Upload
others
View
27
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
KAJIAN EKSPERIMENTAL TERHADAPNATRIUM SILIKAT BERBASIS NANOSILIKA
DARI LUMPUR LAPINDO SEBAGAI INHIBITORKOROSI PADA DUCTILE CAST IRON
Ewing Apriyan Dananjaya (2412105014)
Dosen Pembimbing :Dr.-Ing. Doty Dewi Risanti, S.T., M.T. NIPN. 19740903 199802 2 001Lizda Johar M., S.T., M.T. NIPN. 19740815 199703 2 001
www.company.com
Ewing Apriyan Dananjaya (2412105014)
Dosen Pembimbing :Dr.-Ing. Doty Dewi Risanti, S.T., M.T. NIPN. 19740903 199802 2 001Lizda Johar M., S.T., M.T. NIPN. 19740815 199703 2 001
Latar BelakangCompanyLOGO
Kadar silika yang cukupbesar dalam lumpur
Sidoarjo 53,08%(Dr. Ir. Aristanto, Balai Besar
Keramik Bandung)
2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2Onanosilika
www.company.com
sebagai inhibitorkorosi
Pada penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Edo Aditya(Teknik Fisika ITS) didapatkan hasil pengujian pada larutan NaCl :
natrium silikat hasil sintesis -> 76%.natrium silikat komersial -> 83%.
Ahmad, dkk. (UNESA. 2013)
CompanyLOGO
Bagaimana metode sintesis nanosilika dari bahan lumpur lapindo danperformansi inhibitor korosi senyawa natrium silikat nano partikel hasil sintesis
tersebut?
Rumusan masalahdan Tujuan
www.company.com
Membuat silika nanopartikel dari lumpur lapindo kemudianmenguji performansi inhibitor hasil sintesis tersebut dalam
larutan NaCl
Rumusan masalahdan Tujuan
Batasan masalah
• Lumpur Lapindo yang digunakan adalahlumpur yang diambil pada jarak 2 km darilokasi pusat semburan.
• Spesimen uji korosi yang digunakan adalahductile cast iron dari pipa besi PDAM.
www.company.com
• Silika komersial dan Natrium silikat komersial yangdigunakan adalah produksi PT. Bratako.
• Spesimen uji korosi yang digunakan adalahductile cast iron dari pipa besi PDAM.
Teori penunjang
Nanosilika
untuk mendeteksi kanker dan untukpenghantaran obat langsung ke sel target.
rubber airbag untuk kapal
aplikasi
www.company.com
Inhibitor korosi(Januar, 2013)silika komersial memiliki puncak pada sudut 2Ө = 24º.silika hasil ekstraksi lumpur lapindo memiliki nilai 2Ө antara 24º-29º
Teori penunjangKorosi pada Larutan Garam
2FeCl2 + 2H2O(Fe(OH)2FeCl2 + 2H+ + 2Cl-
•Proteksi Katodik
•Coating
•Chemical inhibitor
www.company.com
Na2CO3 + SiO2 → Na2SiO3 + CO2
2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O
SiO2 + Na2O → Na2SiO3
Natrium silikat
Teori penunjang
Proses kerja InhibitorInhibitor teradsorpsi pada permukaan logam danmembentuk suatu lapisan yang sangat tipis
Inhibitor mengendap kemudian terabsorbsi padapermukaan logam
www.company.com
Inhibitor mengendap kemudian terabsorbsi padapermukaan logam
Inhibitor mengkorosi permukaan kemudianmembentuk lapisan pasif
Inhibitor menghilangkan elemen agresif penyebabkorosi yang ada dalam lingkungannya.
Teori penunjang
Perhitungan laju korosi dengan metodekehilangan berat
CR = corrosion rate (laju korosi)K = konstanta laju korosiT = waktu dalam (jam)A = luas area logam (cm2)W = selisih massa setelah dengan sebelum korosi (g)D = massa jenis (g/cm3)
Acuan standar ASTM G1–03 dan ASTM G31–72,
www.company.com
CR = corrosion rate (laju korosi)K = konstanta laju korosiT = waktu dalam (jam)A = luas area logam (cm2)W = selisih massa setelah dengan sebelum korosi (g)D = massa jenis (g/cm3)
MetodologiPenelitian
Hasil sintesis :
MetodesintesisNatriumsilikat
Volume Inhibitor (Na2SiO3)0 ml 2 ml 4 ml 6 ml 8 ml 10 ml 12 ml
Metode AMetodeM1
www.company.com
Bentuk sintesis natriumsilika
Bentuk ekstraksi silika
MetodeM1MetodeM2
*Larutan Uji yang digunakan larutan NaCl 3,5%
Metode A :Ekstraksi nanosilika metode kopresipitasi (Januar, 2013.) + metode sintesis(Adziimaa, 2013)
Metode B(Aditya, 2014)M1 -Metode pertama. NaoH 7 M + 5gr lumpurM2 -Metode kedua. NaoH 10 M + 5gr lumpur
MetodologiPenelitian
Ukuran sampel : 1x1 cm, tebal : 0,3 cm, berat rata-rata : 2,338 gramPreparasi sampel uji berdasarkan ASTM G31-72
Pembersihan sampel sesuai standar NACE RP0775-2005
Silika ekstraksi 216 Å
Silika referensi 229 Å
www.company.com
NomorPuncak
BilanganGelombang (cm-1)
Gugus FungsiTeramati
Transmitansi(%)
1 3347.10 -OH streching 45.517
2 1636.79 C-O bending 66.834
3 983.93 Si-O(Na) stretching 30.811
4 849.75 O-Si-O 54.112
Ukuran sampel : 1x1 cm, tebal : 0,3 cm, berat rata-rata : 2,338 gramPreparasi sampel uji berdasarkan ASTM G31-72
Pembersihan sampel sesuai standar NACE RP0775-2005
Silika komersial 216 Å
Nanosilika referensiAnalisis ukuran partikel
• Pers. Scherrer :sample Pos. [°2Th.] FWHM Left [°2Th.]
Silika komersial 21.7093 0.1224
silika ekstraksi 27.9564 0.0900
D = rata-rata ukuran kristalK = konstanta shape factor (0.94)λ = X-ray wavelength (0.154 , anoda material = Cu)β = Full Width at Half Maximum (radian)Ө = sudut Bragg
Metodologi Penelitian
www.company.com
silika ekstraksi 27.9564 0.0900
Natrium silikaektraksi (m3)
33.30532 0.03268
Silika ekstraksireferensi
(‘Adzimmaa, 2013)
25.8336 0.0254
Diperoleh :
Ukuran partikel untuk silika komersial 75 nm, untuk Silika hasil ekstraksi 95 nm, danuntuk natrium silika hasil ekstraksi metode III (Aditya, 2014) 263 nm, silika ekstraksireferensi (‘Adziimaa, 2013) 335 nmAnalisis dengan software Image-J diketahui ukuran partikel rata-rata berukuran 3,19 nm.
Sedangkan nanosilika referensi berukuran 4,119 nm – 26,8244 nm.
Image-J merupakan software pengolahan citra yang dikembangkan oleh (NIH)yang dapat diunduh secara gratis (open source)
Kondisi Sampel Pasca Pengujian
0 ml
Inhibitor A Inhibitor m1 Inhibitor m2
www.company.com
2 ml
10 ml
Hasil Mikroskop sampel setelah dijui
(a)(a)
inhibitor A
Weight Loss vs Weight Gain
inhibitor M1 Inhibitor M2
weight loss menandakan adanya proses korosi(corrosion process)
weight gain akibat dari passivation process yangterbentuk antara lingkungan dengan unsur padasampel tersebut (Asrar,2014)
www.company.com
0 ml inhibitor
(a)
(a)
2 ml
10 ml
2 ml 2 ml
10 ml 10 ml
weight loss menandakan adanya proses korosi(corrosion process)
weight gain akibat dari passivation process yangterbentuk antara lingkungan dengan unsur padasampel tersebut (Asrar,2014)
Hasil PengujianXRD
Inhibitor Natrium silikat (M1)
vol inhibitor(ml) pH awal
corrosionrate (mpy) Efisiensi (%)
0 7,21 4,957 0
2 12,03 1,441 70,90
4 12,28 1,326 73,27
6 12,34 0,978 80,23
8 12,355 0,231 95,35
10 12,39 0,692 86,05
12 12,41 0,461 90,70
Inhibitor Natrium silikat (M2)
pH awalcorrosionrate (mpy) Efisiensi (%)
0 7,21 4,957 0
2 11,47 1,211 75,582
4 12,23 0,634 87,209
www.company.com
4 12,23 0,634 87,209
6 12,31 0,519 89,676
8 12,35 0,231 95,348
10 12,38 0,519 89,535
12 12,42 0,288 94,187
Inhibitor Natrium silikat (A)
pH awalcorrosionrate (mpy) Efisiensi (%)
0 7,21 4,957 0
2 11,87 1,614 67,44
4 11,96 0,807 83,72
6 12,35 0,115 97,67
8 12,41 0,346 93,02
10 12,45 0,231 95,35
12 12,47 0,231 95,35
FeO dan α–Fe2O3 menunjukkan produk korosiNa2Si4O9 terbentuk ion Na+ pada larutan garamdan inhibitor natrium silikat selama proses ujikorosi.
Volume inhibitor terhadap perubahan pHPengaruh pH terhadap laju korosi pada larutan garamPengaruh Volume Inhibitor terhadap EfisiensiHubungan ukuran partikel dan efisiensi
Tampak kenaikan pH yang cukup signifikan antaranatrium silika komersial dan natrium silika penelitian
Kenaikan pH paling besar saat penambahan 2 mlSedangkan mulai penambahan 4 ml sampai 12 mlkenaikan pH sangat sedikit
Semakin kecil ukuran partikel, semakinbesar efisiensinya
www.company.com
pH cenderung berkumpul di kisaran 12-13, keadaanpH yang lebih basa menyebabkan laju korosisemakin berkurang
Efisiensi inhibitor sintesis lebih besar dari efisiensiinhibitor natrium silikat komersial
Semakin kecil ukuran partikel, semakinbesar efisiensinya
Hasil Mikroskop Sampel Setelah dietsa
INHIBITOR M1
2 ml 2 ml
www.company.com
0 ml
INHIBITOR A INHIBITOR M210 ml
2 ml
10 ml
10 ml
(dengan perbesaran 100x)
Korosi telah menyerang grafit pada besi. Tampak bahwabentuk nodular grafit telah berubah akibat korosi padatepinya
KESIMPULAN
Silika hasil ekstraksi telah berhasil berukuran nano, yaitu sebesar 95 nm dengan analisiperhitungan menggunakan persamaan Scherrer dan 3,19 nm dari pengujian menggunakanSEM dan analisis software image-j.
Inhibitor natrium silikat sintesis mampu menahan laju korosi sampai 0,115 mpy, denganefisiensi inhibitor natrium silika hasil sintesis tertinggi yaitu sebesar 95,35% dengan metodesintesis silika dan NaOH .
Berdasarkan pengujian korosi dengan media air garam (NaCl 3.5%) diperoleh bahwa hanyaperlu 2 ml inhibitor natrium silikat hasil sintesis untuk mencapai efisiensi yang sama dengan 6ml inhibitor natrium silikat komersial dan 8 ml inhibitor referensi (Aditya, 2014).
Metode terbaik untuk menghasilkan natrium silikat dengan efisiensi tertinggi adalah denganmengekstraksi silika dari hasil pelarutan lumpur lapindo dalam NaOH (7M) untuk kemudiandisintesis menjadi natrium silikat dari 6 gr silika hasil ekstraksi dengan NaOH 8 gr dalam10ml aquades.
www.company.com
Silika hasil ekstraksi telah berhasil berukuran nano, yaitu sebesar 95 nm dengan analisiperhitungan menggunakan persamaan Scherrer dan 3,19 nm dari pengujian menggunakanSEM dan analisis software image-j.
Inhibitor natrium silikat sintesis mampu menahan laju korosi sampai 0,115 mpy, denganefisiensi inhibitor natrium silika hasil sintesis tertinggi yaitu sebesar 95,35% dengan metodesintesis silika dan NaOH .
Berdasarkan pengujian korosi dengan media air garam (NaCl 3.5%) diperoleh bahwa hanyaperlu 2 ml inhibitor natrium silikat hasil sintesis untuk mencapai efisiensi yang sama dengan 6ml inhibitor natrium silikat komersial dan 8 ml inhibitor referensi (Aditya, 2014).
Metode terbaik untuk menghasilkan natrium silikat dengan efisiensi tertinggi adalah denganmengekstraksi silika dari hasil pelarutan lumpur lapindo dalam NaOH (7M) untuk kemudiandisintesis menjadi natrium silikat dari 6 gr silika hasil ekstraksi dengan NaOH 8 gr dalam10ml aquades.
SEKIAN DAN TERIMA KASIH
CompanyLOGO
www.company.com
DAFTAR PUSTAKA• Callister, William. 2007. Materials Science and Engineering. Department of Metallurgical
Engineering The University of Utah: John Wiley & Sons, Inc
• Gao, H. dkk. 2011. Study of the Corrosion Inhibition Effect of Sodium Silicate on AZ91DMagnesium Alloy: Elseiver Corrosion Science 53 (2011) 1401-1407
• Aditya, E, Risanti, D.D., Mawarani, L.J. 2014. Penentuan Metode Ekstraksi dan Ujiperformansi Inhibitor Natrium Silikat pada Ductile Cast Iron. Tugas Akhir, Jurusan TeknikFisika ITS.
• Januar, Ahmad, Arifudin, Ahmad, Munasir. 2013. Pengaruh pH Akhir Larutan padaSintesis Nanosilika dari Bahan Lusi dengan Metode Kopresipitasi. Jurnal Inovasi FisikaIndonesia Vol. 02 No. 03 (2013). 7 – 10.
• ‘Adziimaa, A. F, Risanti, D.D., Mawarani, L.J. 2013. Sintesis Natrium Silikat dari LumpurLapindo sebagai Inhibitor Korosi. Tugas Akhir, Jurusan Teknik Fisika ITS.
• Fadli, A. F. dkk. 2013. Ekstraksi Silika dalam Lumpur Lapindo Menggunakan MetodeKontinyu. Kimia.Student Journal Vol. 1, No. 2, pp 182-187. Universitas Brawijaya Malang.
www.company.com
• Callister, William. 2007. Materials Science and Engineering. Department of MetallurgicalEngineering The University of Utah: John Wiley & Sons, Inc
• Gao, H. dkk. 2011. Study of the Corrosion Inhibition Effect of Sodium Silicate on AZ91DMagnesium Alloy: Elseiver Corrosion Science 53 (2011) 1401-1407
• Aditya, E, Risanti, D.D., Mawarani, L.J. 2014. Penentuan Metode Ekstraksi dan Ujiperformansi Inhibitor Natrium Silikat pada Ductile Cast Iron. Tugas Akhir, Jurusan TeknikFisika ITS.
• Januar, Ahmad, Arifudin, Ahmad, Munasir. 2013. Pengaruh pH Akhir Larutan padaSintesis Nanosilika dari Bahan Lusi dengan Metode Kopresipitasi. Jurnal Inovasi FisikaIndonesia Vol. 02 No. 03 (2013). 7 – 10.
• ‘Adziimaa, A. F, Risanti, D.D., Mawarani, L.J. 2013. Sintesis Natrium Silikat dari LumpurLapindo sebagai Inhibitor Korosi. Tugas Akhir, Jurusan Teknik Fisika ITS.
• Fadli, A. F. dkk. 2013. Ekstraksi Silika dalam Lumpur Lapindo Menggunakan MetodeKontinyu. Kimia.Student Journal Vol. 1, No. 2, pp 182-187. Universitas Brawijaya Malang.
DAFTAR PUSTAKA• Haleem A. H., Jabar, F., Mohammed, N. Corrosion Behavior of Cast Iron in Different
Aqueous Salt Solution. Babylon Uneversity-College of Material Enginering. Iraq
• Aristianto, 2006, Pemeriksaan Pendahuluan Lumpur Panas Lapindo Sidoarjo, Tidakditerbitkan, Balai Besar Keramik Dapartemen Perindustrian, Bandung.
• Abdullah, M. dkk. 2008. Review : Sintesis Nanomaterial. Jurnal Nanosains &Nanoteknologi. Vol 1. No. 2, Institut Teknologi Bandung.
• Standard Practice for Preparing, Cleaning, adn Evaluating Corrosion Test Specimens.ASTM Internatioal G 1-03
• Standard Practice for Laboratory Immersion Corrosion Testing of Metals. ASTMInternatioal G 31-72
• Standard Recommended Practice: Preparation, Installation, Analysis, and Interpretation ofCorrosion Coupons in Oilfield Operations. NACE RP 0775-2005
www.company.com
• Haleem A. H., Jabar, F., Mohammed, N. Corrosion Behavior of Cast Iron in DifferentAqueous Salt Solution. Babylon Uneversity-College of Material Enginering. Iraq
• Aristianto, 2006, Pemeriksaan Pendahuluan Lumpur Panas Lapindo Sidoarjo, Tidakditerbitkan, Balai Besar Keramik Dapartemen Perindustrian, Bandung.
• Abdullah, M. dkk. 2008. Review : Sintesis Nanomaterial. Jurnal Nanosains &Nanoteknologi. Vol 1. No. 2, Institut Teknologi Bandung.
• Standard Practice for Preparing, Cleaning, adn Evaluating Corrosion Test Specimens.ASTM Internatioal G 1-03
• Standard Practice for Laboratory Immersion Corrosion Testing of Metals. ASTMInternatioal G 31-72
• Standard Recommended Practice: Preparation, Installation, Analysis, and Interpretation ofCorrosion Coupons in Oilfield Operations. NACE RP 0775-2005