BAB II STUDI LITERATUR
2.1. Galvanisasi Sistem Panas Hot dip galvanizing
Manual ini disusun untuk membantu dan memahami proses Hot Dip Galvanizing ( HDG) dan desain untuk komponen - komponen yang akan di Hop Dip Galvanizing
Informasi yang terdapat di dalam manual ini dikutip dari beberapa sumber termasuk artikel dari AGI ( Association Galvanizing Indonesia) dan AGA (American Galvanizers Association).
2.2. HOT DIP GALVANIZING
Proses pelapisan galvanizing dapat ditemukan hampir di setiap aplikasi dan industri penting dimana bahan besi atau baja digunakan. Beberapa yang dapat kita sebutkan, misalnya pada industri peralatan listrik dan air, pemrosesan kimia, bahan baku kertas, otomotif, dan trasportasi, pada awalnya kegunaan galvanizing yang utama adalah untuk mengontrol karat pada besi atau baja. Yang mana saat ini tetap terus digunakan. Lebih dari 150 tahun, Hot Dip Galvanizing telah terbukti secara komersial sebagai metode perlindungan besi atau baja terhadap karat dalam banyak aplikasi di seluruh dunia.
4
Hot Dip Galvanis yaitu pelapisan seng terhadap baja dengan cara mencelupkan baja kedalam larutan seng panas dengan tujuan untuk melindungi baja tersebut sehingga tidak mudah terkorosi. Proses ini dilakukan dengan beberapa tahapan yaitu Degreasing, Acid Pickling, Water Rinsing, Prefluxing, Molten Zing Bath dan Quenching.
Gambar 2.2. Proses Hot Dip Galvanis
2.2.1. Degreasing Pada tahap ini baja di celupkan ke dalam larutan penghilang minyak (Degrease Solution), untuk menghilangkan segala minyak, minyak gemuk, minyak pelumas dari permukaan baja. Bekas-bekas cat mungkin dapat dihilangkan tetapi tidak seluruhnya. Biasanya larutan penghilang minyak ini adalah alkali panas seperti larutan soda kaustik (NaOH). Tahapan ini berlangsung sekitar 10 menit sampai 30 menit.
5
2.2.2. Acid Pickling Baja di bersihkan ke dalam larutan asam, proses ini dimaksudkan untuk menghilangkan karat dan tingkat/skala oksida. Asam Hidrolik (Hydrochloric Acid) atau asam Slfurik (Sulphuric Acid) digunakan dalam proses ini. Waktu yang digunakan dalam proses ini berbeda-beda dari 10 menit sampai beberapa jam tergantung pada produk yang akan di galvanis.
2.2.3. Water Rinsing Setelah dilakukan proses degreasing dan proses Acid Pickling baja kemudian dibilas lagi di dalam air untuk menghilangkan sisa-sisa larutan penghilang minyak dan sisa-sisa asam.
2.2.4. Prefluxing Baja segera dicelupkan ke dalam larutan Preflux (Preflux Solution) yaitu larutan dari Zinc Ammonium Chlorida di dalam air. Proses ini dimaksudkan untuk menjamin pada proses pencelupan selanjutnya di dalam cairan/leburan seng panas, permukaan baja dan seng dapat bereaksi dalam bentuk lapisan seng yaitu sempurna.
2.2.5. Molten Zinc Bath Setelah proses pencucian, baja kemudian di galvanis dengan mencelupkannya ke dalam leburan seng dengan temperature sekitar 450°C. Selama proses pencelupan di dalam bak galvanis berlangsung reaksi metalurgi antara seng dan permukaan baja. Reaksi ini menghasilkan lapisan paduan baja seng (Zinc-Iron Alloy) pada baja. Ketika ditarik dari bak galvanis (Zinc Bath), lapisan dari leburan seng juga ikut terbawa dengannya dan lapisan seng ini akan mengeras ketika baja menjadi
6
dingin sehingga pada akhirnya lapisan galvanis terdiri dari paduan lapisan dimana merupakan lapisan seng. Kombinasi tersebut disebut lapisan galvanis. Lamanya waktu yang di perlukan di dalam bak galvanis tergantung sampai beberapa lama memanaskan baja hingga mencapai temperatur galvanis sekitar 450°C. Lebih tebal baja tersebut lebih lama waktu yang dibutuhkan untuk memanaskan baja, sebagai contoh baja dengan ketebalan 2 mm hingga 3 mm membutuhkan kira-kira 3 menit untuk menggalvanis, baja dengan tebal 5 mm hingga 8 mm kira-kira 5 menit hingga 6 menit, untuk baja dengan tebal 20 mm sekitar 10 menit atau lebih jika diperlukan. Tebal lapisan sangat penting karena ini menentukan umur proteksi atas korosi (Corrosion Protection Life). Keistimewaan proses galvanis pada sebagian besar kualitas dan tipe baja adalah pada mula pembentukan galvanis berjalan dengan cepat kemudian reaksi menurun pada waktu berjalan. Dengan kata lain tebal dari lapisan lebih kurang mengatur sendiri (Self Regulating) atau mengawasi sendiri (Self Controlling). Di dalam prakteknya pencelupan baja di dalam bak galvanis biasanya berlangsung sampai reaksi mulai menurun. 2.2.6. Quenching Setelah melalui proses gavanis baja kemudian didinginkan. Umumnya baja cepat mendingin dengan cara merendamnya ke dalam bak air. Dalam tahapan ini umumnya ditambahkan kromat (Chromate) ke dalam bak air. Endapan kimia kromat ini akan membetuk lapisan yang sangat tipis (Very Thin Layer) pada lapisan galvanis dan memberikan keuntungan tambahan atas proteksi terhadap korosi. Kadang-kadang tidak tepatmendinginkan baja ke dalam air karena resiko distorsi dari baja. Untuk kasus seperti ini baja yang telah digalvanis itu didinginkan secara lambat di udara terbuka.
7
Setelah proses pendinginan baja yang telah di galvanis diperiksa untuk menjamin kualitas sebagaimana kualitas yang telah ditetapkan oleh standar galvanis. Pemeriksaan akhir (Finissihing) tersebut antara lain: Pertama, minimum tebal lapisan atau setara dengan tebal lapisan yang harus dicapai. Biasanya tebal-tebal lapisan tersebut dapat dengan mudah dicapai oleh pabrik galvanis. Kedua, syarat-syarat permukaan akhir (Surface Finish), sepanjang ini dapat mempengaruhi performance, dalam hal ini lapisan harus halus, kontinyu dan terlepas dari kesalahan-kesalahan fatal sehingga dapat merugikan proteksi terhadap korosi. Syarat-syarat ini dapat secara sederhana dinilai melalui pemeriksaan visual. Area-area yang luas yang tidak terlapisi harus digalvanis ulang sedangkan area kecil yang tidak terlapisi dengan sempurna dapat diperbaiki dengan menggunakan cat (Zinc Rich Paint) yaitu cat yang mengandung lebih dari 90% bubuk seng. Cat yang mengandung Zinc powder akan membalut baja, memberikan perlindungan yang sama terhadap korosi karena seng digunakan untuk menggalvanis baja. Untuk penggunaan ini Zinc Rich Paint kadang disebut sebagai “Cold Galvanis” karena hanya dengan proses pengecatan dan tidak melalui proses pencelupan dengan temperatur 450°C. Derajat yang layak dari kehausan lapisan telah ditetapkan di dalam standar. Area yang sangat keras dapat diperhalus dengan sikat kawat, dikikir atau digerinda. Ketiga, lapisan galvanis haruslah cukup melekat pada baja sehingga dapat menahan pada saat handling yang normal tanpa terkelupas atau terkoyak. Jadi lapisan tidak boleh terlepas dari baja selama handling biasa, pengangkutan atau selama pemasangan. Pengujian dapat dilakukan pada daya pelekatan
8
(Adhesion) tapi sangat jarang dilakukan karena pada umumnya lapisan galvanis sangat kuat melekat.
2.3. Galvanizing
Semua besi atau baja yang akan di galvanis harus ditangani dengan khusus agar tidak terjadi kerusakan secara mekanik dan juga untuk meminimalkan resiko distorsi.
Bentuk atau rancangan besi atau baja yang kemungkinan akan menimbulkan masalah pada proses galvanis harus diinformasikan terlebih dahulu.
Parameter galvanis seperti temperatur, waktu pencelupan, dan pengeluaran dari bak galvanis harus disesuaikan dengan jenis besi atau baja tersebut.
Kandungan komposisi seng (Zn) pada bak galvanis tidak boleh kurang dari 98% Zn.
2.3.1. DPN ( Diamond Pyramid Number ) DPN merupakan pengukuran kekerasan progresif, semakin tinggi angkanya semakin tinggi kekerasannya. Umumnya, lapisan Gamma, Delta, dan Zeta adalah lebih keras daripada bahan besi di bawah lapisan tersebut. Kekerasan dari lapisan dalam inilah yang menjadi pelindung yang kuat dari kerusakan lapisan akibat abrasi.
9
2.4. Keuntungan Hot Dip Galvanizing 1. Melindungi besi atau baja terhadap karat dalam jangka waktu yang lama. 2. Tidak memerlukan biaya pemeliharaan. 3. Tidak memerlukan pengecatan. 4. Melindungi permukaan besi atau baja terhadap goresan. 5. Proses cepat, praktis dan ekonomis.
2.5. Karakteristik Lapisan Hot Dip Galvanizing Menutup Dan Melapisi Dengan Baik Hot Dip Galvanizing menjamin ketebalan lapisan yang sama pada semua permukaan yang terlapisi termasuk tepi, sudut, galur, serta bagian dalam pipa dan tempat-tempat yang sulit dijangkau. Ketebalan lapisan yang sama ini menghilangkan segala macam bagian yang sulit dijangkau dan menjadi pelindung yang sempurna terhadap karat pada bagian tersebut.
2.5.1. Perlindungan Barrier Dan Katoda
Perlindungan
Barrier
benar-benar
melindungi
permukaan
baja
dari
lingkungan luar seperti dari udara, laut dan kelembaban yang tinggi. Barrier tersebut dapat melindungi dari 20 tahun, tergantung dari lingkungannya.
Perlindungan Katoda membuat elemen seperti seng (Zn) sebagai area anoda pada baja.
Sebagai anoda, seng (Zn) akan berkorosi terlebih dahulu, membuat katoda (besi atau baja) tetap bertahan.
10
2.5.2. ANTI GORESAN
Tidak seperti cat, yang mana mudah tergores, lapisan zinc iron alloy yang terbentuk dalam lapisan galvanis mempunyai kekerasan yang sama atau melebihi tingkat kekerasan baja structural. Hal ini menjadikan hampir semua jenis baja yang terlapisi galvanis menjadi aplikasi yang sempurna. Khususnya barang-barang yang sering kali tergores, seperti tangga tempat berjalan.
11
