TUGAS KOROSI

“FAKTOR FAKTOR YANG MEMPENGARUHI

LAJU KOROSI”

Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah KorosiDosen pengampu: Drs. Drs. Ranto .H.S., MT.

Disusun oleh :

Deny Prabowo

K2513016

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK MESINJURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK KEJURUAN

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKANUNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA2015

PENYEBAB KOROSI DAN LAJU KOROSI

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi suatu logam dapat terkorosi dan kecepatan laju

korosi suatu logam. Dua logam yang sama belum tentu mengalami kasus korosi yang

sama pula pada lingkungan yang berbeda. Begitu juga dua logam pada kondisi

lingkungan yang sama tetapi jenis materialnya berbeda, belum tentu mengalami korosi

yanga sama. Dari hal tersebut, maka dapat dikatakan bahwa terdapat dua faktor yang

dapat mempengaruhi korosi suatu logam, yaitu faktor metalurgi dan faktor lingkungan.

1. FAKTOR METALURGI

Faktor metalurgi adalah pada material itu sendiri. Apakah suatu logam dapat tahan

terhadap korosi, berapa kecepatan korosi yang dapat terjadi pada suatu kondisi, jenis

korosi apa yang paling mudah terjadi, dan lingkungan apa yang dapat menyebabkan

terkorosi, ditentukan dari faktor metalurgi tersebut.

Yang termasuk dalam faktor metalurgi antara lain :

1) Jenis logam dan paduannya

Pada lingkungan tertentu, suatu logam dapat tahan tehadap korosi. Sebagai

contoh, aluminium dapat membentuk lapisan pasif pada lingkungan tanah dan air

biasa, sedangkan Fe, Zn, dan beberapa logam lainnya dapat dengan mudah

terkorosi.

2) Morfologi dan homogenitas

Bila suatu paduan memiliki elemen paduan yang tidak homogen, maka paduan

tersebut akan memiliki karakteristik ketahanan korosi yagn berbeda-beda pada

tiap daerahnya.

3) Perlakuan panas

Logam yang di-heat treatment akan mengalami perubahan struktur kristal atau

perubahan fasa. Sebagai contoh perlakuan panas pada temperatur 500-800 0C

terhadap baja tahan karat akan menyebabkan terbentuknya endapan krom karbida

pada batas butir. Hal ini dapat menyebabkan terjadinya korosi intergranular pada

baja tersebut. Selain itu, beberapa proses heat treatment menghasilkan tegangan

sisa. Bila tegangan sisa tesebut tidak dihilangkan, maka dapat memicu tejadinya

korosi retak tegang.

4) Sifat mampu fabrikasi dan pemesinan

Merupakan suatu kemampuan material untuk menghasilkan sifat yang baik

setelah proses fabrikasi dan pemesinan. Bila suatu logam setelah fabrikasi

memiliki tegangan sisa atau endapan inklusi maka memudahkan terjadinya retak.

5) Permukaan logam

Permukaan logam yang lebih kasar akan menimbulkan beda potensial dan

memiliki kecenderungan untuk menjadi anode yang terkorosi.

6) Efek Galvanic Coupling

Kemurnian logam yang rendah mengindikasikan banyaknya atom-atom unsur lain

yang terdapat pada logam tersebut sehingga memicu terjadinya efek Galvanic

Coupling , yakni timbulnya perbedaan potensial pada permukaan logam akibat

perbedaan E° antara atom-atom unsur logam yang berbeda dan terdapat pada

permukaan logam dengan kemurnian rendah. Efek ini memicu korosi pada

permukaan logam melalui peningkatan reaksi oksidasi pada daerah anode

2. FAKTOR LINGKUNGAN

1) Lingkungan Air

Air atau uap air dalam jumlah sedikit atau banyak akan mempengaruhi tingkat

korosi pada logam. Reaksinya bukan hanya antara logam dengan oksigen saja,

tetapi juga dengan uap air yang menjadi reaksi elektrokimia. Karena air

berfungsi sebagai:

a. Pereaksi. Misalnya pada besi akan berwarna cokelat karena terjadinya besi

hidroksida.

b. Pelarut. Produk-produk korosi akan larut dalam air seperti besi klorida atau

besi sulfat.

c. Katalisator. Besi akan cepat bereaksi dengan O2 dari udara sekitar bila ada

uap air.

d. Elektrolit lemah. Sebagai penghantar arus yang lemah atau kecil.

Mekanisme reaksi uap air di udara dengan logam sebagai berikut (Sumber:

Supardi, 1997:72).

4H2O → 4H+ + 4OH-

4H+ + O2 → 2H2O

Fe     → Fe2+ + 2e

2Fe + 4H+ →2Fe2+ + 4H+

2Fe2+ + 4OH2- → 2Fe(OH)2

2Fe(OH)2 + H2 + 1/2 O2 2Fe(OH)3

4Fe + 6H2O + 3O2 4Fe(OH)3

Korosi pada lingkungan air bergantung pada pH,  kadar oksigen dan temperatur.

Misalnya pada baja tahan karat pada suhu 300-500oC bisa bertahan dari karat.

Namun pada suhu yang lebih tinggi 600-650oC baja tahan karat akan terserang

korosi dengan cepat. Demikian juga dengan penambahan kadar O2 dalam air

maka akan mempercepat laju korosi pada logam.

a) Ph

Menurut penelitian Whitman dan Russel ternyata pH dari suatu elektrolit sangat

mempengaruhi pada proses terjadinya korosi pada besi. Pengaturan pH dilakukan

dengan pembubuhan KOH pada air yang pH 6-14 dan pembubuhan asam pada 7-

0.pH netral adalah 7, sedangkan ph < 7 bersifat asam dan korosif, sedangkan

untuk pH > 7 bersifat basa juga korosif. Tetapi untuk besi, laju korosi rendah pada

pH antara 7 sampai 13. Laju korosi akan meningkat pada pH < 7 dan pada pH >

13.

Korosi Pada Kondisi Asam Lebih Cepat Terjadi (atas). Logam Besi yang Belum

Terkorosi Pada Kondisi Netral (bawah)

b) Kadar Oksigen

Adanya oksigen yang terlarut akan menyebabkan korosi pada metal seperti laju

korosi pada mild stell alloys akan bertambah dengan meningkatnya kandungan

oksigen. Kelarutan oksigen dalam air merupakan fungsi dari tekanan, temperatur

dan kandungan klorida.

Untuk tekanan 1 atm dan temperatur kamar, kelarutan oksigen adalah 10 ppm

dan kelarutannya akan berkurang dengan bertambahnya temperatur dan

konsentrasi garam. Sedangkan kandungan oksigen dalam kandungan minyak-air

yang dapat mengahambat timbulnya korosi adalah 0,05 ppm atau kurang.

Rumus kimia karat besi adalah Fe2O3.nH2O, suatu zat padat yang berwarna

coklat-merah. Korosi merupakan proses elektrokimia. Pada korosi besi, bagian

tertentu dari besi itu berlaku sebagai anode, di mana besi mengalami oksidasi.

Fe(s) ↔ Fe2+(aq) + 2e

Elektron yang dibebaskan di anode mengalir ke bagian lain dari besi itu yang

bertindak sebagai katode, di mana oksigen tereduksi.

O2(g) + 4H+(aq) + 4e ↔ 2H2O(l)

atau

O2(g) + 2H2O(l) + 4e ↔ 4OH-(aq)

Contoh reaksi perkaratan besi :

Anoda                        : Fe → Fe2+ + 2e-

Katoda                       : 2H+ + 2e- → H2

                         2H2O + O2 + 4e- → 4OH-

Redoks           : 2H+ + 2H2O + O2 + 3Fe → 3Fe2+ + 4OH- + H2

Fe(OH)2 oleh O2 di udara dioksidasi menjadi Fe2O3·nH2O (Karat Besi).

Adapun macam-macam air seperti air suling merupakan air yang paling bersih

dan bebas dari kation dan anion serta terisolir dari udara dan bebas mikroba.

Adapun air hujan atau salju merupakan proses sulingan alam, namun demikian

air ini masih mengandung CO2. Jika karbondioksida dilarutkan dalam air maka

akan terbentuk asam karbonat (H2CO3) yang dapat menurunkan pH air dan

meningkatkan korosifitas, biasanya bentuk korosinya berupa pitting yang secara

umum reaksinya adalah:

CO2 + H2O → H2CO3

Fe + H2CO3→ FeCO3 + H2

FeC03 merupakan corrosion product yang dikenal sebagai sweet corrosion

Untuk air permukaan komposisinya zat terlarut bergantung pada tanah yang

ditempati atau tempat tergenangnya. Tetapi pada umumnya zat yang terlarut

lebih rendah dari pada air laut. Biasanya air permukaan mengandung Ca2+, Mg2+,

NH4+, Cl-, dan SO-

4. Agresifitasnya lebih rendah daripada air laut. Sedangkan

untuk air tanah dangkal seperti sumur zat terlarutnya bergantung pada tanah

sekitanya.

Korosi oleh air bersih pada logam yang tidak mulia akan terbentuk reaksi

sebagai berikut: L + 2H2O → L(OH)2 + H2

Sedangkan untuk air bersih dan adanya O2, akan ada proses oksidasi dari udara

sekitarnya. Hal ini biasanya terjadi pada air dekat permukaan. Reaksinya: 2L +

3H2O + 3/2O2 → 2L(OH)3

c) Temperatur

Pada lingkungan temperatur tinggi, laju korosi yang terjadi lebih tinggi

dibandingkan dengan temperatur rendah, karena pada temperatur tinggi kinetika

reaksi kimia akan meningkat. Gambar berikut menunjukkan pengaruh

temperatur terhadap laju korosi pada Fe.

Semakin tinggi temperatur, maka laju korosi akan semakin meningkat, namun

menurunkan kelarutan oksigen. Sehingga pada suatu sistem terbuka, diatas suhu

800C, laju korosi akan mengalami penurunan karena oksigen akan keluar

sedangkan pada suatu sistem tertutup, laju korosi akan terus menigkat karena

adanya oksigen yang terlarut.

Knalpot kendaraan bermotor yang mudah terkorosi akibat temperatur tinggi

d) Kontak dengan Elektrolit

Keberadaan elektrolit, seperti garam dalam air laut dapat mempercepat laju korosi

dengan menambah terjadinya reaksi tambahan. Konsentrasi elektrolit yang besar

dapat meningkatkan laju aliran elektron sehingga laju korosi meningkat.

bangkai kapal di dasar laut yang telah terkorosi oleh kandungan garam yang tinggi

2) Lingkungan Udara

Temperatur, kelembaban relatif, partikel-partikel abrasif dan ion-ion agresif

yang terkandung dalam udara sekitar, sangat mempengaruhi laju korosi. Dalam

udara yang murni, baja tahan karat akan sangat tahan terhadap korosi. Namun

apabila udara mulai tercemari maka serangan korosi dapat mudah terjadi. Salah

satu polusi udara yang menimbulkan korosi adalah NOX dari pabrik asam nitrat,

Cl2 dari pabrik soda, dan NaCl dari air laut.

3) Lingkungan Asam, Basa Dan Garam

Pada lingkungan air laut, dengan konsentrasi garam NaCl atau jenis garam-

garam yang lain seperti KCl akan menyebabkan laju korosi logam cepat. Sama

halnya dengan kecepatan alir dari air laut yang sebanding dengan peningkatan

laju korosi, akibat adanya gesekan, tegangan dan temperatur yang mendukung

terjadinya korosi.

Pada larutan basa seperti NaOH (Caustic soda), baja karbon akan tahan terhadap

serangan korosi pada media ini dengan suhu larutan 75 oF (24 oC) dan

konsentrasi 45% berat. Pada larutan asam seperti Asam cromat (CrO3) dengan

Asam kromat 10% pada suhu 60oC  tidak akan menyerang baja tahan karat.

Tingkat korosi akan naik sebanding dengan temperatur dan konsentrasi yang

juga meningkat.

Senyawa kromat mampu sebagai pemasif yang efektif terhadap laju korosi pada

logam. Dalam kenyataannya dapat tereduksi menjadi Cr2O3 yang membentuk

serpih  yang berwarna hijau kecoklatan. Cr2O3 banyak digunakan sebagai abrasi

pada pemolesan karena Cr2O3 keras, tajam sehingga mampu mengikis atau

mengasah logam menjadi mengkilap.

Penggunaan larutan garam Natrium Cromat / sodium kromat (Na2CrO4) dengan

kadar tertentu mampu menghambat laju korosi. karena sodium kromat sebagai

inhibitor kimia, yaitu suatu zat kimia yang dapat menghambat atau

memperlambat suatu reaksi kimia. Secara khusus, inhibitor korosi merupakan

suatu zat kimia yang bila ditambahkan ke dalam suatu lingkungan tertentu, dapat

menurunkan laju penyerangan lingkungan itu terhadap suatu logam.

Selain itu fungsi dari inhibitor adalah mampu memperpanjang umur pakai

logam, melindungi dan memperindah permukaan logam, lebih mengkilap dan

terang dengan warna tertentu yang dihasilkan sesuai inhibitornya. Adapun

penggunaannya sebagai berikut :

a. Na2CrO4 , dengan konsentrasi 50 ppm digunakan pada pipa baja.

b. 2,3 gr/l Na2CrO4 untuk sambungan galvanik Cu-Zn-Fe

c. 2,4 gr/l Na2CrO4 untuk sambungan galvanik Fe-Al

d. 0,1% Na2CrO4 digunakan untuk penghambat laju korosi logam Fe, Cu, Zn

dalam sistem air pendingin (water cooling) dan pada larutan garam (Brines)

e. 0,1% -1% Na2CrO4 digunakan untuk penghambat laju korosi (inhibitor)

logam Fe, Pb, Cu, Zn dalam sistem mesin pendingin(engine coolants)

4) Lingkungan Industri Minyak

Pada umumnya di lingkungan industri minyak terdapat 3 area yang seringkali

mengalami korosi, yaitu:    

a. Kegiatan produksi (Production)

b. Pendistribusian dan Penyimpanan (Transportation and Storage)

c. Operasi Pemisahan (Refinery Operation)

Penyebab utama yang paling awal dilakukan untuk mengetahui kekorosifan

minyak dan gas bumi adalah gas karbondioksida (CO2). Gas ini terperangkap

dalam sumur pengeboran dan keluar bersama condensate dan partikel lainnya

melewati rangkaian pipa. Pada kondisi demikian pipa yang bahannya terbuat

dari baja karbon akan terserang kerusakan akibat korosi. Terutama pada bagian-

bagian yang berada di sekitar lokasi proses kondensasi. Bentuk korosi yang

sering dijumpai adalah pitting korosi, uniform korosi, korosi erosi dan korosi

fatique.

Selanjutnya keberadaan Asam asetat yang ada dalam minyak bumi mulai diteliti

karena asam ini bersifat korosif terhadap banyak logam seperti besi, magnesium,

dan seng, membentuk gas hidrogen dan garam-garam asetat (disebut logam

asetat). Asam asetat akan menjadi sumber ion hydrogen jika asam ini berada

bersamaan dengan asam karbonat dalam jumlah yang sama. Ion asetat akan

bereaksi dengan ion besi membentuk besi asetat.

Jika minyak bumi mengandung gas H2S, lingkungan demikian disebut

lingkungan sour. Di lingkungan ini, elemen sulfur, polysurfida, gas CO2 dan air

berada bersama gas H2S. Elemen sulfur tersebut dapat larut dalam minyak dan

air yang mengakibatkan minyak dan air menjadi asam. Setelah bereaksi dengan

baja karbon, hasil reaksi yang biasanya terbentuk di permukaan logam yaitu:

FeS, FeS2, pyrrhottite, and machniawite. Pada kondisi tekanan yang rendah dan

temperatur yang lebih dingin reaksi akan membalik dan cenderung membentuk

gas H2S dan sulfur dalam sistem larutan. Jumlah ion hydrogen yang berlebihan

di permukaan logam dikawatirkan mengakibatkan berbagai macam jenis

kerusakan hydrogen yang sangat bervariasi.

5) Mikroba

Adanya koloni mikroba pada permukaan logam dapat menyebabkan peningkatan

korosi pada logam. Hal ini disebabkan karena mikroba tersebut mampu

mendegradasi logam melalui reaksi redoks untuk memperoleh energi bagi

keberlangsungan hidupnya. Mikroba yang mampu menyebabkan korosi, antara

lain: protozoa, bakteri besi mangan oksida, bakteri reduksi sulfat, dan bakteri

oksidasi sulfur-sulfida. Thiobacillus thiooxidans Thiobacillus ferroxidans.

Korosi Pada Permukaan Logam yang Disebabkan oleh Mikroba

Koloni Bakteri Thiobacillus ferrooxidans Pada Permukaan Logam Besi yang

Terkorosi

Koloni Bakteri Thiobacillus thiooxidans yang Dapat Menyebabkan Korosi Pada

Logam

6) Keberadaan Zat Pengotor

Zat Pengotor di permukaan logam dapat menyebabkan terjadinya reaksi reduksi

tambahan sehingga lebih banyak atom logam yang teroksidasi. Sebagai contoh,

adanya tumpukan debu karbon dari hasil pembakaran BBM pada permukaan

logam mampu mempercepat reaksi reduksi gas oksigen pada permukaan logam

yang mengakibatkan proses korosi semakin cepat pula.

Pengotor yang Mempercepat Korosi pada Permukaan Logam