhibitor

terhadap Laju Korosi .................................................................. 50

Gambar 4.11 Ilustrasi Pembentukan Lapisan Pelindung pada Permukaan

Logam Oleh Dehydro-Ascorbic Acid (DAA) ............................. 51

Gambar 4.12 Grafik Pengaruh Penambahan Volume Inhibitor terhadap Efisiensi

Inhibitor Teh Rosella pada Temperatur 40°C ............................. 54


xii Universitas Indonesia

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Produk Korosi pada Baja .................................................................. 10

Tabel 2.2 Distribusi Kualitas Ketahanan Korosi Suatu Material ..................... 26

Tabel 3.1 Data Luas Permukaan, Massa, dan Densitas ................................... 30

Tabel 4.1 Sampel Sebelum Diuji Rendam ...................................................... 36

Tabel 4.2 Sampel Setelah Diuji Rendam ........................................................ 36

Tabel 4.3 Sampel Setelah Dipickling .............................................................. 37

Tabel 4.4 Komposisi Pelat Low Carbon Steel ................................................. 37

Tabel 4.5 Data pH Larutan ............................................................................... 37

Tabel 4.6 Data Perubahan pH Larutan ............................................................. 38

Tabel 4.7 Data Potensial Logam ...................................................................... 39

Tabel 4.8 Data Perubahan Potensial logam ..................................................... 39

Tabel 4.9 Data Kehilangan Berat Logam ........................................................ 40

Tabel 4.10 Data Laju Korosi dan Efisiensi Inhibitor ......................................... 40

Tabel 4.11 Rata – rata pH dan Potensial Awal – Akhir Logam ......................... 46


xiii Universitas Indonesia

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Hasil Pengujian Spectroscopy Sampel .............................................. 57

Lampiran 2 Foto Sampel sebelum Perendaman ..................................................... 58

Lampiran 6 Foto setelah Pengangkatan Sampel setelah Perendaman .................. 59

Lampiran 7 Foto Sampel setelah dipickling .......................................................... 60


1Universitas Indonesia

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Korosi dapat didefinisikan sebagai hasil kerusakan dari reaksi kimia antara

logam atau logam paduan dengan lingkungannya[1]. Korosi merupakan proses

alami yang tidak akan pernah berhenti atau akan terus terjadi selama material

logam tersebut mengalami kontak dengan lingkungannya. Akan tetapi, proses

korosi dapat diminimalisasi, dikendalikan atau diperlambat lajunya dengan

memperlambat proses perusakannya[2].

Peralatan-peralatan berat dalam dunia industri, mesin-mesin besar, pipa

saluran (minyak, gas dan air) yang berada diluar akan cepat rusak karena hujan,

kabut dan pengembunan yang relatif tinggi yang membawa bahan-bahan

pengoksida yang menyebabkan korosi merupakan salah satu faktor yang

mempercepat korosi pada peralatan itu. Biaya-biaya yang besar yang dikeluarkan

oleh pengusaha dibidang industri digunakan untuk melindungi material dari

serangan korosi dengan penggantian alat yang rusak akibat korosi, perawatan

peralatan, pengecatan material, maupun pelapisan logam. Untuk mencegah

banyaknya pengeluaran biaya yang besar, maka dilakukan pengendalian terhadap

korosi. Salah satu cara pengendalian korosi adalah dengan pemberian inhibitor

yang berfungsi memperlambat laju korosi pada lingkungan operasi.

Inhibitor merupakan pengendalian proses korosi dengan penambahan

suatu zat atau senyawa kimia dalam jumlah yang sangat sedikit pada suatu

lingkungan tertentu sehingga dapat menurukan laju korosinya dengan mengubah

lingkungannya menjadi tidak korosif. Inhibitor bersifat reversible, yang artinya

dapat lepas dari permukaan logam yang disebabkan oleh adanya arus larutan[1].

Oleh karena itu, konsentrasi minimum dari senyawa inhibitor harus dijaga untuk

mempertahankan lapisan endapan tipis tersebut.

Inhibitor bekerja dengan cara membentuk lapisan pelindung pada

permukaan logam dan umumnya berbentuk fluid atau cairan yang diinjeksikan

pada production line[3,4]. Inhibitor pada korosi logam terdapat dua jenis, yaitu

anorganik dan organik. Fosfat, kromat, dikromat, silikat, borat, tungstat, molibdat


2

Universitas Indonesia

dan arsenat adalah beberapa senyawa anorganik yang digunakan sebagai inhibitor

pada korosi logam. Namun demikian, senyawa-senyawa tersebut merupakan

bahan kimia yang berbahaya, harganya yang relatif mahal, dan tidak ramah

lingkungan[5].

Selain inhibitor anorganik, ada pula inhibitor organik. Senyawa yang

digunakan sebagai inhibitor organik adalah senyawa heterosiklik yang

mengandung atom N, O, P, S, dan atom-atom yang memiliki pasangan elektron

bebas[6]. Unsur-unsur yang mengandung pasangan elektron bebas ini nantinya

dapat berfungsi sebagai ligan yang akan membentuk senyawa kompleks dengan

logam[5]. Dari penelitian yang dilakukan Stupnisek-Lisac (2002)[6], inhibitor

korosi logam yang paling efektif adalah senyawa-senyawa organik. Senyawa-

senyawa organik yang sedang dikembangkan saat ini adalah green inhibitor.

Green inhibitor ini berasal dari tumbuh-tumbuhan atau biji-bijian. Green inhibitor

dari tumbuhan yang sering digunakan dapat diperoleh dari proses ektraksi,

leaching atau pressing[7].

Adapun kandungan yang terdapat pada green inhibitor salah satunya

adalah zat antioksidan. Zat antioksidan didefinisikan sebagai zat yang mampu

menghambat, menunda, dan mencegah proses oksidasi[8]. Oleh karena itu,

penggunaan zat antioksidan dapat menghambat laju korosi. Salah satu dari green

inhibitor yang mengandung zat antioksidan adalah teh rosella. Teh rosella yang

mempunyai nama latin Hibiscus sabdariffa ini mengandung senyawa - senyawa

berupa antosianin, asam askorbat[9]. Dalam dunia pengobatan, teh rosella banyak

digunakan untuk mengobati penyakit kanker[9].

Banyaknya kandungan zat antioksidan dan senyawa organic lainnya dalam

teh rosella, maka dalam penelitian ini teh rosella akan dimanfaatkan sebagai

inhibitor organik untuk material low carbon steel dalam lingkungan air laut.

Lingkungan air laut mengkondisikan berbagai aplikasi dari aplikasi equipment

yang digunakan di lingkungan atau di air laut itu tersendiri seperti pada pipa –

pipa di industri minyak dan gas, water cooling system, proses destilasi, dan lain -

lain.


3


1.2. Perumusan Masalah

Korosi merupakan fenomena yang sering dijumpai dalam perindustrian

terutama yang berhubungan dengan penggunaan bahan logam. Fenomena korosi

ini sangat merugikan karena dapat berkaibat pada kerugian materil dan

keselamatan. Oleh karena itu, perlu dilakukan tindakan pencegahan untuk

meminimalisir kerugian ini dengan pengendalian korosi. Ada beberapa metode

unttuk mengendalikan korosi, salah satunya adalah pemberian inhibitor. Adapun

inhibitor data dibagi dua, yaitu inhibitor organik dan inhibitor non organik.

berdasarkan penelitian yang dilakukan Stupnisek-Lisac (2002), inhibitor korosi

logam yang paling efektif digunakan adalah senyawa – senyawa organic yang

umumnya terdapat pada inhibitor organik alami atau biasa disebut green

inhibitor. Salah satu contoh penggunaan green inhibitor adalah teh rosella[6].

Rosella (Hibiscus Sabdariffa) merupakan tanaman semak yang telah

dikenal di pulau Jawa sejak 1687 dengan nama asam kesur[10]. Bahkan sudah sejak

tahun itu tanaman rosella sudah digunakan sebagai bahan untuk minuman

tradisional. Sebuah penelitian yang telah dilakukan menunjukkan hasil bahwa

didalam 100 gram kelopak teh rosella kering terdapat 1,9 protein, 0,1 gram lemak,

12,3 gram karbohidrat, 2,3 gram serat, dan 14 miligram asam askorbat, 0,04

vitamin B, serta komponen pewarna asli. Sumarno, 2004 juga menyatakan bahwa

teh rosella memiliki kandungan vitamin C (asam askorbat) lebih tinggi dari

kandungan vitamin C pada jeruk, 3 kali lipat lebih besar dari anggur hitam dan 9

kali lebih besar dari kandungan vitamin C pada jeruk sitrus[10].

Ekstrak teh rosella sebagai suatu inhibitor organik alami akan diteliti untuk

mengetahui :

a) bagaimana pengaruh sebelum dan setelah penambahan teh rosella,

terutama pH larutan dan potensial logam pada lingkungan air laut ?

b) bagaimana nilai laju korosi dengan dan tanpa penambahan inhibitor

organik pada lingkungan air laut ?

c) berapakah efisiensi dari teh rosella sebagai inhibitor organik dalam

menghambat korosi ?


4


Pada akhirnya hasil penelitian ini dapat dijadikan suatu perbandingan

suatu inhibitor organik dengan inhibitor organik lainnya yang sama – sama

memiliki zat antioksidan didalam inhibitor tersebut.

1.3. Tujuan Penelitian

a. Mengetahui efek penambahan teh rosella (Hibiscus Sabdariffa) sebagai

inhibitor pada lingkungan air laut (NaCl 3,5%).

b. Menentukan corrosion rate pada pelat baja karbon rendah yang direndam

dalam larutan NaCl 3,5% dengan dan tanpa penambahan inhibitor.

c. Menentukan efisiensi teh rosella (Hibiscus Sabdariffa) sebagai inhibitor

pada lingkungan NaCl 3,5%

d. Mengetahui penambahan konsentrasi yang efektif sebagai inhibitor

organik berdasarkan berat yang hilang (weight loss), laju korosi, dan

efisiensi inhibitor.

1.4. Ruang Lingkup Penelitian

Ruang lingkup dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

a. Jenis inhibitor yang digunakan adalah inhibitor organik ramah lingkungan

teh rosella (Hibiscus Sabdariffa).

b. Konsentrasi inhibitor teh rosella (Hibiscus Sabdariffa) yang digunakan

adalah 10 gpl dimana bunga rosella kering diseduh didalam aquades yang

telah dipanaskan.

c. Larutan rendam adalah NaCl 3,5% dengan volume yang disesuaikan

dengan batas minimum volume kontak larutan terhadap permukaan sampel

yang sesuai dengan standar ASTM G31-72.

d. Sampel untuk pengujian ini adalah baja karbon rendah yang berbentuk

coupon yang telah diamplas untuk membuang lapisan anti karatnya.

e. Variabel pengujiannya dikelompokan sebagai berikut :

1) Parameter tetap

i) Material berupa baja karbon rendah

ii) Temperatur lingkungan sekitar 40°C

iii) Volume larutan NaCl 3,5% sebesar 450 ml


5


2) Parameter tidak tetap

i) Konsentrasi ekstrak teh rosella sebanyak 0, 2, 4, 6 ml

f. Efisiensi inhibitor dihitung dengan menggunakan Persamaan 1.1

݂݅ܧ ݅ݏ ݁݊ ݊ܫ ℎܾ݅ =ݎ݅ݐಲିಳ

ಲ× 100% (1.1)

Ket : XA = Laju Korosi pada wadah tanpa inhibitor.

XB = Laju Korosi pada wadah dengan inhibitor.

g. Penghitungan laju korosi menggunakan Persamaan 1.2 yang sesuai dengan

ASTM G31-72 :

ܽܮ ݆ݑ ݅ݏݎܭ =×ௐ

××௧(1.2)

Ket : K = konstanta (mpy = 3,45 x 106)

W = kehilangan berat (gram)

D = densitas (gram/cm3)

A = luas permukaan yang terendam (cm2)

t = waktu (jam)

h. Pengukuran potensial logam menggunakan elektroda standar Ag/AgCl,

yang dikonversikan kedalam potensial vs SHE menggunakan Persamaan

1.3 sebagai berikut :

݁ݐܲ ݅ݏ݊ ݈ܽ (ܸ) ݏݒ ܧܵܪ = ݁ݐܲ ݈ܽ݅ݏ݊ (ܸ) +݈ܥ݃ܣ/݃ܣݏݒ 0.222 (1.3)

1.5. Sistematika Penulisan

Dalam penulisan ini, sistematika penulisan disusun agar konsep dalam

penulisan skripsi menjadi berurutan sehingga akan didapat kerangka alur

pemikiran yang mudah dan praktis. Sistematika tersebut dapat diartikan dalam

bentuk banyak bab-bab yang saling berkaitan dengan yang lain. Bab-bab tersebut

diantaranya :

Bab 1 Pendahuluan

Membahas mengenai latar belakang penulisan, perumusan masalah, tujuan

penelitian, ruang lingkung penelitian, dan sistematika penulisan.

Bab 2 Teori Penunjang

Membahas mengenai teori korosi secara umum baik pengertian dan jenis –

jenis korosi perlindungan terhadap korosi, aspek dan teoritis inhibitor, dan korosi

pada lingkungan air laut


6


Bab 3 Metodologi Penelitian

Membahas mengenai diagram alir penelitian, alat dan bahan yang

diperlukan untuk penelitian, dan prosedur penelitian.

Bab 4 Hasil Penelitian dan Pembahasan

Membahas mengenai pengolahan data yang didapat dari penelitian serta

menganalisa hasil penelitian bai berupa angka, gambar, dan grafik, serta

membandingkan dengan teori dan literatur

Bab 5 Kesimpulan

Membahas mengenai kesimpulan dari penelitian yang telah dilakukan.



Bab 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Prinsip Dasar Korosi

Korosi adalah proses degradasi suatu material atau hilangnya suatu material

baik secara kualitas maupun kuantitas akibat adanya proses reaksi elektrokimia

dengan lingkungannya. Korosi juga didefinisikan sebagai hasil perusakan dari

reaksi kimia antara logam atau logam paduan dan lingkungannya[1]. Lingkungan

dari terjadi korosi dapat berupa udara, air, larutan garam, larutan asam, dan lain –

lain.

Proses korosi yang terjadi pada logam biasanya bersifat elektrokimia yaitu

sebuah proses reaksi kimia dimana terdapat transfer elektron dari satu spesies

kimia ke spesies kimia lainnya[11]. Reaksi yang terjadi pada proses korosi

merupakan proses reduksi dan oksidasi yang terjadi secara spontan. Adapun syarat

– syarat terjadinya proses korosi adalah adanya empat komponen yang aktif.

Komponen - komponen ini adalah anoda, katoda, elektrolit, dan jalur electron atau

hungan listrik[12].

Anoda dalam sel elektrokimia, adalah tempat dimana metal loss terjadi

dimana elektron akan terlepas dari logam kemudian logam akan menjadi ion.

Logam yang sudah kehilangan elektron ini kemudian bermigrasi dari permukaan

logam ke lingkungan. Katoda adalah tempat dimana elektron yang dilepas oleh

logam dipakai untuk sebuah proses yang disebut dengan proses reduksi[12].

Gambar 2.1 Skema sel elektrokimia[12]


8


Reaksi yang terjadi pada anoda adalah reaksi oksidasi dimana reaksi

pelepasan elektron sehingga terjadi peningkatan nilai valensi dan perubahan

logam menjadi ionnya. Reaksi oksidasi pada suatu logam biasa dirumuskan

menjadi sebuah persamaan sederhana seperti dibawah ini :

M → M+n + ne- (n adalah valensi logam) (2.1)

Misalkan sebuah besi dari sebuah struktur terkena serangan korosi maka

reaksi anoda yang terjadi pada anodanya adalah sebagai berikut :

Fe → Fe2+ + 2e- (2.2)

Sedangkan pada katoda reaksi yang terjadi adalah reaksi reduksi dimana

elektron hasil dari reaksi oksidasi dikonsumsi untuk menurunkan nilai valensi dari

suatu spesies. Terdapat berbagai macam reaksi reduksi yang sering terjadi pada

logam yaitu[1] :

1. Reaksi pembentukan hidrogen:

2 H+ + 2e → H2 (2.3)

Reaksi reduksi oksigen dalam larutan asam

O2 + 4H+ + 4e → 2 H2O (2.4)

2. Reaksi reduksi oksigen dalam larutan basa/netral

O2 + 2 H2O + 4e → 4 OH− (2.5)

3. Reaksi reduksi logam

M3+ + e → M2+ (2.6)

4. Deposisi logam

M+ + e → M (2.7)

Gambar 2.2 Skema sel korosi[1]


9


Gambar 2.2 menjelaskan skema tentang keseluruhan proses yang terjadi

pada korosi. Pada bagian anoda terjadi reaksi oksidasi dimana logam Fe yang ada

pada metal berubah menjadi ion Fe2+ dan menghasilkan dua buah elektron. Kedua

buah elektron ini kemudian bermigrasi kearah katoda yang kemudian digunakan

untuk mereduksi dua ion H+ yang berkumpul dipermukaan katoda sehingga

menjadi gas hidrogen. Itulah mengapa terdapat gelembung – gelembung udara

pada permukaan logam yang terkena serangan korosi.

Terdapat faktor – faktor yang mempengaruhi korosi di sistem elektrolit cair

(aqueous) yaitu[13]:

1. Komponen ion larutan dan konstentrasinya

2. pH (tingkat keasaman)

3. Kadar oksigen

4. Temperatur dan transfer panas

5. Kecepatan (pergerakan fluida)

2.2 Korosi pada Baja Karbon

Baja karbon, paling banyak digunakan untuk material keteknikan,

diperkirakan 85% dari produksi baja dunia. Walaupun terdapat keterbatasan

terhadap ketahanan korosi, baja karbon banyak digunakan untuk aplikasi kelautan

(maritim), nuklir, transportasi, proses kimia, industri perminyakan, refining, pipa

saluran, konstruksi pertambangan dan peralatan proses logam. Baja karbon secara

alami memiliki keterbatasan terhadap kandungan paduannya, biasanya di bawah

2% dari total penambahan. Namun, penambahan tersebut secara umum tidak

menghasilkan perubahan terhadap ketahanan korosi. Terkecuali weathering steel,

dengan penambahan sedikit tembaga, krom, nikel, dan phosphorus dapat

mereduksi laju korosi pada lingkungan tertentu[14].

Baja merupakan material yang banyak digunakan untuk aplikasi pipa

saluran air, khususnya low carbon steel. Dengan adanya karbon, kekerasan dan

kekuatan akan meningkat sehingga low carbon steel digunakan karena memiliki

sifat mekanis yang baik, mudah dibentuk atau difabrikasi dan harga yang relatif

murah. Namun, baja terdiri dari beberapa fasa dan terdapat ketidakhomogenan

pada permukaan, sehingga dapat menyebabkan lokal sel elektrokimia. Hal


10


tersebut menyebabkan rendahnya ketahanan korosi dari baja karena reduksi

katodik mudah terjadi sehingga menyebabkan porous sebagai produk korosi dan

tidak terbentuk produk sampingan seperti lapisan pasif[14]. Proses korosi

merupakan kebalikan dari proses metalurgi (Gambar 2.3).

Gambar 2.3. Proses korosi menunjukkan kebalikan dari proses metalurgi[25]

Produk – produk korosi yang biasa dihasilkan pada baja antara lain :

2Fe + 2H2O + O2 2Fe(OH)2

2Fe(OH)2 + H2O + O2 2Fe(OH)3

Tabel 2.1. Produk korosi pada baja[26]

Senyawa Warna Oksida Ket.

Fe2O3.H2O

Fe(OH)3

Merah kecoklatan Fe3+ Hematite

Fe3O4 Hitam Fe2+/3+ Magnetite/lodestone

Fe(OH)2 Biru/Hijau Fe2+ Dapat larut, warna dapat

berubah sesuaitingkat keasaman (pH)

FeO Hitam Fe2+ Pyrophoric

Proses korosi baja (Fe) secara termodinamika, dapat diprediksi dengan

menggunakan Diagram Pourbaix (potensial/V-pH). Pada potensial lebih positif

dari -0.6 dan pada pH rendah (pH < 3), ion ferrous (Fe2+ atau Fe [II]) merupakan

zat yang stabil. Hal ini mengindikasikan bahwa Fe akan terkorosi pada kondisi

tersebut. Pada daerah lain, dapat dilihat bahwa korosi Fe juga akan menghasilkan

ion ferric (Fe3+ atau Fe [III]), ferric hydroxide [Fe(OH)3], ferrous hydroxide


11


[Fe(OH)2] dan pada kondisi yang sangat basa (pH > 14) terbentuk ion kompleks

HFeO2-. Produk korosi yang padat akan berbeda dari produk korosi sebelumnya,

yaitu ferric oxide (Fe2O3) dan magnetite (Fe3O4).

2.3. Jenis – Jenis Korosi

Jenis – jenis korosi dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor, baik dari segi

proses, mekanisme, kondisi, lingkungan sekitar, dan berbagai faktor lainnya. Jenis

korosi tersebut antara lain[1]:

1. Uniform Corrosion

Uniform corrosion adalah bentuk korosi dimana korosi terjadi secara

menyeluruh dipermukaan. Bentuk korosi ini mudah diprediksi, karena kecepatan

atau laju korosi di setiap permukaan adalah sama. Pada umumnya, uniform

corrosion dicegah dengan melapisi permukaannya seperti coating. Tujuannya

adalah untuk mengurangi interaksi logam dengan lingkungannya.

2. Galvanic Corrosion

Merupakan bentuk korosi dimana korosi terjadi jika dua atau lebih logam

yang memiliki potensial reduksi (Eored) berbeda dihubungkan. Salah satu dari

logam tersebut akan mengalami korosi. Menurut deret volta dan deret galvanik,

logam yang memiliki potensial reduksi (Eored) lebih kecil akan mengalami korosi.

3. Crevice Corrosion

Merupakan bentuk korosi dimana korosi terjadi ketika terdapat celah akibat

penggabungan atau penyatuan dua logam yang sama yang memiliki kadar oksigen

berbeda dengan area luarnya. Korosi ini umunya terjadi pada celah-celah

sambungan seperti pada ulir.

4. Pitting Corrosion

Merupakan bentuk korosi dimana korosi terjadi karena pecahnya lapisan

pasif di satu titik akibat dari lingkungan korosif, seperti ion Cl- pada air laut. Ion

Cl- akan menyerang permukaan lapisan pasif dari logam. Ion Cl- akan

terkonsentrasi menyerang pada permukaan lapisan pasif yang terjadi pitting


12


terlebih dahulu, sehingga pitting akan menjadi dalam. Pecahnya lapisan pasif

mengakibatkan gas hidrogen dan oksigen mudah masuk dan mengkorosikan

logam tersebut.

5. Stress Corrosion Cracking (SCC)

Bentuk korosi dimana korosi terjadi karena adanya tegangan akibat beban

tarik pada suatu logam di lingkungan korosif. Hal ini sewaktu-waktu akan

menyebabkan material tersebut akan terkena korosi pada satu titik yang

menyebabkan crack yang menjalar dan diawali di bagian titik yang terkena korosi.

6. Corrosion Fatigue Cracking (CFC)

Bentuk korosi dimana korosi terjadi karena adanya tegangan akibat beban

fatik pada suatu material di lingkungan korosif. Hal ini sewaktu-waktu akan

menyebabkan material tersebut akan terkena korosi pada satu titik yang

menyebabkan crack yang menjalar dan diawali di bagian titik yang terkena korosi.

7. Hydogen Induced Cracking (HIC)

Bentuk korosi dimana korosi terjadi karena adanya tegangan internal pada

suatu material karena adanya molekul-molekul gas hidrogen yang berdifusi ke

dalam struktur atom logam.

8. Intergranular Corrosion

Merupakan bentuk korosi yang biasanya dialami oleh stainless steel atau

alloy dimana korosi terjadi pada sekitar batas butir, lalu akan terjadi crack yang

menjalar sepanjang batas butir. Hal ini terjadi karena chrome pada sekitar batas

butir membentuk presipitat chromium karbida di batas butir. Terbentuknya

presipitat chromium karbida terjadi pada temperatur antara 425oC – 815oC.

9. Dealloying

Merupakan bentuk korosi dimana korosi terjadi pada salah satu logam

dalam sebuah paduan atau alloy. Misalkan, pada Cu-Zn di lingkungan korosif, Zn

akan terkorosi menurut deret volta. Akibatnya, Zn akan berkurang jumlahnya


13


dalam paduan dan menyebabkan sifat mekanis yang dihasilkan oleh Zn pada

material alloy tersebut akan menurun.

10. Erosion-Corrosionand Fretting

Merupakan bentuk korosi dimana korosi terjadi karena fluida korosif yang

mengalir, baik fluida liquid (Erosion Corrosion) maupun vapor (Fretting

Corrosion) dengan kecepatan tinggi. Karena kecepatan tinggi dari fluida korosif

yang mengalir, lapisan proteksi korosif akan tererosi dan menghilang. Oleh sebab

itu, kemungkinan terjadinya korosi semakin besar. Korosi jenis ini umumnya

terjadi pada bagian internal pipa, dimana fluida gas mengalir dengan tekanan

tinggi. Untuk itu bagian internal pipa sebaiknya diberikan coating internal.

Gambar 2.4 Skema jenis-jenis korosi[1]


14


Pada elektrolit atau aplikasi air laut dapat terjadi beberapa jenis korosi dari

jenis korosi diatas antara lain:

a. Korosi Seragam (Uniform)

Korosi jenis ini merupakan korosi yang paling mudah untuk dikenali.

Bentuk serangannya meluas keseluruh area permukaan material. Pada korosi

uniform ini lingkungan korosif harus memiliki akses yang sama keseluruh

permukaan komponen dan materialnya sendiri harus uniform dari sisi metalurgi

dan komposisi kimianya[1]. Akibat dari korosi jenis ini adalah logam akan

kehilangan ketebalan per unit waktu. Korosi atmosfer adalah contoh yang

memungkinkan terjadinya korosi seragam. Pencegahan korosi ini dapat dilakukan

dengan pemberian coating untuk mencegah terjadinya kontak antara logam

dengan lingkungan.

Gambar 2.5 Contoh korosi seragam

b. Korosi Galvanik

Korosi ini terjadi ketika dua buah logam digabung atau terhubung pada

suatu elektrolit yang korosif. Logam yang memiliki potensial yang kurang mulia

(lebih negatif dalam deret galvanik) akan bersifat anodik sedangkan pada logam

lain yang potensialnya lebih mulia (lebih positif dalam deret galvanik) akan

bersifat katodik. Sehingga korosi pada anoda akan terjadi lebih cepat dan pada

katoda akan terjadi terlindungi dan terjadi reaksi reduksi. Korosi galvanik terjadi

jika terdapat tiga faktor yaitu :

1. Dua jenis logam yang berbeda

2. Kedua jenis logam tersebut saling kontak

3. Kedua logam tersebut terekspos dengan lingkungan


15


Gambar 2.6 Contoh korosi galvanik

c. Korosi Erosi

Korosi ini terjadi akibat adanya fluida yang korosif dan aliran fluida yang

berkecepatan tinggi. Namun pada aliran yang lamban menyebabkan rendahnya

laju korosi. Bila pergerakan fluida sangat cepat maka fluida korosif akan

mengerosi secara fisik dan menghilangkan lapisan produk pelindung korosi.

Selain itu dengan adanya lumpur atau pasir akan semakin meningkatkan serangan

dari korosi erosi.

Terdapat beberapa tipe dari korosi erosi yaitu korosi cavitasi dimana

disebabkan pecahnya gelembung udara (bubles) yang dihasilkan oleh perubahan

tekanan disepanjang permukaan yang terekspos fluida dengan kecepatan tinggi.

Ledakan dari gelembung ini dapat merusak lapisan film dan mengeluarkan

partikel dari logam. Tipe lainnya adalah fretting dimana terjadi akibat adanya

pergerakan berulang akibat dari getaran atau dari logam dengan padatan lainnya.

Gambar 2.7 Contoh korosi erosi

2.4. Perlindungan Korosi

Korosi adalah sebuah proses yang berjalan secara alami dan tidak berhenti

selama suatu material masih terekspos dengan lingkungan yang bersifat korosif.

Namun bukan berarti korosi tidak dapat ditanggulangi. Kerugian yang diakibatkan


16


oleh proses korosi dapat diminimalisir dengan menggunakan metode – metode

yang tepat sesuai dengan kondisi dari sistem yang akan dilindungi. Metode –

metode tersebut adalah :

1. Proteksi katodik

2. Inhibitor

3. Coating

4. Material selection dan desain

2.4.1. Proteksi Katodik

Proteksi katodik adalah salah satu metode dari sekian banyak metode yang

telah digunakan secara luas untuk pencegahan korosi dan mitigasinya. Dimana

prinsipnya dapat digunakan untuk mencegah atau mengurangi korosi pada

berbagai logam dan paduannya dari berbagai ekspose larutan elektrolit[1]. Proteksi

ini bisa juga diprinsipkan dengan memperlakukan logam yang dilindungi sebagai

katoda dengan menerapkan arus searah untuk mengalirkan elektron ke arah logam

yang dilindungi. Sistem proteksi ini efektif untuk struktur – struktur yang

terbenam didalam larutan atau didalam tanah. Sistem proteksi ini banyak

diaplikasikan pada struktur – struktur kapal laut, jettie, instalasi pipa dan tangki

baik dibawah tanah atau bawah laut dan lain – lain. Pemberian arus searah terbagi

menjadi dalam perlindungan ini yaitu dengan menerapkan anoda korban

(sacrificial anode) dan dengan pemberian arus tanding (impressed current)[1].

Sistem proteksi dengan anoda korban memiliki prinsip yang sama dengan

korosi galavanik. Prinsip dari anoda korban adalah dengan menghubungkan

logam yang akan dilindungi dengan logam lain yang lebih reaktif dimana dapat

dihubungkan dalam suatu media elektrolit sehingga akan diperoleh arus listrik

dari reaksi galvanik yang terjadi. Arus yang timbul akibat adanya perbedaan

potensial pada logam yang dilindungi dengan logam yang akan dikorbankan

sehingga arus akan mengalir dari logam yang lebih noble menuju yang lebih

reaktif. Umumnya jenis logam yang digunakan sebagai anoda korban adalah

logam aluminum, seng, dan magnesium dalam berbagai paduan dengan komposisi

tertentu.


17


Sistem arus tanding adalah sistem proteksi dimana dengan meyuplai arus

dari rectifier ke suatu anoda sehingga logam terlindungi (sebagai katoda). Arus

yang disuplai dari rectifier diatur hingga mendapatkan suatu potensial proteksi

untuk logam yang dilindungi dan yang dijadikan anoda biasanya adalah logam

yang lebih noble atau inert.

2.4.2. Coatings

Coatings merupakan merupakan suatu cara pengendalian korosi dengan

memberikan lapisan pelindung pada logam sehingga logam terisolasi dari

lingkungannya yang korosif. Coating biasa diberikan pada seluruh permukaan

logam sehingga reaksi antara permukaan logam dengan lingkungan mengalami

pernghambatan. Lapisan isolator ini akan menghambat aliran arus listrik diseluruh

permukaan logam yang dilindungi. Untuk aplikasi misalnya baja, metode coatings

cukup efektif untuk dikombinasikan dengan metode proteksi katodik dalam

peningkatan efektifitas[13].

Umumnya coating dibagi menjadi tiga jenis yaitu:

1. Pelapis logam : electroplating, electroless plating, hot-dip galvanizing,

pack cementation, cladding, thermal spraying, dan physical vapor

deposition

2. Pelapis anorganik : anodizing, chromate filming, phospate coating,

nitriding,dan lapisan pasif

3. Pelapis organik : barrier effect, sacrificial effect, dan inhibition effect

2.4.3. Inhibitor

Inhibitor adalah zat yang ditambahkan dalam jumlah yang relatif kecil ke

dalam lingkungan yang korosif sehingga mengubah lingkungan dan menurunkan

laju korosinya.inhibitor adalah suatu zat yang ditambahkan ke dalam lingkungan

operasi yang bersifat korosif sehingga memberikan pengaruh terhadap lingkungan

tersebut. Penggunaan inhibitor dalam suatu operasi pengendalian korosi

ditambahkan dalam jumlah yang relative kecil, berkisar 10-80 ppm. Inhibitor

memiliki beberapa mekanisme kerja secara umum yaitu[4]:


18


a) Inhibitor teradsorbsi pada permukaan logam, dan membentuk suatu

lapisan tipis dengan ketebalan beberapa molekul inhibitor. Lapisan ini

tidak terlihat dengan mata biasa namun dapat menghambat

penyerangan lingkungan terhadap logam.

b) Melalui pengaruh lingkungan (seperti pH) menyebabkan inhibitor

dapat mengendap dan selanjutnya teradsorpsi pada permukaan logam

serta melindunginya terhadap korosi. Endapan yang terjadi cukup

banyak dan lapisan dapat diamati dengan mata telanjang.

c) Inhibitor lebih dahulu mengkorosi logamnya dan menghasilkan suatu

zat kimia dan lalu mengalami adsorpsi dari produksi korosi untuk

membentuk lapisan pasif pada permukaan

d) Inhibitor menghilangkan konstituen yang agresif dari lingkungannya.

Inhibitor sendiri akan terjadi reaksi antara lingkungan dan logamnya,

mekanisme dibedakan menjadi dua jenis yaitu:

1. Interface inhibition : interaksi inhibitor dengan permukaan logam

sehingga membentuk lapisan tipis pada permukaan logam tersebut

2. Interpahes inhibition : interaksi yang terjadi dengan menurunkan

tingkat korosifitas lingkungan seperti mengurangi kadar oksigen,

pengaturan pH, netralisasi gas bersifat asam, dan lain lain.

2.4.3.1. Klasifikasi Inhibitor

Inhibitor dalam dalam bagaimana mekanisme inhibitor tersebut bekerja

dapat dibedakan menjadi empat jenis yaitu[14]:

A. Inhibitor Anodik

Inhibitor ini bekerja dengan mengurangi laju korosi suatu logam dengan

memperlambat reaksi elektrokimia melalui pembentukan lapisan pasif

dipermukaan logam sehingga logam terlindungi dari korosi. Dengan adanya

penambahan inhibitor jenis inhibitor anodik ini, maka akan terjadi perubahan

anodik yang cukup signifikan pada potensial korosinya sehingga memaksa logam

membentuk lapisan pasif dan menggeser potensial korosinya ke nilai lebih noble.

Inhibitor anodik itu sendiri terbagi menjadi dua jenis, yaitu :


19


1. Oxidizing anions, merupakan jenis inhibitor anodik dimana

membutuhkan oksigen dalam pembentukan lapisan pasif. Contoh

dari jenis ini adalah kromat, nitrit, dan nitrat.

2. Non-oxidizing ions, merupakan jenis inhibitor dimana tidak

membutuhkan oksigen dalam pembentukan lapisan pasif. Contoh

dari jenis ini adalah phospat, tungstat, dan molybdat.

Inhibitor anodik ini sendiri paling banyak diaplikasikan dan paling efektif

diantara jenis inhibitor lainya[14]

Gambar 2.8 Diagram polarisasi suatu logam dengan penambahan inhibitor anodik

B. Inhibitor Katodik

Inhibitor jenis ini bekerja dengan menghambat reaksi katodik suatu logam

akibat pembentukan suatu persipitat di wilayah katoda yang dapat meningkatkan

impedansi permukaan sekaligus membatasi reaksi reduksi untuk melindungi

logam tersebut. Perlindungan terjadi akibat penghambatan reaksi reduksi yang

terjadi di katoda sehingga otomatis reaksi di anoda juga berkurang atau terhambat

karena reaksi yang terjadi di anoda dan katoda berjalan setimbang dan spontan.

Dari inhibitor katodik ini terbagi menjadi tiga jenis yaitu:

1. Racun katoda, jenis yang menghambat reaksi evolusi hidrogen.

Contoh dari jenis ini adalah sulfida, selenida, arsenat, bismunat,

dan antimonat


20


2. Persipitat katoda, jenis yang dapat mengendap membentuk oksida

sebagai lapisan pelindung pada logam. Contoh dari jenis ini

adalah kalsium, seng, dan magnesium

3. Oxygen scavenger, jenis yang dapat mengikat oksigen terlarut

sehingga mencegah reaksi reduksi oksigen pada katoda. Contoh

dari jenis ini adalah hidrasin, natrium, sulfit, dan hidroksil amin

HCl.

Gambar 2.9 Diagram polarisasi suatu logam dengan penambahan inhibitor katodik

C. Inhibitor Persipitasi

Inhibitor jenis ini bekerja dengan membentuk persipitat di seluruh

permukaan logam yang berperan sebagai lapisan pelindung untuk menghambat

reaksi anodik dan katodik logam tersebut secara tidak langsung.

Contoh dari jenis inhibitor ini adalah silikat dan phospat. Natrium silikat

baik digunakan sebagai water softener untuk mencegah terjadinya rust water.

Namun pemakaian sangat dipengaruhi pH dan saturation index. Selain itu phospat

juga membutuhkan oksigen untk meningkatkan efektivitas kerjanya. Silikat dan

phospat sangat berguna untuk sistem lingkungan dimana aditifnya tidak bersifat

racun.

D. Inhibitor Organik

Inhibitor ini bekerja dengan membentuk senyawa kompleks yang

mengendap pada permukaan logam sebagai lapisan pelindung yang bersifat


21


hidrofobik yang dapat menghambat reaksi logam dengan lingkungannya. Reaksi

yang terjadi dapat berupa reaksi anodik, reaksi katodik, atau keduanya. Hal ini

bergantung dari reaksi pada permukaan logam dan potensial logam tersebut.

Selain itu juga dapat berfungsi untuk menetralisir konstituen korosif dan

mengabsorbsi konstituen korosif tersebut. Penggunaan dengan konsentrasi yang

tepat dapat mengoptimalkan perlindungan pada seluruh logam[14].

Inhibitor organik akan teradsorpsi pada permukaan tergantung dari muatan

inhibitor dan muatan logam untuk membentuk ikatan dari senyawa kompleks

tersebut. Sebagai contoh kation inhibitor seperti amin atau anion inhibitor seperti

sulfonat akan teradsorpsi tergantung muatan logam tersebut apakah negatif atau

positif. Efektivitas dari inhibitor organik dipengaruhi oleh komposisi kimia,

struktur molekul, dan gugus fungsi, ukuran, dan berat molekul, serta afinitas

inhibitor terhadap logamnya[14].

E. Volatile Corrosion Inhibitor

Inhibitor jenis ini bekerja dengan menurunkan tingkat korosifitas

lingkungan dari suatu logam yang ingin dilindungi berada sebagai senyawa yang

dialirkan melalui lingkungan tertutup menuju lingkungan korosif tersebut dengan

cara penguapan dari sumbernya. Inhibitor jenis ini yang sering digunakan

morpholine, hydrazine pada boiler. Senyawa tersebut dialirkan sebagai uap untuk

mencegah korosi pada bagian condenser tubes untuk menetralkan suasana asam

dan menggeser pH kesuasana yang tidak terlalu asam. Pemakaian yang efisien

dari inhibitor dari jenis ini dapat menghasilkan proses inhibisi secara cepat dan

dapat digunakan untuk jangka waktu yang lama[14].

2.4.4 Material Selection

Dalam konteks kontrol korosi, memilih logam atau paduan sedemikian

sehingga pertukaran ion dengan lingkungannya tidak berlangsung dengan cepat

atau dengan kata lain memilih logam atau paduannya yang perbedaan

potensialnya dengan lingkungannya tidak terlalu besar. Dalam praktek, jika

lingkungannya relatif agresif (severe), wajib memilih logam atau paduannya yang

memiliki ketahanan korosi lebih baik dari baja. Hal ini didasarkan pada aspek


22


logam bersifat imun pada lingkungan tersebut atau logam tersebut membentuk

lapisan tipis yang memiliki sifat protektif dan memiliki recoverability yang

memadai apabila lapisan tersebut terkelupas[15].

Namun dalam prakteknya, suatu sistem peralatan jarang sekali tersusun oleh

satu jenis logam, sehingga karakteristik pengendalian/pertukaran ion menjadi

tidak sederhana. Dalam hal ini, jika perlu ada yang dikorbankan maka desainer

dapat memilih komponen yang bentuknya tidak rumit atau accessibilitas-nya pada

alat penggantian komponen. Faktor-faktor lain yang sering diperhitungkan dalam

proses pemilihan material[15]:

1. Memiliki ketahanan korosi yang lebih tinggi di suatu media tertentu yang

mana pada Deret Galvanik berada pada daerah noble atau katodik.

Gambar 2.10 Deret galvanik berbagai jenis logam[15]

Dari Gambar 2.9 dapat dilihat bahwa baja (steel) dan tembaga (copper)

memiliki beda potensial yang cukup besar sehingga berpotensi terjadi korosi,

stainless steel yang dikatakan material sukar terkorosi, terlihat dari grafik ternyata

ada beberapa material yang lebih mulia (noble) diantaranya grafit. Interaksi antara

grafit-stainless steel harus dihindarkan karena dapat menyebabkan stainless steel

terkorosi lainnya (korosi Galvanik)[15].


23


2. Persyaratan umur komponen

3. Variasi sifat serta mudah tidaknya material yang diinginkan diperoleh

diinjau dari aspek bentuk dan ukuran yang diinginkan serta faktor harga.

4. Analisis yang cermat perlu pula dilakukan mengingat karakteristik logam

atau paduan dapat berubah akibat proses pengerjaan atau selama terkena

pada kondisi operasi yang spesifik

5. Pemilihan material saat ini tidak hanya terbatas pada saat merancang suatu

komponen tetapi juga meliputi proses re-evaluasi terhadap material yang

telah atau sedang digunakan pada suatu komponen atau peralatan yang

sudah ada, dalam rangka meningkatkan performansi, menaikkan

reliabilitas dan menurunkan biaya.

2.5. Rosella Merah (Hibiscus sabdariffa L)

Hibiscus sabdariffa L atau lebih dikenal dengan nama rosella merupakan

sebuah tanaman yang termasuk dalam keluarga Malvaceae yaitu tumbuhan semak

tegak yang kebanyakan bercabang, memiliki bunga dan batang yang sewarna dan

biasanya mencolok, memiliki daun berwarna hijau gelap sampai dengan merah,

dan memiliki kulit dan batang yang berserat kuat.

Rosella (Hibiscus Sabdariffa) dapat hidup di daerah yang memiliki iklim

lembab dan hangat pada daerah tropis dan sub tropis. Daerah aslinya terbentang

dari India hingga Malaysia[16]. Rosella memiliki kelebihan dibandingkan dengan

tanaman tropis dan sub tropis lainnya yaitu dapat bertahan dalam cuaca yang

sangat dingin serta dapat hidup dalam ruangan yang memiliki sedikit pencahayaan

akan tetapi pertumbuhan terbaik diperoleh pada ruang terbuka dengan cahaya

matahari (Morton, 1987) dalam (Qi, et. al. 2005)[17].

Gambar 2.11 Bunga rosella merah


24


Menurut Duke (1983) rosella merupakan tanaman tahunan multifungsi dan

kaya nutrisi. Kelopak buahnya dapat diolah menjadi teh. Hasil analisa terhadap

kelopak buah rosella kering per 100 gramnya mengandung 1.9 protein, 0.1 gram

lemak, 12.3 gram karbohidrat, 2.3 gram serat, dan 14 miligram asam askorbat,

0.04 miligram vitamin B, serta komponen pewarna alami[10]. Sumarno (2004)

menyatakan bahwa kandungan vitamin C pada kelopak buah rosella lebih tinggi

daripada kandungan vitamin C pada jeruk, 3 kali lipat lebih besar dari anggur

hitam, dan 9 kali lebih besar dari kandungan vitamin C pada jeruk citrus[10].

2.6. Antioksidan dan Vitamin C

Dalam pengertian kimia, senyawa antioksidan adalah senyawa pemberi

elektron (electron donors). Sedangkan dalam pengertian biologi, senyawa

antioksidan adalah senyawa yang mampu menangkal atau meredam dampak

negatif oksidan pada tubuh. Antioksidan bekerja dengan cara memberikan satu

elektronnya kepada senyawa yang bersifat oksidan sehingga aktivitas senyawa

oksidan tersebut bias dihambat[18].

Berdasarkan fungsinya, antioksidan dapat dibagi menjadi (Hariyatmi 2004) :

1. Tipe pemutus rantai reaksi pembentuk radikal bebas, dengan

menyumbangkan atom H, misalnya vitamin E.

2. Tipe pereduksi, dengan mentransfer atom H atau oksigen, atau bersifat

pemulung, misalnya vitamin C.

3. Tipe pengikat logam, mampu mengikat zat peroksidan, seperti Fe2+ dan

Cu2+, misalnya flavonoid.

4. Antioksidan sekunder, mampu mendekomposisi hidroperoksida menjadi

bentuk stabil, pada manusia dikenal SOD, katalase, glutation

peroksidase.

Vitamin C adalah nutrien dan vitamin yang larut dalam air dan penting

untuk kehidupan serta untuk menjaga kesehatan. Vitamin ini juga dikenal dengan

nama kimia dari bentuk utamanya yaitu asam askorbat. Vitamin C dikenal sebagai

antioksidan terlarut air paling dikenal, vitamin C juga secara efektif memungut

formasi ROS dan radikal bebas (Frei 1994)[14].


25


Gambar 2.12 Struktur molekul dari asam askorbat (vitamin C)

2.7. Perhitungan Laju Korosi dan Efisiensi Inhibitor

2.7.1. Perhitungan Laju Korosi

Salah satu tujuan dari corrosion monitoring adalah dengan mengetahui laju

korosi pada logam dari suatu struktur sehingga dari dengan mengetahui laju korosi

kita dapat memprediksi kapan dan berapa lama struktur itu dapat bertahan

terhadap serangan korosi[1]. Teknik monitoring korosi dapat dibagi menjadi

beberapa metode yaitu kinetika (weight loss) dan elektrokimia (diagram

polarisasi, linear polarization resistance, electrochemical impedance

spectroscope, potensial korosi, dan electrochemical noise)[19].

Metode weight loss atau kehilangan berat merupakan metode yang dapat

digunakan untuk mendapatkan laju korosi. Prinsip dari metode ini adalah dengan

menghitung banyaknya material yang hilang atau kehilangan berat seterlah

dilakukan pengujian rendaman sesuai dengan standar ASTM G 31-72. Dengan

menghitung massa logam yang telah dibersihkan dari oksida dan massa tersebut

dinyatakan sebagai massa awal lalu dilakukan pada suatu lingkungan yang korosif

seperti pada air laut selama waktu tertentu. Setelah itu dilakukan penghitungan

massa kembali dari suatu logam setelah dibersihkan logam tersebut dari hasil

korosi yang terbentuk dan massa tersebut dinyatakan sebagai massa akhir. Dengan

mengambil beberapa data seperti luas permukaan yang terendam, waktu

perendaman dan massa jenis logam yang di uji maka bisa dihasilkan suatu laju

korosi. Persamaan laju korosi dapat ditunjukan pada persamaan berikut :

ܽܮ ݆ݑ ݅ݏݎ݇ (ܻܲܯ) =ଷ,ହ௫ଵల.ௐ

..்(2.1)

Dimana : W = kehilangan berat (gr)

D = massa jenis (gr/cm3)


26


A = luas permukaan yang direndam (cm2)

T = waktu (jam)

Semakin besar laju korosi suatu logam maka semakin cepat material

tersebut untuk terkorosi. Kualitas ketahanan korosi suatu material dapat dilhat

pada Tabel 2.2.[1]:

Tabel 2.2 Distribusi kualitas ketahanan korosi suatu material[1]

Relative

Corrosion

Resistance

MPY mm/yr µm/yr nm/h pm/s

Outstanding

27


݂݁ ݅݅ݏ ݁݊ ݅ݏ ݅݊ ℎܾ݅ =ݎݐೌି್

ೌ100ݔ (2.2)

Dimana Xa = laju korosi tanpa inhibitor (mpy)

Xb = laju korosi dengan inhibitor (mpy).



BAB 3

Metodologi Penelitian

3.1. Diagram Alir Penelitian

Pada penelitian ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana pengaruh ekstrak

teh rosella sebagai green corrosion inhibitor. Metode yang digunakan pada

penelitian ini adalah metode kehilangan berat untuk mengetahui laju korosi dari

material uji. Kondisi lingkungan dari penelitian ini berada di lingkungan NaCl

3,5% pada temperatur 40°C. Adapun diagram alir dari penelitian ini dapat dilihat

pada gambar dibawah ini.

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian


29


3.2. Alat dan Bahan

3.2.1. Alat

1. Mesin Potong

2. Mesin bor

3. Mata bor diameter 3 mm

4. Kertas amplas #80, #100, #360. #600

5. Timbangan digital

6. pH meter digital

7. Multitester

8. Jangka sorong

9. Benang

10. Wadah plastik PET untuk perendaman

11. Cutter dan gunting

12. Elektroda standar Ag/AgCl

13. penggaris

14. Kamera digital tipe SLR

15. Beaker glass

16. Pinset

17. Hair dryer

18. Magnetic stirer

19. Ultrasonic agitator

20. Water bath

3.2.2. Bahan

1. Baja karbon rendah

Dimensi baja karbon rendah : 25 mm x 20 mm x 1 mm

Densitas : densitas dari material baja karbon rendah didapat dari

penghitungan densitas. Panjang, lebar, dan tinggi dari material diukur

dengan menggunakan jangka sorong dan massa diukur dengan

timbangan digital. Hasil dari pengukuran tersebut dimasukkan ke

dalam formula penghitungan densitas sebagai berikut.


30


ρ =

௫௫௧(3.1)

Dimana ߩ : massa jenis (gr/cm3) p : panjang (cm)

l : lebar (cm) t : tinggi (cm)

Tabel 3.1. Data Luas Permukaan, Massa, dan Massa Jenis

KuponStatus

Inhibitor

Dimensi (rata -rata)Massa(gram)

Densitas(gr/cm3)

Luas(cm2)

Panjang(cm)

Lebar(cm)

Tinggi(cm)

A

1 2,51 1,85 0,085 3,42 8,65 10,04

2 2,51 1,83 0,085 3,34 8,56 9,93

3 2,5 1,8 0,085 3,29 8,6 9,74

B

1 2,5 1,97 0,085 3,51 8,39 10,62

2 2,51 1,81 0,085 3,34 8,64 9,83

3 2,51 1,85 0,085 3,45 8,73 10,04

C

1 2,51 1,905 0,085 3,44 8,46 10,32

2 2,51 1,87 0,085 3,36 8,42 10,14

3 2,5 1,89 0,085 3,29 8,19 10,21

D

1 2,51 1,89 0,085 3,52 8,73 10,25

2 2,51 1,9 0,085 3,37 8,32 10,3

3 2,5 1,87 0,085 3,44 8,66 10,1

2. Kelopak bunga rosella merk “x”

3. NaCL

4. Toluena

5. Acetone

6. HCL 37% “Merck” dan inhibitor Barracor 12M sebagai zat pickling

Masukan HCL 12M sebanyak 200 ml dan tambahkan 2 ml

inhibitor barracor kedalam beaker glass 500ml

7. NaHCO3

Siapkan magnetic stirer dan letakkan beaker glass 500 ml

diatasnya.

Nyalakan magnetic stirer dan masukan NaHCO3 hingga berlebih

dan tidak larut untuk mendapatkan larutan tak jenuh.


31


3.3. Prosedur Kerja

3.3.1. Preparasi Sampel

3.3.1.1 Pemotongan Sampel

Material baja karbon rendah yang didapat pada penelitian ini berupa

lembaran dengan dimensi 200 mm x 200 mm x 1 mm. Kemudian dipotong

- potong menjadi berukuran 25 mm x 20 mm x 1 mm sebanyak 12 buah

dengan menggunakan alat pemotong sampel.

3.3.1.2 Pengeboran Sampel

Setelah dilakukan pemotongan sampel, kemudian dilkaukan pengeboran

pada bagian atas sampel dengan mata bor berdiameter 3 mm. Pengeboran

ini dilakukan agar sampel dapat digantungkan dengan benang pada saat

dilakukan proses pencelupan.

3.3.1.3 Pengamplasan Sampel

Proses selanjutnya yang harus dilakukan adalah pengamplasan pada

sampel. Pengamplasan dilakukan untuk menghilangkan oksida – oksida

yang ada pada permukaan sampel. Pengamplasan dilakukan dengan kertas

amplas mulai dari #80, #100, #360, dan #600.

3.3.1.4 Pengambilan Foto

Sampel difoto untuk mendapatkan data visual sampel sebelum dilakukan

pencelupan.

Gambar 3.2 Sampel Baja karbon rendah Sebelum Proses Pencelupan


32


3.3.1.5 Penimbangan Berat Awal Sampel

Masing-masing sampel ditimbang berat awalnya menggunakan timbangan

digital.

Gambar 3.3 Ukuran Sampel Pengujian

3.3.2. Persiapan Larutan Rendam NaCl 3,5%

Larutan rendam yang dipakai pada penelitian ini adalah larutan NaCl

3,5%. Larutan NaCl 3,5% ini digunakan agar dapat mensimulasikan kondisi air

laut. Proses pembuatan larutan ini dilkuakan dengan melarutkan NaCl yang telah

ditimbang seberat 35 gram ke dalam larutan aquadesh dengan volume 1000 ml.

Berdasarkan ASTM G31-72, untuk pengujian rendam skala laboratorium, volume

larutan minimal untuk pengujian adalah :

݈ݒ ݈ܽ݁݉ݑ ܽݐݑݎ ݊ = ቀ0.2௦

ௗ0.4ቁݔ ( ݈ݑ ݁ܽݏ ݉ݎ ܽ݇ݑ ܽ݊ ܽݏ ݉ ݈݁ ) (3.2)

Luas permukaan sampel (ukuran sampel 25 x 20 x 1 mm) :

=ܮ (2 ݔݔ )݈ + (2 (ݐݔݔ − (ݐݎߨ2) + (ଶݎߨ2)

=ܮ 25ݔ2) (20ݔ + (2 25ݔ (1ݔ + (2 20ݔ (1ݔ − (2 3,14ݔ 1,5ݔ (1ݔ +

(2 3,14ݔ (1,5ଶݔ

=ܮ 1085,29 ݉݉ ଶ

Jika diambil batas atasnya sebesar 0.4 dari luas permukaan sampel, maka :

Volume minimal = 0,4 x 1085,29

= 434,12 ml

≈ 450 ml

Sehingga, volume larutan minimal untuk sebuah sampel dengan luas

permukaan 1085,29 mm2 adalah 434,12 ml. Dalam pengujian, volume

yang digunakan adalah 450 ml.


33


3.3.3. Persiapan Inhibitor Ekstrak Teh Rosella

Inhibitor rosella yang digunakan dalam penelitian ini adalah ekstrak dari

teh rosella dengan konsentrasi 10 gpl. Pembuatan inhibitor dengan konsentrasi 10

gpl ini diperlukan 1 gram kelopak rosella kering, tuang ke dalam beaker glass,

kemudian masukkan 100 ml aquadesh. Panaskan dan aduk dengan menggunakan

magnetic stirrer, kemudian saring ampas dan diamkan. Setelah dingin, ekstrak

rosella 10 gpl dapat digunakan sebagai inhibitor.

3.3.4. Langkah Kerja Uji Rendam (ASTM G31-72)

Sampel yang telah dilakukan preparasi, digantung dengan benang dan

kemudian dicelupkan kedalam beaker glass yang telah berisi larutan NaCl 3,5% ±

450 ml yang telah diletakkan pada water bath dengan kondisi temperature 40°C,

dimana setiap satu sampel direndam pada satu beaker glass. Setiap wadah diberi

penomoran, dengan perlakuan yang berbeda pada setiap nomornya. Berikut

penomoran dan perlakuan yang dilakukan :

1. Wadah A1, A2, A3; sampel tanpa penambahan inhibitor

2. Wadah B1, B2, B3; sampel dengan penambahan inhibitor sebanyak 2 ml.

3. Wadah C1, C2, C3; sampel dengan penambahan inhibitor sebanyak 4 ml.

4. Wadah D1, D2, D3; sampel dengan penambahan inhibitor sebanyak 6 ml.

Setelah dilakukan pencelupan, setiap wadah diukur pH larutan dan

potensial logam akhirnya. Pengukuran pH awal maupun akhir dilakukan dengan

mencelupkan sensor pH meter digital ke dalam larutan. Sedangkan pengukuran

potensial logam awal maupun akhir dilakukan dengan menggunakan multimeter,

elektroda standar Ag/AgCl.

3.3.5. Pembersihan Sampel (NACE Standard RP0775-2005)

1. Keluarkan sampel untuk difoto sebelum melakukan pembersihan.

2. Celupkan sampel kedalam toluene untuk menghilangkan minyak atau

paraffin pada permukaan sampel. Cuci dengan acetone kemudian

keringkan dengan hair dryer.

3. Masukkan sampel kedalam beaker glass berisi larutan HCl 2M yang sudah

ditambahkan 10 tetes inhibitor baracor untuk pickling dan menghilangkan


34


scale dan produk korosi. Masukkan beaker glass tersebut kedalam mesin

Ultrasonic Agitator untuk mempercepat proses.

4. Celupkan sampel kedalam larutan NaHCO3 lewat jenuh selama 1 menit

untuk menghilangkan suasana asam kemudian bilas dengan aquadesh.

5. Cuci sampel dengan acetone dan keringkan dengan hair dryer.

6. Foto sampel dan hitung beratnya sesudah melakukan pembersihan.

3.4. Pengambilan Data

Data – data dalam pengujian ini yang diperlukan adalah sebagai berikut :

1. pH Larutan

Pengambilan data pH larutan dilakukan dengan menggunakan pH meter

digital. Sensor pada bagian ujung pH meter dicelupkan setelah dilakukan

kalibrasi kedalam larutan rendam baik sebelum dilakukan perendaman dan

setelah proses perendaman berakhir.

2. Potensial Logam

Pengukuran nilai potensial dilakukan dengan menggunakan multitester.

dimana bagian positif dihubungkan dengan sampel dan bagian negatif

dihubungkan dengan elektroda standar Ag/AgCl, sehingga didapat

potensial Ag/AgCl.

Potensial yang didapat lalu dikonversi ke dalam SHE sesuai dengan

persamaan[1] yaitu:

Potensial V vs SHE = V vs Ag/AgCl + 0.222 (3.3)

3. Berat Akhir Sampel

Setelah dilakukan pembersihan pada kupon dengan proses pickling sesuai

standar NACE RP0775-2005, sampel ditimbang kembali berat akhirnya

dengan timbangan digital untuk mengukur setelah dilakukan perendaman

dan diolah untuk mendapatkan berat yang hilang dan laju korosi. Laju

korosi dapat menggunakan dengan metode kehilangan berat sesuai dengan

standar ASTM G1-03.


35


4. Pengamatan Visual

Sampel yang telah dilakukan perendaman dilakukan dokumentasi

menggunakan kamera untuk melihat dan mengamati oksida – oksida serta

lapisan yang terbentuk pada sampel.



BAB 4

HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian

Pada penelitian ini dilakukan beberapa pengujian untuk mengetahui

bagaimana pengaruh penambahan konsentrasi inhibitor teh rosella sebagai

inhibitor organik yang diberikan di lingkungan NaCl 3,5% pada temperatur 40°C.

adapun hasil dari pengujian yang dilakukan pada penelitin ini adalah sebagai

berikut.

4.1.1.Hasil Pengamatan Visual Baja Karbon Rendah

Pengamatan visual dilakukan dengan menggunaka kamera digital untuk

mendokumentasikan penampakan dari permukaan sampel. Pengamatan visual

dilakukan pada saat pembersihan sampel sebelum dilakukan perendaman,

pengangkatan setelah perendaman, dan setelah dilakukan proses pickling.

Tabel 4.1. Sampel sebelum diuji rendam

Tanpa Inhibitor Inhibitor 2 ml Inhibitor 4 ml Inhibitor 6 ml

Tabel 4.2. Sampel setelah diuji rendam



37


Tabel 4.3. Sampel setelah dipickling


4.1.2 Hasil Pengujian Optical Emission Spectrometer Baja karbon rendah

Material baja karbon rendah yang digunakan sebagai sampel diuji

komposisinya dengan menggunakan mesin uji Optical Emission Spectrometer di

CMPFA (Center for Material Processing and Failure Analysis). Hasil dari

pengujian Optical Emission Spectrometer ditunjukkan pada Tabel 4.4.

Tabel 4.4. Komposisi pelat low carbon steel

C (%) Si (%) S (%) P (%) Mn (%) Ni (%) Cr (%)

0,057 0,007 0,003 0,007 0,160 0,031 0,023

Mo (%) Ti (%) Cu (%) Nb (%) V (%) Pb (%) Fe (%)

38


B

1

Penambahan 2

ml

6.3 7.2

2 6.2 6.23 7.1 7.1 -0.87

3 6.2 7

C

1

Penambahan 4

ml

6.1 7

2 6 6 6.9 6.97 -0.97

3 5.9 7

D

1

Penambahan 6

ml

5.6 6.8

2 5.5 5.6 6.9 6.9 -1.3

3 5.7 7

Tabel 4.6. Data Perubahan pH Larutan.

Kupon Status Inhibitor

pH

Rata-rata

pH awal

Rata-rata

pH akhir

Perubahan

pH

Perubahan

pH(%)

A

1

Tanpa Inhibitor 6.5 7.33 0.83 12.822

3

B

1

Penambahan 2ml 6.23 7.10 0.87 13.902

3

C

1

Penambahan 4ml 6 6.97 0.97 16.112

3

D

1

Penambahan 6ml 5.6 6.90 1.30 23.212

3


39


4.1.4 Hasil Pengujian Potensial Logam

Tabel 4.7. Data Potensial Logam.

Tabel 4.8. Data Perubahan Potensial Logam

Kupon Status Inhibitor

Potensial

Rata-rata

E0 (E vs

SHE)(mv)

Rata-rata

E1 (E vs

SHE)

(mv)

Rata-rata

Perubahan

E (E vs

SHE) (mv)

Rata-rata

perubahan

E (%)

A

1

Tanpa Inhibitor -321 -435.33 -114 35.482

3

B

1Penambahan

2ml-331.33 -416.33 -85 25.6542

3

C

1Penambahan

4ml-298 -431.33 -133.33 44.7442

3

awal akhir

Potensial

awal (vs

SHE) (V)

Rata-rata

Potensial

awal (vs

SHE)

Potensial

akhir (vs

SHE) (v)

Rata-rata

Potensial

akhir (vs

SHE) (V)

Perubahan

potensial

(V)

Perubahan

rata-rata

(V)

1 -0.55 -0.64 -0.328 -0.418 -0.090

2 -0.54 -0.68 -0.318 -0.460 -0.142

3 -0.54 -0.65 -0.318 -0.428 -0.110

1 -0.55 -0.62 -0.328 -0.398 -0.070

2 -0.56 -0.65 -0.338 -0.423 -0.085

3 -0.55 -0.65 -0.328 -0.428 -0.100

1 -0.53 -0.67 -0.308 -0.448 -0.140

2 -0.52 -0.64 -0.298 -0.418 -0.120

3 -0.51 -0.65 -0.288 -0.428 -0.140

1 -0.46 -0.66 -0.238 -0.438 -0.200

2 -0.47 -0.64 -0.248 -0.418 -0.170

3 -0.49 -0.63 -0.268 -0.408 -0.140

DPenambahan

6ml-0.251 -0.421 -0.170

BPenambahan

2ml-0.331 -0.416 -0.085

CPenambahan

4ml-0.298 -0.431 -0.133

KuponStatus

Inhibitor

Potensial

ATanpa

Inhibitor-0.321 -0.435 -0.114

Potensial vs

Ag/AgCl


40


D

1Penambahan

6ml-251.33 -421.33 -170 67.642

3

4.1.5 Hasil Pengujian Kehilangan Berat

Tabel 4.9. Data Kehilangan Berat Logam.

Kupon Status Inhibitor Wo (gr) W1 (gr) ∆W (gr)Rata - rata

∆W (gr)

A

1

Tanpa Inhibitor

3.416 3.3879 0.0281

0.0280672 3.341 3.3131 0.0279

3 3.2896 3.2614 0.0282

B

1

Penambahan 2ml

3.5117 3.4868 0.0249

0.0249332 3.3372 3.3124 0.0248

3 3.4457 3.4206 0.0251

C

1

Penambahan 4ml

3.439 3.4131 0.0259

0.0259332 3.3598 3.3343 0.0255

3 3.2897 3.2633 0.0264

D

1

Penambahan 6ml

3.522 3.4945 0.0275

0.0273332 3.373 3.3459 0.0271

3 3.4412 3.4138 0.0274

4.1.6 Hasil Penghitungan Laju Korosi Dan Efisiensi Inhibitor

Tabel 4.10. Data Laju Korosi Dan Efisiensi Inhibitor

KuponStatus

InhibitorK

W

(gr)

D

(gr/cm3)

A

(cm2)

T

(jam)

Laju

Korosi

(mpy)

Rata -

rata

(mpy)

Efisiensi

(%)

A

1

Tanpa Inhibitor

3450000 0.0281 8.65 10.04 120 9.30

9.47 02 3450000 0.0279 8.56 9.93 120 9.44

3 3450000 0.0282 8.60 9.74 120 9.68

B1 Penambahan

2ml

3450000 0.0249 8.39 10.62 120 8.048.22 13.20

2 3450000 0.0248 8.64 9.83 120 8.39


41


3 3450000 0.0251 8.73 10.04 120 8.23

C

1Penambahan

4ml

3450000 0.0259 8.46 10.32 120 8.52

8.73 7.832 3450000 0.0255 8.42 10.14 120 8.58

3 3450000 0.0264 8.19 10.21 120 9.08

D

1Penambahan

6ml

3450000 0.0275 8.73 10.25 120 8.83

8.98 5.212 3450000 0.0271 8.32 10.30 120 9.09

3 3450000 0.0274 8.66 10.10 120 9.00

4.2 Pembahasan

4.2.1. Analisis Pengujian Optical Emission Spectrometer Baja karbon rendah

Dari hasil pengujian Optical Emission Spectrometer sampel, dapat dilihat

bahwa kandungan karbon yang dimiliki sebesar 0,057% yang berarti sampel

tergolong baja karbon rendah yang memiliki kadar karbon kurang dari 0,25%[3].

Selain itu, juga ditemukan unsur – unsur yang mempengaruhi sifat – sifat mekanis

dari baja karbon rendah seperti seperti Si (0,007%), Mn (0,016%), Cr (0,023%), S

(0,003%), Ni (

42


4.2.2 Pengamatan Visual Sampel Baja karbon rendah dengan Penambahan

dan Tanpa Penambahan Inhibitor Teh Rosella

Pengamatan dilakukan pada saat penambahan inhibitor teh rosella kedalam

air rendaman dalam pengujian laju korosi dengan metode weight loss. Pada saat

penambahan 2 ml larutan inhibitor, tidak terlihat dengan jelas perubahan warna

pada air rendaman. Pada penambahan 4 ml, air rendaman mulai mengalami

perubahan warna menjadi agak kecoklatan. Pada saat penambahan 6 ml inhibitor

teh rosella, mulai terlihat warna merah kecoklatan dibandingkan pada

penambahan 2 ml dan 4 ml.

Sebelum dilakukan perendaman, kondisi awal semua sampel pengujian

dalam keadaan bersih dari oksida dan karat yang ada dengan pembersihan secara

mekanis menggunakan kertas amplas. Ketika dilakukan perendaman, pengamatan

yang dilakukan setiap hari selama 5 hari, terlihat pada sampel yang tidak diberi

inhibitor ada lapisan yang berwarna kecoklatan yang menempel pada permukaan

logam.reg

Setelah proses pencelupan, permukaan sampel pada pada sistem yang tidak

terinhibisi mengalami korosi seragam terutama pada permukaan dan bagian

pinggir dari sampel yang ditandai dengan adanya scale sebagai produk dari

korosi. Namun pada sistem yang terinhibisi, korosi seragam yang terjadi tidak

terlalu banyak dan terbentuk lapisan tipis yang terbentuk pada permukaan logam

dan mengendap. Lapisan ini terbentuk akibat penambahan ekstrak teh rosella

sebagai inhibitor organik. Lapisan tipis yang terbentuk pada permukaan pada

sampel yang terinhibisi berfungsi untuk menghambat laju korosi[4].

4.2.3 Pengaruh Penambahan Inhibitor terhadap pH Larutan

Selama pengujian, diperoleh data pH larutan yang ditunjukkan pada tabel

4.5. berdasarkan data tersebut, dapat dilihat terjadinya penurunan pH air rendaman

seiring penambahan inhibitor. Hal ini terlihat saat rata – rata pH awal pada sampel

tanpa penambahan inhibitor sebesar 6,6. Kemudian terjadi penurunan pH pada

penambahan 2

UNIVERSITAS INDONESIA STUDI PENGARUH ...lontar.ui.ac.id/file?file=digital/20284484-S801-Studi...Teknik (.ST) jurusan Metalurgi dan Material di Departemen Teknik Metalurgi dan Material

Documents