MAKALAH
ANALISIS KASUS KOROSI PADA TANGKI PENYIMPAN AIR (WATER STORAGE TANK ) Disusun guna memenuhi tugas Mata Kuliah Korosi dengan Dosen Pengampu Dr. Rahmat Doni, ST.,MT. dan Agus Nugroho, S.Pd.,M.T.
Oleh:
Nama
: Kholifatur Rohmah
NIM
: 5212412071
Prodi
: Teknik Mesin
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016 i
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI .......................................................................................................... i DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. iii DAFTAR TABEL ..................................................................................................iii DAFTAR PERSAMAAN ...................................................................................... iv BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1 1.2 Fakta yang mendasar................................................................................ 1 1.3 Permasalahan ........................................................................................... 2 1.4 Tujuan ..................................................................................................... 2 1.5 Metode Pengumpulan Data ...................................................................... 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA............................................................................ 3 2.1 Pengertian Korosi..................................................................................... 3 2.2 Korosi Pada Tangki Air (Water Storage Tank) ....................................... 4 1.
korosi seragam (Uniform Attack) ....................................................... 4
2.
Korosi Galvanis ................................................................................... 5
3.
Korosi Atmosferik ............................................................................... 6
4.
Stress Corrosion Cracking (SCC) ....................................................... 7
5.
Korosi Celah ........................................................................................ 8
6.
Korosi Sumuran................................................................................... 8
7.
Korosi Erosi......................................................................................... 9
8.
Korosi Pelarutan Selektif ................................................................... 10
9.
Korosi Mikrobiologis ......................................................................... 10
10. Korosi Antar Batas Butir .................................................................... 11 BAB III METODOLOGI PENELITIAN.............................................................. 13 3.1 Metode yang diterapkan .......................................................................... 13 3.2 Alur Penelitian ........................................................................................ 16 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 17 4.1 Hasil Analisis .......................................................................................... 17 4.2 Pencegahan Korosi.................................................................................. 19
ii
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 21 5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 21 5.2 Saran ....................................................................................................... 21 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ v
iii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Korosi Seragam pada pipa ballast ...................................................... 4 Gambar 2.2 Korosi galvanis................................................................................... 5 Gambar 2.3 Stress corrosion cracking (SCC) ........................................................ 7 Gambar 2.4 Korosi Celah....................................................................................... 8 Gambar 2.5 Foto lintang struktur mikro produk korosi sumuran .......................... 9 Gambar 2.6 Errosion Corrosion ........................................................................... 10 Gambar 2.7 Korosi Mikrobiologis ........................................................................ 11 Gambar 2.8 Ilustrasi Bentuk Retakan Intergranular ............................................. 12 Gambar 3.1 Tangki air panas terbuat dari baja nirkarat yang mengalami kegagalan korosi pada bagian dalam tabung..................................................... 14 Gambar 3.2 Bagian-bagian tangki yagn mengalami kegagalan akibat korosi ...... 15 Gambar 4.1 Foto struktur mikro dari bahan pada bagian atas tangki ................... 17 Gambar 4.2 Foto struktur mikro dari bahan pada bagian tengah tangki ............... 17 Gambar 4.3 Foto struktur mikro dari bahan pada bagian bawah tangki ............... 18 Gambar 4.4 Foto Struktur Mikro Bagian Las ....................................................... 18 Gambar 4.5 Porositas pada daerah las yang dapat berupa korosi pitting dan juga korosi crevice ................................................................................... 19
DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Hasil pengujian Sinar X fluorisesnsi ..................................................... 19
iv
DAFTAR PERSAMAAN
Persamaan 1 ........................................................................................................... 6 Persamaan 2 ........................................................................................................... 6 Persamaan 3 ........................................................................................................... 6 Persamaan 4 ........................................................................................................... 6 Persamaan 5 ........................................................................................................... 6 Persamaan 6 ........................................................................................................... 6
v
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Dalam era globalisasi kali ini, semua ilmu pengetahuan dan teknologi telah berkembang sangat pesat dan telah menuntut penggunaan suatu material dengan tepat. Untuk dapat menggunakan suatu material dengan tepat, kita harus mengetahui dan mengenal terlebih dahulu karakteristik dari suatu material yang akan kita gunakan, karena suatu material mempunyai berbagai macam sifatnya yang berbedabeda. Salah satu dari sifat suatu material adalah tahan terhadap korosi. Serangan korosi umumnya berbeda-beda dan dalam kasus tertentu sangat berbahaya. Korosi itu sendiri merupakan masalah yang sangat serius dalam dunia material, karena dapat mengakibatkan kerugian-kerugian yang besar, antara lain dapat menimbulkan kebocoran, meledaknya suatu pipa atau bejana bertekanan dan mungkin juga akan membuat pencemaran pada kwalitas suatu produk. Pada hampir seluruh bahan material, dikenal terjadinya korosi. Korosi merupakan perusakan bahan material khususnya logam karena bereaksi dengan berbagai zat di lingkungan yang menyebabkan munculnya suatu produk yang tidak dikehendaki (Nugraheni dkk, 2014). Seperti yang telah dijelaskan diatas, bahwa korosi tidak dapat dicegah namun dapat dikendalikan keberadaannya. Pengendalian korosi dapat dilakukan dengan, pengecatan, pelapisan dengan bahan plastik, pelumuran dengan oli.
1.2 Fakta yang mendasar Suatu tangki penyimpan air panas yang dalam kasus ini, sebuah tanki terbuat dari baja nikarat (Stainless Steel) yang telah digunakan kurang lebih di bawah satu tahun namun sudah mengalami korosi parah terutama pada bagian sambungan las dan juga mengalami korosi pada bagian bawah tangki.
1
2
1.3 Permasalahan 1. Jenis korosi apa yang terdapat dalam tangki penyimpan air tersebut ? 2. Faktor apa saja yang menjadi penyebab terjadinya korosi tersebut ? 3. Bagaimana cara untuk mencegah ataupun menanggulangi korosi tersebut ?
1.4 Tujuan Adapun tujuan dari penelitian in yaitu : 1. Dapat mengetahiu jenis korosi yang terdapat dalam tangki penyimpan air tersebut. 2. Dapat mengetahui penyebab terjadinya korosi pada tangki air. 3. Dapat mengetahui cara penanggulangan yang benar.
1.5 Metode Pengumpulan Data Dalam menyusun makalah ini pemulis menggunakan beberapa metode, diantaranya yaitu : 1. Interview / Wawancara 2. Observasi 3. Study Literatur 4. Broswing melalui internet untuk mencari kisi-kisi yang masih belum terjawab. Dalam penulisan makalah ini penulis menggunakan metode study literatue dimana dalam metode ini penulis membaca buku dari beberapa sumber yang ada dari jurnal maupun buku.
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1
Pengertian Korosi Korosi adalah serangan yang terjadi pada bahan logam sebagai akibat dari
lingkungan yang reaction. Oleh karena itu, hal itu menyebabkan kebocoran tangki penyimpanan atmosfer, kerugian material, pencemaran lingkungan, kegagalan peralatan dan mempengaruhi usia peralatan proses maka kerusakan akhirnya keuangan. pengukuran risiko korosi becomesa bagian penting dari Manajemen Aset di pabrik untuk beroperasi setiap aset penuaan (Nugroho dkk, 2016). Korosi atau pengkaratan merupakan suatu peristiwa kerusakan atau penurunan kualitas suatu bahan logam yang disebabkan oleh terjadinya reaksi terhadap lingkungan (Nugraheni dkk, 2014). Beberapa pakar berpendapat definisi hanya berlaku pada logam saja, tetapi para insinyur korosi juga ada yang mendefinisikan istilah korosi berlaku juga untuk material non logam, seperti keramik, plastik, karet. Sebagai contoh rusaknya cat karet karena sinar matahari atau terkena bahan kimia, mencairnya lapisan tungku pembuatan baja, serangan logam yang padat oleh logam yang cair (Hakim, 2012). Proses terjadinya korosi berlangsung secara perlahan tetapi pasti. Korosi dapat menyebabkan suatu bahan memiliki keterbatasan pemakaian, yang artinya suatu material yang diperkirakan memiliki waktu yang lama dalam kegunaannya tetapi ternyata material tersebut hanya dapat digunakan pada waktu yang singkat karena telah mengalami pengkorosian. Hal ini disebabkan karena proses korosi tidak dapat diperkirakan berapa rentang waktu suatu material mengalami korosi. Pada umumnya, korosi terjadi pada besi karena besi merupakan logam yang mudah sekali berkarat/berkorosi. Zat yang dihasilkan dari peristiwa pengkaratan besi adalah berupa zat berwarna merah kecoklatan yang bersifat rapuh. Korosi disebabkan adanya udara dan air yang bereaksi terhadap bahan logam dan peristiwa korosi dapat berlangsung lebih cepat ketika terdapatnya garam yang bereaksi dengan udara dan air terhadap suatu bahan logam tersebut. Terkorosinya suatu logam dalam lingkungan elektrolit (air) adalah proses elektrokimia. Proses ini terjadi bila ada reaksi setengah sel yang melepaskan elektron dan reaksi setengah yang menerima elektron tersebut. Kedua reaksi ini akan terus
4
berlangsung sampai terjadi kesetimbangan dinamis dimana jumlah elektron yang dilepas sama dengan jumlah olektron yang diterima. Faktor yang menyebabkan korosi dapat dibedakan menjadi 2, yakni yang bersal dari bahan itu sendiri dan yang berasal dari lingkungan. Faktor yang disebabkan dari bahan meliputi kemurnian bahan, struktur bahan, bentuk kristal, serta pencampuran bahan dengan materi lain didalamnya. Sedangkan dari faktor lingkungan meliputi tingkat kelembapan, suhu, pencemaran yang terjadi disekitarnya, dan keberadaan zat-zat korosif. Korosi dapat terjadi di dalam medium kering dan juga medium basah. Sebagai contoh korosi yang berlangsung didalam medium kering adalah penyerangan logam besi oleh gas oksigen (O2) atau oleh gas belerang dioksida (SO2). Di dalam medium basah, korosi dapat terjadi secara seragam maupun secara terlokalisasi. Contoh korosi seragam di dalam medium basah adalah apabila besi terendam di dalam larutan asam klorida (HCl). Korosi di dalam medium basah yang terjadi secara terlokalisasi ada yang memberikan rupa makroskopis, misalnya peristiwa korosi galvanik sistem besi - seng, korosi erosi, korosi retakan, korosi lubang, korosi pengelupasan, serta korosi pelumeran, sedangkan rupa mikroskopis dihasilkan misalnya oleh korosi` tegangan, korosi patahan, dan korosi antar butir. 2.2
Korosi pada tangki air (Water Storage Tank) 1. korosi seragam (Uniform Attack) Adalah korosi yang terjadi pada permukaan logam akibat reaksi kimia karena
pH air yang rendah dan udara yang lembab,sehingga makin lama logam makin menipis.
5
Gambar 2.1 Korosi Seragam pada pipa ballast (Utomo, 2009) Biasanya ini terjadi pada pelat baja atau profil, logam homogen. Korosi jenis ini bisa dicegah dengan cara Diberi lapis lindung yang mengandung inhibitor seperti gemuk. a. Untuk lambung kapal diberi proteksi katodik b. Pemeliharaan material yang tepat c. Untuk jangka pemakain yang lebih panjang diberi logam berpaduan tembaga 0,4% 2. Korosi Galvanis Korosi galvanis adalah jenis korosi yang terjadi ketika dua macam logam yang berbeda berkontak secara langsung dalam media korosif (Utomo, 2009). Logam yang memiliki potensial korosi lebih tinggi akan terkorosi lebih hebat dari pada kalau ia sendirian dan tidak dihubungkan langsung dengan logam yang memiliki potensial korosi yang lebih rendah. Logam yang memiliki potensial korosi yang lebih rendah akan kurang terkorosi dari pada kalau ia sendirian dan tidak dihubungkan langsung dengan logam yang memiliki potensial korosi yang lebih tinggi. Pada kasus ini terbentuk sebuah sel galvanik, dengan logam yang berpotensial korosi lebih tinggi sebagai anoda dan logam yang berpotensial korosi lebih rendah sebagai katoda. Korosi ini dapat dicegah dengan cara : a. Beri isolator yang cukup tebal hingga tidak ada aliran elektolit b. Pasang proteksi katodik
6
c. Penambahan anti korosi inhibitor pada cairan
Gambar 2.2 Korosi galvanis (Utomo, 2009)
3.
Korosi Atmosferik Korosi secara kimiawi korosi adalah reaksi pelarutan (dissolution) logam menjadi ion pada permukaan logam yang berinteraksi dengan lingkungan yang dapat bersifat asam atau basa melalui reaksi elektrokimia. Logam tersebut memiliki ion positif dan negatif, yang apabila berhubungan dengan udara maka akan membentuk senyawa baru. Hal ini dikarenakan udara mengandung bermacam-macam unsur, salah satunya hidrogen maka akan terjadi rekasi dengan logam sebagai oksidator (Graedel, 2001). Korosi atmosfer, termasuk korosi yang terjadi pada temperatur udara antara -18 sampai 70 °C pada lingkungan tertutup atau terbuka. Penurunan mutu logam akibat atmosfer biasanya juga dipengaruhi oleh cuaca. Korosi atrnosfer memiliki tingkat korosifitas yang berbeda untuk setiap lingkungan (www.key-tometals.com). Mekanisme Korosi Menurut Trethewey (1991), mekanisme reaksi korosi pada besi dalam baja adalah sebagai berikut:
Pada anoda terjadi pelarutan besi (Fe) menjadi ion Fe2+ : Fe Fe2+ + 2e- (l) sedangkan pada katoda terjadi reaksi : H2O + ½ O2 +2e- 2OH- (2)
7
untuk lingkungan (larutan) netral maka reaksi yang terjadi sebagai berikut: 2H+ + ½ O2 +2e- H2O (3) dan untuk lingkungan (larutan) asam maka reaksi yang terjadi sebagai berikut : 2 H + + 2e- H2 (4) Reaksi di atas terjadi secara bertahap dan sebenarnya terjadi juga berbagai reaksi lanjutan dalam larutan. Pada peristiwa korosi, ion ferro yang terbentuk di anoda akan teroksidasi membentuk ferroksida (gamma iron oxide) berbentuk lapisan sangat tipis menempel pada permukaan logam dan mencegah terlarutnya besi lebih lanjut : Fe2+ + 2e- + ½ O2 FeO (5) Demikian juga pada katoda oksigen harus mencapai permukaan logam agar reaksi (l) dan (2) terjadi. Ion hidroksil yang terbentuk juga dapat terserap pada permukaan membentuk lapisan yattg menghalangi penyerapan oksigen. Pada keadaan ini terjadi polarisasi katoda dan proses korosi berjalan lambat(Sumarji, 2012). Pada peristiwa korosi yang cepat, lapisan penghambat (pelindung) tersebut tidak sempat terbentuk, ion Fe bereaksi dengan ion hidroksil : 2Fe2+ + 4OH + ½ O2 + H2O 2Fe(OH)3 (6) 4.
Stress Corrosion Cracking (SCC) Stress corrosion cracking (SCC) adalah keretakan akibat adanya tegangan tarik dan media korosif secara bersamaan (Supomo, 2003). Satu hal yang penting adalah harus dibedakan antara SCC dengan hydrogen embrittlement dari perbedaaan kondisi lingkungannya. SCC terjadi karena adanya tiga kondisi yang saling berkaitan, yaitu adanya tegangan tarik, lingkungan yang korosif, dan temperatur yang tinggi. Kerentanan SCC sangat dipengaruhi oleh komposisi kimia rata-rata, orientasi pemilihan grain, distribusi dan komposisi percepatan, interaksi dislokasi dan kemajuaan kemajuan transformasi fase (derajat metastabilitas). Faktor-faktor inilah yang akhirnya mempengaruhi waktu retakan (Falakh dkk, 2008).
8
Gambar 3. Stress corrosion cracking ( falakh dkk, 2008)
5.
Korosi Celah Korosi celah ialah sel korosi yang diakibatkan oleh perbedaan konsentrasi zat asam. Karat ini terjadi, karena celah sempit terisi dengan elektrolit (air yang pHnya rendah) maka terjadilah suatu sel korosi dengan katodanya permukaan sebelah luar celah yang basa dengan air yang lebih banyak mengadung zat asam dari pada bagian sebelah dalam celah yang sedikit mengandung zat asam sehingga bersifat anodic. Korosi celah termasuk jenis korosi lokal. Jenis korosi ini terjadi pada celah-celah konstruksi, seperti kaki-kaki konstruksi, drum maupun tabung gas. Korosi jenis ini juga dapat dilihat pada celah antara tube dari heat exchanger dengan tubesheetnya. Adanya korosi bisa ditandai dengan warna coklat di sekitar celah. Tipe korosi ini terjadi akibat terjebaknya elektrolit sebagai lingkungan korosif di celah-celah yang terbentuk diantara peralatan konstruksi.
9
Gambar 4. Korosi Celah (Utomo, 2009) 6.
Korosi Sumuran. Korosi sumuran juga termasuk korosi lokal. Jenis korosi ini mempunyai bentuk khas yaitu seperti sumur, sehingga disebut korosi sumuran. Arah perkembangan korosi tidak menyebar ke seluruh permukaaan logam melainkan menusuk ke arah ketebalan logam dan mengakibatkan konstruksi mengalami kebocoran. Walaupun tidak sampai habis terkorosi, konstruksi tidak dapat beroperasi optimal, bahkan mungkin tidak dapat dipergunakan lagi karena kebocoran yang timbul. Korosi sumuran sering terjadi pada stainless-steel, terutama pada lingkungan yang tidak bergerak (stasioner) dan non-oksidator (tidak mengandung oksigen)
Gambar 5. Foto lintang struktur mikro produk korosi sumuran ( Jurnal ROTOR)
10
7.
Korosi Erosi Korosi erosi adalah proses korosi yang bersamaan dengan erosi/abrasi. Korosi jenis ini biasanya menyerang peralatan yang lingkungannya adalah fluida yang bergerak, seperti aliran dalam pipa ataupun hantaman dan gerusan ombak ke kaki-kaki jetty. Keganasan fluida korosif yang bergerak diperhebat oleh adanya dua fase atau lebih dalam fluida tersebut, misalnya adanya fase liquid dan gas secara bersamaan, adanya fase liquid dan solid secara bersamaan ataupun adanya fase liquid, gas dan solid secara bersamaan. Kavitasi adalah contoh erosion corrosion pada peralatan yang berputar di lingkungan fluida yang bergerak, seperti impeller pompa dan sudu-sudu turbin. Erosion/ abrassion corrosion juga terjadi di saluran gas-gas hasil pembakaran.
Gambar 6. Errosion Corrosion (Utomo, 2009) 8.
Korosi Pelarutan Selektif Korosi pelarutan selektif ini meyangkut larutnya suatu komponen dari zat paduan yang biasa disebut pelarutan selektif. Zat komponen yang larut selalu bersifat anodic terhadap komponen yang lain. Walaupun secara visual tampak perubahan warna pada permukaan paduan namun tidak tampak adanya kehilangan materi berupa takik, Perubahan dimensi, retak atau alur
11
9.
Korosi Mikrobiologis Korosi ini disebabkan oleh mikroorganisme yang melakukan metabolisme secara langsung dengan logam sehingga hasil akhir akan menimbulkan korosi, atau dapat pula hasil reaksinya membuat lingkungan yang korosif. Korosi yang terjadi karena mikroba Mikroorganisme yang mempengaruhi korosi antara lain bakteri, jamur, alga dan protozoa. Mikroorganisme umumnya berhubungan dengan permukaan korosi kemudian menempel pada permukaan logam dalam bentuk lapisan tipis atau biodeposit. Lapisan film tipis atau biofilm. Pembentukan lapisan tipis saat 2 – 4 jam pencelupan sehingga membentuk lapisan ini terlihat hanya bintik-bintik dibandingkan menyeluruh di permukaan.
Gambar 7. Korosi Mikrobiologis (Utomo, 2009)
Korosi jenis ini dapat dicegah dengan cara : a. Memilih logam yang tepat untuk suatu lingkungan dengan kondisikondisinya b. Memberi
lapisan
pelindung
agar
lapisan
logam
terlindung
dari
lingkungannya c. Memperbaiki lingkungan supaya tidak korosif d. Perlindungan secara elektrokimia dengan anoda korban atau arus tandingan.
12
e. Memperbaiki konstruksi agar tidak menyimpan air,
lumpur
dan
zat
korosif lainnya. Contohnya mikroba sulfat anaerobic atau Desulfofibrio desulfuricans.
10. Korosi Antar Batas Butir Di daerah batas butir memilki sifat yang lebih reaktif. Banyak-sedikitnya batas butir akan sangat mempengaruhi kegunaan logam tersebut. Jika semakin sedikit batas butir pada suatu material maka akan menurunkan kekuatan material tersebut. Jika logam terkena karat, maka di daerah batas butir akan terkena serangan terlebih dahulu dibandingkan daerah yang jauh dari batas butir. Serangan yang terjadi pada daerah batas butir dan daerah yang berdekatan dengan batas butir hal ini biasa disebut intergranular corrosion. Intergranular corrosion dapat terjadi karena adanya kotoran pada batas butir, penambahan pada salah satu unsur paduan, atau penurunan salah satu unsur di daerah batas butir. Sebagai contoh paduan besi dan alumunium, dimana kelarutan besi lambat maka akan terjadi serangan pada batas butir. Beberapa kegagalan pada 18-8 baja karbon telah terjadi karena intergranular corrosion. Ini terjadi dalam lingkungan dimana paduan harus memiliki ketahanan korosi yang sangat baik. Ketika baja dipanaskan pada suhu kira-kira antara 950°F sampai 1450°F, baja tersebut akan peka atau rentan terhadap intergranular corrosion. Sebagai contoh untuk menghindari terjadinya intergranular corrosion, maka prosedur kepekaan di panaskan pada suhu 1200°F selama satu jam. Kebanyakan teori tentang terjadinya intergranular corrosion didasarkan pada kehilangan atau penipisan kromium di daerah batas butir. Penambahan kromium pada baja akan meningkatkan ketahanan korosi diberbagai kondisi lingkungan. Umumnya penambahan tersebut berkisar 10% kromium untuk pembuatan baja karbon tahan karat. Jika kromium secara efektif diturunkan ketahanan terhadap korosi akan berkurang.
13
Gambar 8. Ilustrasi Bentuk Retakan Intergranular (octane.nmt.edu, 2009)
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Metode Yang Diterapkan Pada penelitian sebelumnya yang pernah dilakukan oleh (Nindhia dkk, 2014) Suatu tangki penyimpanan air panas yang dalam kasus ini terbuat dari baja nirkarat (stainless steel) mengalami kegagalan karena korosi terutama pada bagian sambungan las. Korosi juga terjadi pada bagian bawah tanki. Tanki telah digunakan kurang lebih di bawah satu tahun namun sudah mengalami korosi parah terutama pada bagian sambungan las dan juga mengalami korosi pada bagian bawah. Penelitian ini bertujuan mengetahui penyebab terjadinya korosi. Penelitian dilakukan dengan menggunakan teknik pengamatan metalografi langsung dilapangan dengan menggunakan mikroskop metalurgi portable. Baja nirkarat 304 merupakan salah satu jenis baja nirkarat dari jenis austenitik (austenitic stainless steel) yang memiliki fase tunggal dengan struktur kubus
14
terpusat ruang (face centered cubic, fcc). Struktur ini bisa terbentuk dari kesetimbangan kondisi pemaduan yang menyebabkan fase austenit menjadi stabil pada suhu ruang (Davis, 2006) Metode yang digunakan yaitu : Tangki air terdiri dari tiga bagian yaitu bagian penutup bawah, bagian tabung tengah dan penutup atas. Ketiga bagian tersebut diamati struktur mikronya dengan menggunakan mikroskop metalurgi portable sehingga tidak perlu memotong bagian tabung dan tabung masih tetap bisa digunakan. Pada bagian yang akan diamati dilakukan porses penggerindaan, pemolesan dan proses etsa untuk memperoleh struktur mikro logam yang digunakan. Dari struktur mikro yang diperoleh kemudian diidentifikasi jenis baja nirkarat yang digunakan apakah sesuai dengan struktur mikro baja nirkarat 304 sesuai spesifikasi saat pembelian . Pengujian metalurgi las dilakukan pada bagian las dengan menggunakan mikroskop metalurgi portable dan dianalisis kualitas pengelasan dan diidentifikasi struktur mikro yang diperoleh. Cacat-cacat pengelasan yang ditemukan diidentifikasi dan dicari hubungannya dengan korosi yang terjadi. Proses pembuatan bahan pelat baja nirkarat tidaklah mudah jika dibandingkan dengan membuat baja karena baja nirkarat mengandung berbagai bahan tambahan yang secara teoritis susah dipertahankan kehomogenannya.
Gambar 3.1 Tangki Air Panas Terbuat dari Baja Nirkarat yang Mengalami Kegagalan Korosi pada Bagian Dalam Tabung (Nindhia dkk, 2014).
15
Gambar 3.2 Bagian-bagian tangki yang mengalami kegagalan akibat korosi (Nindhia dkk, 2014)
16
3.2
Alur Penelitian mulai
Amati proses apa saja yang ada di tangki air
Amati pada bagian sambungan yang dilas
dianalisis kualitas pengelasan dan diidentifikasi jenis korosi yang terjadi
Cacat-cacat pengelasan yang ditemukan diidentifikasi dan dicari hubungannya dengan korosi yang terjadi.
Selesai
17
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
Hasil Analisis Gambar 4.1 merupakan hasil dari pengujian struktur mikro pada bagian atas tangki. Struktur mikro ini mendekati struktur mikro yang dimiliki oleh baja nirkarat dari jenis 316. Baja nirkarat 316 adalah juga merupakan baja nirkarat austenitik seperti 304, namun dengan tambahan unsure Mo sehingga memiliki sifat lebih tahan terhadap korosi pitting (Davis, J.R2006). Dengan demikian dapat dipastikan bahwa bagian atas tangki tidak terbuat dari baja nirkarat 304. Bagian tengah tangki ternyata memiliki struktur mikro yang serupa dengan bagian atas tangki yaitu memiliki struktur mikro yang mendekati baja nirkarat 316 seperti terlihat pada Gambar 4.2
Gambar 4.1 Foto struktur mikro dari bahan pada bagian atas tangki (Nindhia dkk, 2014)
Gambar 4.2 Foto struktur mikro dari bahan pada bagian tengah tangki (Nindhia dkk, 2014)
18
Gambar 4.3 Foto struktur mikro dari bahan pada bagian bawah tangki (Nindhia dkk, 2014)
Namun tidak demikian halnya pada material yang digunakan pada bagian penutup bawah tangki, diperoleh dari hasil pengujian dengan mikroskop ternyata menggunakan bahan yang sesuai dengan spesifikasi saat pembelian yaitu dari jenis baja nirkarat 304. Dengan demikian jelaslah mengapa pada bagian bawah tangki terjadi kasus korosi yang parah yaitu diakibatkan oleh korosi galvanik yaitu korosi yang diakibatkan karena penyambungan atau menghubungakan 2 jenis logam yang berbeda pada lingkungan elektrolit. Menyambung dua jenis baja nirkarat dari jenis yang berbeda dapat mengarah ke jenis korosi yang lebih parah lagi yaitu retak korosi akibat tegangan (stress corrosion cracking) (Łabanowski, 2007) Hasil pengujian struktur mikro pada daerah lasan memberikan informasi bahwa daerah lasan membentuk struktur mikro yang medekati struktur mikro logam cor dari baja nirkarat 316 seperti Gambar 4.4
Gambar 4.4 Foto Struktur Mikro Bagian Las (Nindhia dkk, 2014)
19
Gambar 4.5 Porositas pada daerah las yang dapat berupa korosi pitting dan juga korosi crevice (Nindhia dkk, 2014) Dengan demikian dapat dipastikan bahwa bagian las (weldment) ternyata terbentuk menjadi baja nirkarat 316 dan menjadi berbahaya jika dugunakan untuk mengelas baja nirkarat 304 karena menyebabkan ternyadinya korosi. Porositas tersebut merupakan bentuk dari korosi pitting (Kadry, S. Yan,dkk.,2008) yang diakibatkan oleh fluks saat pengelasan. Pengujian dengan menggunakan sinar X fluorisesnsi seperti tersaji pada Tabel 1 memberi informasi bahwa ketiga bagian tidak terbuat dari bahan baja nirkarat yang sama, dan cocok dengan pengamatan struktur mikro dimana hanya bagian bawah yang terbuat dari baja nirkarat 304 yang ditandai dengan tidak adanya unusur Mo pada paduan seperti tampak pada Tabel 1. Tabel 4.1 Hasil pengujian Sinar X fluorisesnsi
4.2
Pencegahan Korosi Korosi adalah peristiwa oksidasi terhadap logam sehingga menjadi senyawa logam karena pengaruh sekitar (udara, air, lembab, dll). Korosi terjadi akibat adanya proses oksidasi oleh O2, maka guna mencegah terjadinya korosi pada bagian bawah tangki penyimpan air panas, kadar oksigen dalam tangki air harus
20
diperhatikan. Pada korosi itu secara alamiah tidak dapat dicegah tapi hanya dapat dihambat(Setyarjo, 1987). Untuk menghambat terjadinya korosi pada tangki penyimpan air, dapat dilakukan dengan berbagai cara, antara lain : a.
Dengan memasukkan soda sulfit (Na2SO3) ke dalam air isian ketel untuk mengikat O2 sehingga terbentuklah soda sulfat (Na3SO4). Reaksinya (Babcock & Willcox, 1960) O2 + 2Na2SO3 2Na2SO4 Namun cara ini kurang ekonomis karena menimbulkan zat-zat yang larut dalam air isian ketel.
b.
Dengan cara memisahkan O2 dan CO2 dari air ketel dengan mengalirkan uap terhadap arah aliran air isian. Dalam proses ini aliran air bersinggungan dengan aliran uap.
21
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
KESIMPULAN Dari hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa: 1. Tangki mengalai korosi akibat penggunaan baja nirkarat dari jenis yang berbeda sehingga terjadi korosi galvanik. Sedangkan korosi pada bagian las terjadi karena perbedaan jenis logam pengisi dengan logam yang dilas yang memicu terjadinya korosi galvanik. Penggunaan fluks las yang salah menimbulkan korosi pitting yang berbentuk lubang-lubang kecil yang menyebakan timbuk porositas berukuran kecil. 2. Pengujian dengan menggunakan sinar X fluorisensi juga membuktikan bahwa pelat bagian bawah tanki dan pelat bagian samping dan atas ternyata memiliki kandungan yang berbeda yaitu Bagian tengah tangki ternyata memiliki struktur mikro yang serupa dengan bagian atas tangki yaitu memiliki struktur mikro yang mendekati baja nirkarat 316 dan baja nikarat 304. Dengan demikian dapat dipastikan bahwa bagian las (weldment) ternyata terbentuk menjadi baja nirkarat 316 dan menjadi berbahaya jika dugunakan untuk mengelas baja nirkarat 304 karena menyebabkan ternyadinya korosi 3. Untuk mencegah korosi yang disebabkan oleh endapan kerak dan korosi bisa dilakukan dengan cara external water treatment, internal water treatment dan untuk korosi yaitu dengan cara memisahkan O2 dan CO2.
5.2
SARAN 1. Untuk mengatasi hal ini maka teknik pengelasan harus ditingkatkan dengan menggunakan logam pengisi yang tepat.
v
DAFTAR PUSTAKA
Corrosion of Metals and Their Alloys. http://www.key-to-metals.com / Davis, J.R., 2006,Corrosion of Weldments, ASM International, Materials Park, OH, Djoko Setyarjo,M.J, 1987, Ketel Uap, Edisi Pertama, PT.Pradnya Paramita, Jakarta. Falakh.Irwan Fajrul dkk., Analisa laju permbatan retak untuk jens korosi SCC pada pipeline Filipo Harahap, 1983, Thermodinamika Teknik, Edisi Kedua, Penerbit Erlangga, Jakarta. Graedel T.E., Leygraf, C. 2001. Scenario's for Atmospheric Corrosion in the 2lst Century.The Electochemical Society. http:// www.potentiostat.corn.Atrnospheric. Holman,J.P., 1946, Heat Transfer, First, Edition, Mc.Graw Hill Book Company Inc, New York. akibat unsur H2S, Teknik Perkapalan FTK-ITS. Kadry, S., Corrosion Analysis of Stainless Steel, European Journal of Scientific Research, Vol.22 No.4, pp.508-516, 2008. Key to Metals Task Force & INI International. 2006. Corrosion of Carbon Steel. http://ww.key.to metals.com/ Łabanowski, J., 2007, Stress corrosion cracking susceptibility of dissimilar stainless steels welded joints, Volume 20 Issues 1-2 January-February. Nindhia.Tjokorda Gde Tirta dkk., 2014, Analisis Kegagalan Korosi pada Tangki Penyimpan Air Panas Terbuat dari Baja Nirkarat, Jurnal Energi dan Manufaktur Vol.7, No.1, April 2014: 1-118, Grup Riset Industri Manufaktur dan Permesinan, Univ. Udayana, Jimbaran, Bali Nugraheni.Novi Tri dkk.,2014,korosi suatu material, Jurusan Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga,Surabaya Nugroho, Agus, et al. "Risk based inspection for atmospheric storage tank." THE 3RD INTERNATIONAL CONFERENCE ON ADVANCED MATERIALS SCIENCE AND TECHNOLOGY (ICAMST 2015). Vol. 1725. No. 1. AIP Publishing, 2016. Sumarji, 2012, Jurnal ROTOR,Evaluasi korosi baja karbon rendah ASTM A36 pada lingkungan atmosferik dikabupaten Jember.
v
vi
Trethewey, K. R., Chambedain, J. 1991. Korosi Untuk Mahasiswa dan Rekayasawan. Gramedia Pustaka Utama Jakarta. Utomo.Budi, 2009 ,jenis korosi dan penanggulagannya, Program Diploma III Teknik Perkapalan Universitas Diponegoro Zatkalíková, V., Bukovina, M., Škorík, V., dan Petreková, L, Pitting Corrosion of AISI 316TiStainless steel with Polished Surface, Materials Engineering, Vol. 17, No. 2, 2010
