Upload
hanafi
View
269
Download
1
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Use it well
Citation preview
Dosen Ir. Pocut Nurul Alam, MT
Materi :1. Pendahuluan2. Prinsip – prinsip Korosi3. Pengukuran Laju orosi4. Pengendalian Korosi
Referensi :1. DA Jones, “Principles and Prevention of
Corrosion”, 2. Mars G. Fontana, “Corossion Engineering”
KOROSI
KEHIDUPAN MANUSIA
PERALATAN RUMAH TANGGA
AUTOMOTIVE
PESAWAT
PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK
PABRIK KIMIA
STRUKTUR BETON
DLL
Proses degradasi Material akibat berinteraksi dengan Lingkungan
PHYSICALCHEMICAL
ELECTROCHEMICAL
CORROSION RESISTANCE
THERMODYNAMIC
METALLURGICAL
Iklim/cuaca Chemical
Rural : Pegunungan, Pedesaan Urban : Perkotaan Industri Laut
Bahan - bahan Kimia
Terjadi Perubahan Sifat Logam yaitu :- Sifat Mekanik turun : Kekuatan, Kekerasan , ductile (keuletan) dll.- Sifat Fisika berubah : Konduktivitas elektrik, sifat magnetik, melting point, dll
Proses apa yang terjadi : ?????
Berarti ada suatu reaksi Reaksi yang terjadi adalah : reaksi
antara material (logam/paduan) dengan Lingkungan
Reaksi pada Korosi :- Reaksi Kimia- Reaksi Elektrokimia
Korosi tidak terjadi hanya pada logam saja, tetapi bisa juga terjadi pada material lainnya.
Umumnya korosi yang dipelajari hanya pada material yang terbuat dari logam beserta paduannya.
Korosi pada Logam dapat di bagi 2 (dua) yaitu:
1. Korosi Aqueous/Korosi Aquatik2. Korosi Temperatur Tinggi
Interaksi dengan lingkungan melalui reaksi elektrokimia.
Terjadi pada suhu kamar.
Berarti pada reaksi ini terjadi reaksi yang melibatkan ?????- elektron- perpindahan - katoda- anoda- elektrolit
Prinsip Korosi berdasarkan proses elektrokimia melibatkan katoda dan anoda yang dikontakkan dengan suatu elektrolit
Larutan Aqueous dapat berperan sebagai elektrolit dan merupakan lingkungan yang sering menimbulkan problem korosi.
Reaksi Oksidasi logam menjadi kation : M Mn+ + ne
Reaksi Reduksi Lingkungan :2 H+ + 2e- H2 Hidrogen
Evolusi O2 + 2H2O + 4e- 4OH-
Netral /BasaO2 + 4H+ + 4e- 2H2O Asam
Contoh : Korosi yang terjadi antara Zn & HClZn + 2HCl ZnCl2 + H2 (1)
Seng bereaksi dengan larutan asam membentuk Seng Klorida dan melepaskan gelembung (bubble) hidrogen pada permukaan.
Reaksi pembentukan ion adalah :Zn + 2H+ + 2Cl- Zn2+ + 2Cl- + H2 Penghilangan Cl- reaksinya menjadi :Zn + 2H+ Zn2+ + H2 (2)
Reaksi (2) dapat ditulis menjadi :Zn Zn2+ + 2e Reaksi anodik
(3) 2H+ + 2e H2 Reaksi katodik
(4)
Reaksi (3) disebut dengan oksidasi dimana bilangan oksidasi Zn meningkat 0 +2 (melepaskan elektron)
Reaksi (4) disebut dengan reduksi dimana bilangan oksidasi Hidrogen berkurang dari +1 0 (menerima elektron)
Dari Gambar 1.1 menjelaskan bahwa :- Pelarutan logam (3) melepaskan elektron dari bulk logam berpindah ke permukaan
dimana bereaksi dengan ion H+ dalam larutan membentuk H2 (4) - Air diperlukan sebagai elektrolit pembawa ion.- Reaksi korosi di dalam air di nyatakan dengan reaksi pelepasan elektron oleh logam (reaksi anodik), dapat dikurangi dengan menurunkan potensial dengan elektron berlebih, seperti proteksi katodik pada pipeline, offshore oil drilling structure, steel hot water tanks.
Reaksi Anodik :M Mn+ + ne-
Contoh : Fe Fe2+ + 2e-
Ni Ni2+ + 2e-
Al Al3+ + 3e-
Reaksi Katodik : Reduksi ion hidrogen dalam larutan asamReaksi reduksi ion yang teroksidasi dalam larutan reaksi redoks Ion ferri ion ferro Fe3+ + e- Fe2+ atau Sn4+ + 2e- Sn2+ Reduksi Oksigen terlarut dalam suasana netral dan asam :
O2 + 2H2O + 4e- 4OH-
O2 + 4H+ + 4e- 2H2O
Reduksi Air : 2H2O + 2e- H2 + 2OH-
Reaksi Oksidasi : Meningkatkan bilangan oksidasiSpesi yang teroksidasi disebut dengan reduktorReaksi reduksi menurunkan bilangan oksidasiSpesi yang tereduksi disebut oksidatorTempat reaksi oksidasi Anoda (-)Tempat reaksi reduksi Katoda (+)Contoh :
1. Fe Fe2+ + 2e- Eº = -0.44 volt 2H+ + 2e 2H+ Eº = 0 volt
2. Cu Cu2+ + 2e- Eº = + 0.34 volt2H+ + 2e 2H+ Eº = 0 volt
Fe akan terkorosi, sedangkan Cu tidak, untuk terjadi korosi Eº anoda harus lebih kecil dari Eº (reaksi oksidasi < reaksi reduksi)
Korosi pada larutan aqueous terjadi karena pada antarmuka ada beda potensial listrik sehingga terjadi reaksi perpindahan muatan atau elektron yang melibatkan kerja elektrik
Terjadi perubahan energi bebas yaitu energi bebas elektrokimia
Reaksi elektrokimia (redoks) yang melibatkan elektron (e-) aliran listrik
Hubungan antara energi kimia energi Listrik
∆G = - nFE energi kimia = energi listrik
Terjadi pada temperatur (suhu) Tinggi T ≥ 400oC
Reaksi yang terjadi antar material dengan gas dan dapat disertai dengan difusi dalam fasa padat seperti proses karborisasi, metal dusting dll.
Reaksi yang terjadi adalah reaksi kimia Contoh : M + H2O MO + H2
Reaksi tetap reaksi redoks tetapi tidak ada terjadi perpindahan elektron
Pada korosi suhu tinggi (suhu dimana H2O sudah bersifat seperti gas)Interaksi : Reaksi antar logam (termasuk paduan) dengan :- komponen-komponen gas- komponen dalam lelehan garam yang bereaksi adalah kerak oksida yang
kita harapkan protektif dengan lelehan garam.
- dengan lelehan logam lainmisalnya : membentuk ikatan
intermetallic
Pada korosi suhu tinggi terjadi : Logam menipis Sifat mekanik berubah Misal akibat : - karburisasi/dekarburisasi
- nitridasi Terbentuk kerak hasil interaksi dengan
lingkungan yang :
- bersifat protektif
- bersifat tidak protektif
Laju degradasi cepat Membentuk produk reaksi yang titik
lelehnya lebih rendah Membentuk produk yang volatile Produknya porous dan retak.
Turbin gas Industri Heat treatment Proses Pengolahan Mineral & Metallurgi Industri Kimia Pengilangan Minyak Ceramic Pembakaran Batubara dsb
Oksidasi logam Sulfidasi Nitridasi Karburisasi/dekarburisasi Korosi akibat logam berinterkasi dengan
halogen Korosi dalam lelehan garam Garam
Na2SO4
Ash/Salt Deposit Corrosion Akibat interaksi dengan lelehan logam lain
Metal dusting : korosi yang disebabkan karburisasi yang sangat cepat
Penambahan paduan Menaikkan temperatur dan menambahkan H2O Penambahan H2S Pengaturan komposisi lingkungan untuk
mengendalikan korosi logam secara termodimika