Laporan Tugas Akhir PENGARUH KONSENTRASI INHIBITOR ORGANIK SARANG SEMUT TERHADAP LAJU KOROSI BAJA KARBON API 5L GRADE B DI LINGKUNGAN HCL 0.5M DAN H2SO4 Saudah 2710100113 Dosen Pembimbing Prof. Dr. Ir. Sulistijono, DEA
Outline Pendahuluan
Tinjauan Pustaka
Metodologi
Hasil Penelitian dan Pembahasan
Kesimpulan dan Saran
Pendahuluan
Latar Belakang
Biaya yang mahal mahal untuk penangan korosi
Pipeline Baja API 5L Grade B
Bio Inhibitor Tumbuhan Sarang semut
Penggunaan Inhibitor kimia yang tidak ramah lingkungan
Perumusan Masalah
• Bagaimana pengaruh penambahan inhibitor sarang semut (Myrmecodia Pendan) terhadap laju korosi dan efisiensi baja karbon rendah API 5 L Grade B di dalam media korosif H2SO4 0,5M.
• Bagaimana mekanisme inhibisi dari inhibitor sarang semut (Myrmecodia Pendan) yang diaplikasikan pada baja karbon rendah API 5 L Grade B dalam H2SO4 0,5M.
Batasan Masalah
Dimensi, kehalusan dari permukaan tiap-tiap specimen dianggap homogen.
Tidak ada perubahan yang terjadi pada temperatur, volume larutan dan pH sepanjang waktu.
Material dianggap homogen
Tujuan Penelitian
Mengetahui pengaruh penambahan inhibitor sarang semut (Myrmecodia Pendan) terhadap laju korosi baja karbon rendah API 5 L Grade B di dalam media H2SO4 0,5M. Menganalisa mekanisme inhibisi dari inhibitor sarang semut (Myrmecodia Pendan) yang diaplikasikan pada baja karbon rendah API 5L Grade B
Manfaat Penelitian • Memperluas wawasan tentang green inhibitor dengan menggunakan bahan organik salah satunya yaitu sarang semut (Myrmecodia Pendan).
• Sarang semut (Myrmecodia Pendan) mampu menjadi bahan alternatif Menjadi salah satu alternatif pengendalian korosi melalui inhibitor alami yang digunakan pada baja karbon steel di dalam dunia industri.
• Memberikan pengetahuan tentang metode ekstraksi bahan alam serta proteksi inhibisi pada tumbuhan sarang semut (Myrmecodia Pendan)
Tinjauan Pustaka
Korosi
Korosi adalah degradasi material (logam) akibat dari reaksi kimia atau elektrokimia material lainnya dan lingkungan
Inhibitor Korosi Inhibitor adalah Suatu substansi kimia yang ditambahkan pada lingkungan korosif menghasilkan pengurangan laju korosi dengan level tertentu (Sastri, 2011).
Grafik pengaruh konsentrasi inhibitor terhadap laju korosi dan inhibisi (Sastri, 2011)
Anodik
Klasifikasi Inhibitor
Katodik
Campuran (Mixed)
Fisisorpsi
Mekanisme Inhibitor Adsorpsi
Kemisorpsi
Film Forming
Inhibitor Organik
Bahan alam dipilih sebagai alternatif karena mudah didapatkan, aman, bersifat biodegradable, biaya murah, dan ramah lingkungan
Tumbuhan yang memiliki senyawa antioksidan seperti fenolik, alkaloid, flavonoid, tannin.
Memberikan efek terhadap sisi anodik dan katodik
Sarang Semut (Myrmecodia Pendans)
Pada penelitian sebelumnya metode HPLC menunjukkan bahwa sarang semut mengandung flavanoid dan group gugus fungsional yang biasanya digunakan sebagai inhibitor yaitu gugus alkohol, gugus alkaloid dan senyawa bebas N dan O (Adam dkk, 2013)
Metodologi
Diagram Alir Penelitian
MULAI
Persiapan Alat dan Bahan
Persiapan Spesimen
Persiapan Elektrolit
A
Persiapan Inhibitor
Uji Flavon total
A
Uji Weight Loss
Uji EIS
Uji FTIR
Analisis Data dan Pembahasan
Kesimpulan
Selesai
Bahan Penelitian
Baja API 5L Grade B
ELEKTROLIT
MATERIAL
Larutan elektrolit H2SO4 0.5 M Ekstrak tumbuhan sarang semut (Myrmecod ia pendans)
INHIBITOR
Preparasi Ekstrak Sarang Semut
Sarang semut diubah menjadi serbuk
• Memotong sarang semut • Sarang semut dioven 40°C selama 1 jam • Diblender menjadi serbuk
Ekstraksi sarang semut
• Menyiapkan alat dan bahan • Maserasi dengan pelarut ethanol 80% • Kemudian disaring dan dievaporasi Pengujian Flavanoid Total
Pengujian FTIR
Ekstraksi Sarang Semut
PREPARASI SPESIMEN Weight Loss
EIS
Spesimen dipotong 108 buah dengan dimensi 20 x 20 x 3 mm
Spesimen dipotong dengan dimensi 10 x 10 x 3 mm
Spesimen dibor dengan diameter 4 mm
Disambung dengan kawat tembaga & mounting
Grinding
Spesimen Pengujian Weight Loss
Spesimen Pengujian
Electrochemical Impedance Spectroscopy
Pengujian Flavanoid Total
Mengetahui kadar flavanoid dan tipe flavanoid yang ada di dalam tumbuhan sarang semut
Pengujian Weight Loss
• Mengetahui besaran laju korosi (mpy) pada suatu material berdasarkan pengurangan berat awal dan berat akhir. • Standar pengujian menggunakan ASTM G3172 • Dalam metode ini, sampel dengan berat tertentu akan dicelupkan dalam larutan atau lingkungan tertentu pada beberapa waktu yang berbeda
Pengujian Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS)
Pengujian EIS bertujuan untuk mempelajari mekanisme korosi baja pada permukaan logam. EIS digunakan untuk menentukan parameter kinetika elektrokimia berkaitan dengan unsur-unsur listrik seperti tahanan, R, kapasitansi, C, dan induktansi, L.
Pengujian Fourier Transform Infra Red (FTIR)
Pada penelitian ini pengujian FTIR digunakan untuk mengetahui gugus fungsional pada ekstrak sarang semut, mengetahui mekanisme inhibisi korosi baja API 5L dalam media asam yang terjadi karena adsorpsi molekul inhibitor pada permukaan baja
RANCANGAN DATA PENELITIAN Konsentr asi Inhibitor
Mediu m
Jam
12
24
36 0 mg/L – 500 mg/L
H2SO4 0,5 M
48
60
72
No. Spesi men 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
Wo (gra m)
Wa (gra m)
IE (% )
Mediu m
Inhibitor (mg/L)
Penguji an
1 2 3 0
H2SO4 0,5 M
1 2 3 400
Rs (Ω.cm 2)
Cdl (F.cm 2)
Rct (Ω.c m2)
Analisis Data dan Pembahasan
Hasil Pengujian Flavonoid Total
No .
Sample (g)
Absorban si
Flavanoid (%)
1.
1.0029
0.29655
0.37
2.
1.0061
0.28623
0.36
Hasil Pengujian Weight Loss 800
70
700
60 50
500
12 jam 24 jam
400
36 jam 48 jam
300
60 jam 200
Efisiensi (%)
Laju Korosi (mpy)
600
12 jam 40
24 jam 36 jam
30
48 jam 60 jam
20
72 jam
72 jam 10
100 0
0 0
200 400 Konsentrasi Inhibitor (mg/L)
600
0
200 400 Konsentrasi Inhibitor (mg/L)
600
600
70 60
400 100 mg/L 200 mg/L
300
300 mg/L 400 mg/L
200
500 mg/L
Efisiensi Inhibitor (%)
Laju Korosi (mpy)
500
50 100 mg/L
40
200 mg/L 30
300 mg/L 400 mg/L
20
500 mg/L
10
100
0
0 0
20
40 Waktu (jam)
60
80
0
20
40 Waktu (jam)
60
80
Hasil Pengujian EIS
Equivalent circuit dari Nyquist plot pada software NOVA
Konsen trasi Inhibito r
Rp (Ω)
Rs (Ω)
Rct (Ω)
Cdl (µF)
%EI
0
22.12 2
12.69 6
9.426
75.49 1
0
400
28.74 4
12.55 8
16.18 6
71.51 2
41.7 64
Mekanisme Adsorpsi Baja API 5L Grade B 1200 R² = 0.933
1000
C/ɵ
800 600
langmuir
400
Linear (langmuir)
200 0 0
100
200 300 400 Konsentrasi (mg/L)
500
600 Material
Baja API 5L Grade B
Energi Bebas Adsorpsi
(mg/l)
Efisiensi Inhibitor (%)
Derajat Surface Coverage (ϴ)
0 100 200 300 400
30,21 35,46 37,52 53,94
0,3021 0,3546 0,3752 0,5394
-13,566 -12,440 -11,657 -12,598
500
45,81
0,4581
-11,2394
Konsentras i
(∆G0 ads) kJ/mol
Hasil Pengujian FTIR Bilangan Daerah Gelombang Frekuensi Ekstrak Sarang Korelasi Semut
Gugus Fungsi
3219.58
3200-3600
O-H
2924.45
2850-3000
C-H
1601.93
1550-1640
N-H
1517.83
1400-1600
C=C
1438.30
1400-1600
C=C
1063.24
1000-1300
C-O
Spektrum FTIR Ekstrak Sarang Semut
Bilangan Daerah Gelombang Frekuensi Ekstrak Sarang Korelasi Semut
Gugus Fungsi
3263.87
3200-3600
O-H
2923.37
2850-3000
C-H
1603.56
1550-1640
N-H
1507.61
1400-1600
C=C
1105.73
1000-1300
C-O
1362.98
1345-1385
N-O
Spektrum FTIR Lapisan Pasif
Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan • Laju korosi pada baja API 5L Grade B mengalami penurunan dari kondisi tanpa penambahan inhibitor yaitu sebesar 301.43 mpy pada konsentrasi 400 mg/L. Sedangkan efisiensi yang didapat sebesar 57.35% pada konsentrasi 400 mg/L. • Mekanisme inhibisi pada baja API 5L Grade B dalam larutan H2SO4 0.5 M adalah inhibitor adsorpsi. Hal ini ditunjukkan dengan peningkatan nilai Rct. Pada larutan H2SO4 0.5 M tanpa inhibitor nilai Rct sebesar 9.426 Ω.cm2 setelah ditambahkan inhibitor dengan konsentrasi 400 mg/L nilai Rct menjadi 16.186 Ω.cm2. • Pengujian FTIR menunjukkan perbandingan bilangan gelombang pada ekstrak sarang semut dan permukaan baja karbon rendah yang teradsorpsi. Berdasarkan perbandingan tersebut terlihat bahwa lapisan film yang teradsorpsi di permukaan baja karbon rendah adalah ekstrak sarang semut, dimana terdapat gugus fenolik oksigen C=C, dan C-O yang mengindikasikan adsorpsi ekstrak sarang semut pada permukaan baja karbon rendah.
Saran
• Perlu adanya variasi temperatur dan kecepatan aliran fluida pada pengujian selanjutnya karena penggunaan inhibitor tidak hanya di daerah fluida statis saja tetapi juga fluida dinamis. • Perlu adanya variasi konsentrasi larutan karena di dalam dunia industri konsentrasi larutan dan pH yang terdapat didalam pipa beraneka ragam. • Perlu adanya penambahan gas CO2 karena gas CO2 juga berpengaruh terhadap korosi.
TERIMA KASIH
