Pengetahuan Bahan Konstruksi (FTK 129)Ir. Pocut Nurul Alam, MT

Pengukuran Laju KorosiTujuan : 1. Memilih material yang sesuai untuk pemakaian dalam lingkungan tertentu.2. Menentukan umur pakai suatu peralatan atau struktur.3. Mengevaluasi dan mengembangkan paduan-paduan tahan korosi baru

Tujuan ..cont.4. Mempelajari pengaruh perubahan lingkungan untuk mengendalikan korosi perubahan pH, penambahan inhibitor dll.5. Menentukan cara yang paling ekonomis untuk mencegah korosi6. Mempelajari mekanisme korosi.

Pengukuran laju korosi di bagi 3 :Metode Fisikaa. Kehilangan Beratb. Tahanan ListrikElektrokimia (Polarisasi)EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy)

Metode Kehilangan BeratTahapanPersiapan spesimen :- amplas spesimen dengan kertas pasir sampai dengan grid 1200.- cuci dengan air- bilas dengan alkohol- keringkan- ukur luas permukaan- di timbang

Metode Kehilangan Beratcont.b. Pemaparan

Metode Kehilangan Berat..cont.c. Pembersihan Spesimen- cara kimia- cara mekanikd. Perhitungan Laju Korosi :Laju Korosi (mm/thn) = 87,6 WDAtW = kehilangan beratD = densitasA = luas permukaant = Lama waktu pemaparan

Metode Tahanan ListrikTahanan Listrik semua jenis konduktor diberikan oleh persamaan : R =L/A = tahanan jenisL = panjangA = luas penampang konduktor

Metode Tahanan Listrik.cont.Jika suatu logam/paduan yang juga merupakan suatu konduktor mengalami korosi maka harga A akan berkurang.Sebagai konsekuensinya harga R akan bertambah.Dengan menggunakan prinsip ini laju korosi merata dapat diukur.Pengukuran yang dilakukan dengan metode inidapat dilakukan setiap saat tanpa harus merusak spesimen seperti pada pengukuran laku korosi kehilangan berat

Metode ElektrokimiaPrinsip 3 elektroda atau 2 elektrodaPengukuran dengan 3 elektroda :- Elektroda kerja spesimen yg akan diuji- Elektroda pembantu inert- Elektroda pembanding

Metode Elektrokimiacont.Pengukuran dilakukan dengan mempolarisasi elektroda dari potensial tertentu terhadap potensial korosinya dengan laju penaikan potensial tertentu.Lebih cepat dari kehilangan beratLaju korosi (mm/thn) = 3,27.10-3x ikor xBE ikor = rapat arus korosi (A/cm2)BE = berat ekivalen = densitas (g/cm2)

Metode polarisasi ini dapat dibagi 2 :

1. Polarisasi Tafel2. Tahanan Polarisasi

Pengukuran Metode Tafel Galvanostatik Mengatur arus, mengukur potensialPotensiostatik mengatur potensial, mengukur arus

Skema Pengukuran Galvanostatik

Alat pengukuran Potensiostatik

Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS)Teknik : - input = sinyal potensial AC : E sin (t)- response = arus bolak-balik : I sin (t)- yang diamati : impedansi : Z = E/IImpedansi :Resistor RKapasitor CInduktor L

Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS)cont.

Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS)cont.

PASIVASIDefinisi : Keadaan ketahanan korosi oleh karena pembentukan film permukaan tipis dalam lingkungan oksodatif dengan polarisasi anodik tinggiFilm tipis : 1 10 mmRapuh, padat dan transparan

PASIVASI..cont.

BENTUK-BENTUK SERANGAN KOROSIUniform / general corrosion Merata 25%2. Galvanik / bimetal corrosion3. Crevice Corrosion (korosi celah) Lokal 25%4. Pitting Corrosion (korosi sumuran)5. Intergranular Corrosion (korosi batas butir)6. Selective Leaching7. Errosion Corrosion Multivariabel 50%8. Stress Corrosion

UNIFORM / GENERAL CORROSIONKorosi jenis ini yang paling sering, umum dijumpai. Korosi ini dikontrol oleh reaksi kimia atau elektrokimia antara permukaan logam dengan media korosifnya.

Pengurangan berat / ketebalan logam terjadi merata pada seluruh permukaan logam. Jenis korosi ini tidak berbahaya.

UNIFORM / GENERAL CORROSION.cont.Contoh : Baja atau seng yang dicelupkan ke dalam asam sulfat yang menyebabkan pelarutan logam yang membentuk korosi merata

Korosi uniform dapat dikurangi dengan :

1. Pemilihan material yang tepat (semakin murni bahan semakin tahan korosi).2. Pelapisan3. Penambahan inhibitor (media elektrolit)4. Penambahan elemen paduan pada logam 5. Proteksi katodik

KOROSI GALVANIK/KOROSI DUA LOGAMGalvanik / bimetal corrosionBila dua logam yang berbeda saling kontak dan berada pada media/larutan yang konduktif dan korosif maka akan timbul beda potensial yang menyebabkan terjadinya aliran arus listrik i atau perpindahan elektron.

Gambar dibawah menunjukkan prinsip dasar dari korosi galvanik.

KOROSI GALVANIKCONT.Sebuah elektroda seng (anoda) dan elektroda tembaga (katoda).Keduanya bisa teroksidasiZn Zn2+ + 2eCu Cu+ 2eKeduanya teroksidasi tetapi tingkat oksidasi Zn lebih besar dari pada Cu, sehingga bila keduanya dihubungkan akan terjadi beda potensial sebesar 1,1 volt. Elektroda Cu menerima elektron dari elektroda Zn, sehingga Zn sebagai Anoda (terkorosi)

EMF (Seri Galvanik)Beda potensial elektrik diatas merupakan salah satu faktor terpenting yang mempengaruhi korosi bimetal (galvanik).Potensial ini disebut juga EMF (Electro Motif Force) yang mana timbulnya EMF tersebut akibat dari sifat kimia bahan.Besarnya EMF dari tiap tiap bahan diukur relatif terhadap EMF hidrogen (H2/H+) yang nilainya = 0 volt.

Pengaruh Lingkungan thd korosi galvanik :Lingkungan media korosif sangat mempengaruhi proses korosi bimetal. Pada Fe Zn ; Zn (anodik) dan Fe (katodik) berlangsung pada media yang lembab.Sebaliknya Zn (katodik) dan Fe (anodik) berlangsung pada media air 180F.Korosi galvanik juga bisa terjadi dimedia udara dan laju korosi tergantung dari humidity relatifnya.Dilingkungan yang sangat kering, korosi galvanik tidak terjadi karena tidak ada elektrolit yang mengantar arus.

Pengaruh Jarak pada Korosi GalvanikLaju korosi galvanik paling besar terjadi didekat sambungan. Korosi turun sebagai fungsi kenaikan jarak terhadap sambunganPengaruh Luas pada Korosi GalvanikElektroda kecil (anoda) : density arus besar korosi tinggiKatoda besar (luas) : anoda kecil korosi tinggi

PENGENDALIAN KOROSI GALVANIKPilih material yang mempunyai selisih EMF yang kecil (berdekatan pada seri galvanik)Hindari anoda dengan luas kecil dan katoda dengan luas besar.Anoda dan Katoda pisahkan dengan bahan isolator.Coating untuk katodaTambahi inhibitor (zat penghambat) pada media korosif.Hindari sambungan ulir untuk penyambungan dua material yang selisih EMFnya besar.Buat anoda yang gampang diganti dan mempunyai beda potensial kecil thd yang dilindungi, agar awet.Beri logam ketiga yang memiliki EMF yang kecil

KEUNTUNGAN SISTEM GALVANIK