Penentuan Laju Korosi pada Suatu Material

Korosi pada suatu Material

Penentuan Laju Korosi pada Suatu Material Sarasati Istiqomah (081211332011), Vina Puji Lestari (081211331006), Imroatul Maghfioh (081211331125), Ihfadni Nazwa (081211331126), Faridhatul Khasanah (081211331134), Darmawan (081211331139), Ika Wahyuni (081211332003), Novitasari (081211332023), Dewi Karmila Sari (081211333003), Nurul Kusnia (081211333015)

Dosen Pembimbing : Drs. Djoni Izak Rudyardjo Laboratorium Material, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga

Abstrak Korosi akan terjadi pada semua logam baik ferro maupun non-ferro. Butuh pemilihan bahan logam yang tepat sebelum bahan itu dipergunakan, salah satu caranya adalah mengetahui laju korosi pada bahan tersebut. Bahan yang akan diuji ketahanan korosi dan laju korosinya pada praktikum ini adalah Aluminium. Metode yang digunakan untuk mengetahui laju korosi aluminium adalah immersion corrosion yaitu metode pencelupan bahan uji pada pada suatu bejana berisi larutan cair pengkorosi (pada hal ini adalah HCL 4%) yang sebelumnya telah dipanaskan dengan suhu tinggi (550ºC). Setelah diberi perlakuan maka akan terjadi pengurangan massa karena aluminium telah bereaksi dengan HCl. Kemudian akan dapat dihitung laju korosi aluminium yaitu sebesar 268,432 ± 13,787 𝑚𝑚/𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛 yang termasuk dalam kategori ketahanan terhadap korosi relatif jelek sekali akibat adanya perlakuan (bukan korosi normal). Kata kunci : korosi, laju korosi, aluminium, immersion corrosion

PENDAHULUAN Berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, menuntut penggunaan suatu material secara tepat. Untuk dapat menggunakan material dengan tepat maka harus dikenali dengan baik sifat – sifat material yang mungkin akan dipilih untuk dipergunakan. Sifat – sifat ini tentunya sangat banyak macamnya, karena sifat ini dapat ditinjau dari berbagai segi / bidang keilmuan. Salah satu sifat penting yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan material adalah sifat tahan korosi. Korosi merupakan merupakan masalah yang sangat serius dalam dunia material, karena dapat mengakibatkan kerugian – kerugian yang sangat besar, antara lain : bisa menimbulkan kebocoran, Sha Ra .IQ/ Universitas Airlangga

mengakibatkan berkurangnya kekuatan / ketangguhan, robohnya suatu konstruksi, meledaknya suatu pipa / bejana bertekanan dan mungkin juga akan membuat pencemaran pada suatu produk. Berkaitan dengan hal tersebut, maka diperlukan suatu cara bagaimana menentukan nilai laju korosi suatu material. Sehingga dari nilai laju korosi yang diperoleh kita dapat mengetahui apakah suatu material tersebut mempunyai daya tahan yang unggul terhadap korosi (resistan terhadap korosi).

DASAR TEORI Korosi dalam kehidupan sehari – hari sering disebut dengan pengkaratan pada suatu logam. Korosi sejatinya merupakan perusakan suatu material (terutama logam) Page 1

Korosi pada suatu Material karena bereaksi dengan lingkungannya. Karena bereaksi dengan lingkungannya ini sebagian logam akan bereaksi dengan oksigen dan menjadi oksida, sulfida atau hasil reaksi lain yang dapat larut dalam lingkungannya. Korosi logam melibatkan proses anodik, yaitu oksidasi logam menjadi ion dengan melepaskan elektron ke permukaan logam dan proses katodik yang mengkonsumsi elektron tersebut dengan laju yang sama. Untuk memperkirakan laju korosi suatu suatu material dalam lingkungan korosif, dapat dipergunakan beberapa metode pengukuran. Salah satu diantaranya adalah proses pengujian immersion corrosion yang dilakukan dengan cara mencelupkan benda uji ke dalam suatu bejana yang berisi larutan cair pengkorosi. Laju korosi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (Nace, 1979) : 𝐾𝑥𝑀 𝑉𝑘 = 𝐴𝑥𝑡𝑥𝐷 dengan : Vk = laju korosi (𝑚𝑚 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛) A = luas permukaan mula-mula (mm²) t = lama waktu pengujian korosi (sekon) D = berat jenis mula- mula (𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑚𝑚³) M = pengurangan berat akibat korosi (gram)

METODE PRAKTIKUM Pada praktikum ini menggunakan bahan silinder aluminium dan larutan HCl serta peralatan Furnace dan gelas ukur dengan prosedur percobaan seperti berikut : 1. Mula – mula disiapkan larutan HCl dengan konsentrasi 4% dan silinder aluminium ditimbang massanya sebagai mo 2. Silinder aluminium dipanaskan di dalam Furnace dengan temperatur 550 ºC dan ditahan selama 20 menit 3. Kemudian didinginkan dengan cepat dengan medium quenching air. Proses ini dinamakan dengan perlakuan panas pelarutan 4. Setelah itu silinder aluminium dicelupkan pada larutan HCl selama 10 menit, catat waktu ini sebagai t 5. Timbang massa akhir silinder setelah terjadi korosi, catat sebagai m1

DATA PENGAMATAN Diamater silinder (d) = 2,55 cm =25,5 mm Tinggi silinder (l) = 0,62 cm = 6,2 mm Massa sebelum (mo) = 8,36 gram Massa sesudah korosi (m1) = 8,34 gram Waktu pencelupan = 10 menit = 600 sekon

K = konstanta perubahan satuan mm/s menjadi mm/tahun (32258064,52) Nilai laju korosi ini dapat menunjukkan ketahanan relatif (mampu korosi) dengan tabel sebagai berikut : Ketahanan korosi Kecepatan korosi relatif (mm / tahun) Luar biasa < 0,02 Baik sekali 0,02 – 0,15 Baik 0,15 – 0,5 Cukup 0,5 – 1,25 Jelek 1,25 – 5 Jelek sekali >5 Sha Ra .IQ/ Universitas Airlangga

HASIL DAN PEMBAHASAN Semua benda logam baik ferro maupun non-ferro bisa mengalami korosi. Korosi adalah proses perusakan logam, dimana logam akan mengalami penurunan mutu (degradation) karena bereaksi dengan lingkungan baik secara kimia maupun elektro kimia. Untuk mengetahui seberapa tahannya bahan terhadap korosi maka harus dihitung nilai laju korosinya. Seperti pada praktikum Page 2

Korosi pada suatu Material ini akan dihitung laju korosi dari aluminium. Aluminium umumnya mempunyai sifat ketahanan terhadap korosi yang tinggi sehingga sulit terkorosi. Aluminium mempunyai lapisan Al2O3 yang bisa melindungi logam terhadap pengkorosi pada pH antara 4 s/d 9, diluar itu aluminium bisa terkorosi baik pada suasana asam maupun basa. Tahap pertama praktikum adalah solution heat treatment yaitu dengan memanaskan aluminium pada Furnace dengan temperatur 550 ºC. Pada proses ini terjadi perubahan struktur atom yang tidak tertata sehingga struktur aluminium tidak seimbang lagi. Kemudian dilakukan proses quenching air yaitu dengan mendinginkan pada medium air secara cepat yang berfungsi agar hasil yang di dapat pada proses sheat treatment tetap pada tempatnya. Pada tahap ini akan menghasilakan larutan padat lewat jenuh yang merupakan fasa tidak stabil pada temperatur biasa atau ruang. Pada pencelupan dalam zat korosif yaitu HCl, reaksi kimia terjadi dalam suasana asam dengan reaksi sebagai berikut : 2Al (s) + 6HCl (aq) _ 2AlCl3 (aq) + 3H2 (g) Reaksi diatas menunjukkan bahwa saat aluminimum dicelupkan pada HCl akan terbentuk gelembung- gelembung gas H2. Dari hasil analisis data didapatkan nilai laju korosi pada silinder logam sebesar 268,432 ± 13,787 𝑚𝑚/𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛 . Jika dilihat dari tabel ketahanan korosi, hasil ini menunjukkan bahwa aluminium yang diguunakan pada praktikum ini relatif jelek sekali karena kecepatan korosinya > 5 mm/tahun. Hal ini menyalahi penjelasan

Sha Ra .IQ/ Universitas Airlangga

awal yang menyebutkan bahwa aluminium termasuk bahan yang tahan terhadap korosi. Jadi hasil ini tidak dapat dijadikan acuan, karena nilai ketahanan korosi pada tabel diperoleh dalam keadaan normal, sedang pada praktikum ini aluminium diberikan perlakuan agar cepat terjadi korosi, akibatnya korosi yang terjadi bukan dalam keadaan alami (normal).

KESIMPULAN Berdasarkan eksperimen yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa : 1. Nilai laju korosi dari silinder aluminium pada larutan korosif HCl sebesar 268,432 ± 13,787 𝑚𝑚/𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛. 2. Berdasarkan nilai laju korosi jika dibandingkan dengan tabel ketahanan korosi, aluminium memiliki ketahanan korosi relatif jelek sekali, karena aluminium telah diberi perlakuan yang ekstrim, bukan normal.

DAFTAR PUSTAKA 1. Davis J.R., ASM Specialty Handbook, Aluminium and Aluminium alloys, Ohio : ASM. Ohio (1993) 290 – 390 2. Nace, 1979, Corrosion Hand Book ASTMG 31th, Nineth Edition, Metal Park, Ohio 3. Trethewey, KR., Chamberlain J., 1991, Korosi untuk Mahasisawa dan Rekayasawan, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Page 3

Korosi pada suatu Material LAMPIRAN Perhitungan data a. Luas permukaan silinder aluminium 𝐴 = 2 𝑥 𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑙𝑖𝑛𝑔𝑘𝑎𝑟𝑎𝑛 + 𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑠𝑒𝑙𝑖𝑚𝑢𝑡 = 2𝜋𝑟 2 + 2𝜋𝑟 𝑙 = 2 3,14 (12,75)2 + 2 3,14 12,75 (6,2) = 1020,8925 + 496,434 = 1517, 3265 𝑚𝑚2 ∆𝐴 = 2𝜋

𝜕𝐴 𝜕𝐴 ∆𝑟 + ∆𝑙 𝜕𝑟 𝜕𝑙

= 2𝜋

2𝑟 + 𝑙 0,025 + 𝑟 0,025

= 2𝜋

25,5 + 6,2 0,025 + 12,75 0,025

= 6,28 0,7925 + 0,31875 = 6,978 𝑚𝑚2 b. Berat jenis silinder aluminium 𝐷=

𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 8,36 8,36 𝑔 = 2 = = 2,64 𝑥 10−3 2 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝜋𝑟 𝑙 3,14 (12,75) (6,2) 𝑚𝑚3

∆𝐷 =

1 𝜕𝐷 𝜕𝐷 𝜕𝐷 ∆𝑚 + ∆𝑟 + ∆𝑙 𝜋 𝜕𝑚 𝜕𝑟 𝜕𝑙

=

1 1 𝑚 𝑚 0,01 + 2 0,025 + 0,025 𝜋 𝑟2𝑙 𝑟3𝑙 𝑟 2 𝑙2

=

1 1 3,14 12.75 2 6,2

0,01 + 2

8,36 8,36 0,025 + 12,75 3 6,2 12,75 2 6,2

2

0,025

= 0,318 𝑥 10−5 0,9922 + 3,25 + 3,345 = 0,024 𝑥10−3 𝑔/ 𝑚𝑚3

Sha Ra .IQ/ Universitas Airlangga

Page 4

Korosi pada suatu Material c. Laju Korosi 𝑉=

𝐾𝑥𝑀 𝐴𝑥𝑡𝑥𝐷

=

32258064,52 8,36 − 8,34 1517, 3265 600 2,64 𝑥 10−3

=

645161,29 2403,4452

= 268,432 𝑚𝑚/𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛 ∆𝑉 = 𝐾 =𝐾

𝜕𝑉 𝜕𝑉 𝜕𝑉 𝜕𝑉 ∆𝑀 + ∆𝐴 + ∆𝑡 + ∆𝐷 𝜕𝑀 𝜕𝐴 𝜕𝑡 𝜕𝐷 1 𝑀 𝑀 1 𝑀 0,01 + 2 6,978 + + 0,024 𝑥10−3 2 𝐴𝑡𝐷 𝐴 𝑡𝐷 𝐴 𝑡 𝐷 60 𝐴 𝑡 𝐷2

= 32258064,52 𝑥 10−5 0,0416 + 0,0038 + 0,000023 + 0,0076 = 322,58 0,0427423 = 13,787

𝑚𝑚 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛 Maka 𝑽 = 𝟐𝟔𝟖, 𝟒𝟑𝟐 ± 𝟏𝟑, 𝟕𝟖𝟕 𝒎𝒎/𝒕𝒂𝒉𝒖𝒏

Sha Ra .IQ/ Universitas Airlangga

Page 5