Korosi

Korosi atau perkaratan sangat lazim terjadi pada besi. Besi merupakan logam yang mudah berkarat. Karat besi merupakan zat yang dihasilkan pada peristiwa korosi, yaitu berupa zat padat berwarna coklat kemerahan yang bersifat rapuh serta berpori. Rumus kimia dari karat besi adalah Fe2O3.xH2O. Bila dibiarkan, lama kelamaan besi akan habis menjadi karat.
Dampak dari peristiwa korosi bersifat sangat merugikan. Contoh nyata adalah keroposnya jembatan, bodi mobil, ataupun berbagai konstruksi dari besi lainnya.Siapa di antara kita tidak kecewa bila bodi mobil kesayangannya tahu-tahu sudah keropos karena korosi. Pasti tidak ada. Karena itu, sangat penting bila kita sedikit tahu tentang apa korosi itu, sehingga bisa diambil langkah-langkah antisipasi.
Peristiwa korosi sendiri merupakan proses elektrokimia, yaitu proses (perubahan / reaksi kimia) yang melibatkan adanya aliran listrik. Bagian tertentu dari besi berlaku sebagai kutub negatif (elektroda negatif, anoda), sementara bagian yang lain sebagai kutub positif (elektroda positif, katoda). Elektron mengalir dari anoda ke katoda, sehingga terjadilah peristiwa korosi.


Ion besi (II)yang terbentuk pada anoda selanjutnya teroksidasi menjadi ion besi (III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi (karat besi), Fe2O3.xH2O.
Dari reaksi terlihat bahwa korosi melibatkan adanya gas oksigen dan air. Karena itu, besi yang disimpan dalam udara yang kering akan lebih awet bila dibandingkan ditempat yang lembab. Korosi pada besi ternyata dipercepat oleh beberapa faktor, seperti tingkat keasaman, kontak dengan elektrolit, kontak dengan pengotor, kontak dengan logam lain yang kurang aktif (logam nikel, timah, tembaga), serta keadaan logam besi itu sendiri (kerapatan atau kasar halusnya permukaan).
Pencegahan korosi
Pencegahan korosi didasarkan pada dua prinsip berikut :
- Mencegah kontak dengan oksigen dan air
Korosi besi memerlukan oksigen dan air. Bila salah satu tidak ada, maka peristiwa korosi tidak dapat terjadi. Korosi dapat dicegah dengan melapisi besi dengan cat, oli, logam lain yang tahan korosi (logam yang lebih aktif seperti seg dan krom). Penggunaan logam lain yang kurang aktif (timah dan tembaga) sebagai pelapis pada kaleng bertujuan agar kaleng cepat hancur di tanah. Timah atau tembaga bersifat mampercepat proses korosi.
- Perlindungan katoda (pengorbanan anoda)
Besi yang dilapisi atau dihubugkan dengan logam lain yang lebih aktif akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katoda. Di sini, besi berfungsi hanya sebagai tempat terjadinya reduksi oksigen. Logam lain berperan sebagai anoda, dan mengalami reaksi oksidasi. Dalam hal ini besi, sebagai katoda, terlindungi oleh logam lain (sebagai anoda, dikorbankan). Besi akan aman terlindungi selama logam pelindungnya masih ada / belum habis. Untuk perlindungan katoda pada sistem jaringan pipa bawah tanah lazim digunakan logam magnesium, Mg. Logam ini secara berkala harus dikontrol dan diganti.
- Membuat alloy atau paduan logam yang bersifat tahan karat, misalnya besi dicampur dengan logam Ni dan Cr menjadi baja stainless (72% Fe, 19%Cr, 9%Ni). Pengen tahu cara yang lain, silahkan
Cara2 pencegahan korsi
Korosi menimbulkan banyak kerugian karena mengurangi umur berbagai barang atau bangunan yang menggunakan besi atau baja. Sebenarnya korosi dapat dicegah dengan mengubah besi menjadi baja tahan karat (stainless steel). Akan tetapi, proses ini terlalu mahal untuk kebanyakan penggunaan besi.

Korosi besi memerlukan oksigen dan air. Kemudian, kita ketahui bahwa berbagai jenis logam dapat melindungi besi terhadap korosi. Cara-cara pencegahan korosi besi yang akan dibahas berikut ini didasarkan pada dua sifat tersebut.

1. Mengecat. Jembatan, pagar dan railing biasanya dicat. Cat menghindarkan kontak besi dengan udara dan air.

2. Melumuri dengan oli atau gemuk. Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak besi dengan air.

3. Dibalut dengan plastik. Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak besi dengan udara dan air.

4. Tin plating (pelapisan dengan timah). Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebut electroplating. Timah tergolong logam yang tahan karat. Besi yang dilapisi timah tidak mengalami korosi karena tidak ada kontak dengan oksigen (udara) dan air. Akan tetapi, lapisan timah ada yang rusak, misalnya tergores, maka timah justru mendorong/mempercepat korosi besi. Hal itu terjadi karena potensial reduksi besi lebih negatif daripada timah. Oleh karena itu, besi yang dilapisi dengan timah akan membentuk suatu sel elekrokimia dengan besi sebagai anode. Dengan demikian, timah mendorong korosi besi. Akan tetapi, hal itu justru yang diharapkan, sehingga kaleng-kaleng bekas cepat hancur.

5. Galvanisasi (pelapisan dengan zink). Pipa besi, tiang telpon, badan mobil, dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal itu terjadi karena suatu mekanisme yang disebut dengan perlindungan katode. Oleh karena potensial reduksi besi lebih positif daripada zink, maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk sel elekrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian, besi terlindungi dan zink yang mengalami oksidasi.

6. Cromium plating (pelapisan dengan kromium). Besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang mengkilap, misalnya untuk bumper mobil. Cromium plating juga dilakukan dengan elektrolisis. Sama seperti zink, kromium dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium itu ada yang rusak.

7. Sacrificial protection (pengorbanan anode). Magnesium adalah logam yang jauh lebih aktif (berarti lebih mudah berkarat) daripada besi. Jika logam magnesium dikontakkan dengan besi, maka magnesium itu akan berkarat tetapi besi tidak. Cara ini digunakan untuk melindungi pipa baja yang ditanam dalam tanah atau badan kapal laut. Secara periodik, batang magnesium harus diganti.

Sumber: Kimia SMA Jili
















Cara Pelapisan Logam Secara Listrik (Elektroplating)
PELAPISAN TEMBAGA
Dalam pelapisan tembaga digunakan bermacam-macan larutan elektrolit, yaitu :
1. Larutan asam
2. Larutan sianida
3. Larutan fluoborat
4. Larutan pyrophosphat
Diantara empat macam larutan di atas yang paling banyak digunakan adalah larutan asam dan larutan sianida
PELAPISAN TIMAH PUTIH
Pelapisan timah putih pada besi dengan cara listrik (elektroplating) sudah sangat lama dilakukan untuk kaleng-kaleng makanan, minuman dan sebagainya. Pelapisan secara listrik pada umumnya sudah menggantikan pelapisan secara celup panas, karena pelapisan secara celup panas menghasilkan lapisan yang tebal dan kurang merata (kurang halus) sedangkan pelapisan secara listrik dapat menghasilkan lapisan yang tipis dan lebih merata/halus. Dengan keuntungan tersebut pada saat ini lebih banyak industri yang melakukan pelapisan timah putih secara listrik dari pada secara celup panas (Hot Dip Galvanizing)..
PELAPISAN SENG
Seng sudah lama dikenal sebagai pelapis besi yang tahan korosi, murah harganya, dan mempunyai tampak permukaan yang cukup baik. Pelapisan senga pada besi dilaksanakan dengan beberapa cara seperti galvanizing, sherardizing, atau metal spraying. Namun pelapisan secara listrik (elektroplating) lebih disukai karena mempunyai beberapa keuntungan bila dibandingkan dengan cara-cara pelapisan yang lain, diantaranya :
a. Lapisan lebih merata
b. Daya rekat lapisan lebih baik
c. Tampak permukaan lebih baik
Karena beberapa keuntungan itulah maka lebih banyak dilaksanakan pelapisan secara listrik daripada cara-cara lainnya. Pelapisan seng secara listrik kadang juga disebut elektro-galvanizing. Larutan elektrolit yang sering digunakan ada dua macam yaitu larutan asam dan larutan sianida. Bila kedua larutan tersebut dibandingkan maka permukaan lapisan hasil dari penggunaan larutan sianida adalah lebih baik jika dibandingkan dengan larutan asam. Namun larutan asam digunakan bila dikehendaki kecepatan pelapisan yang tinggi dan biaya yang lebih murah.
Larutan lain yang sering digunakan pada pelapisan adalah larutan alkali zincat dan larutan pyrophosphat.
PELAPISAN NIKEL
Pada saat ini, pelapisan nikel pada besi banyak sekali dilaksanakan baik untuk tujuan pencegahan karat ataupun untuk menambah keindahan. Dengan hasil lapisannya yang mengkilap maka dari segi ini nikel adalah yang paling banyak diinginkan untuk melapis permukaan. Dalam pelapisan nikel selain dikenal lapisan mengkilap, terdapat juga jenis pelapisan yang buram hasilnya. Akan tetapi tampak permukaan yang buram inipun dapat juga digosok hingga halus dan mengkilap. Jenis lain dari pelapisan nikel adalah pelapisan yang berwarna hitam. Warna hitam inipun tampak menarik dan digunakan biasanya untuk melapis laras senapan dan lainnya.
PELAPISAN KHROM
Selain nikel, maka pelapisan khrom banyak dilaksanakan untuk mendapatkan permukaan yang menarik. Karena sifat khas khrom yang sangat tahan karat maka pelapisan khrom mempunyai kelebihaan tersendiri bila dibandingkan dengan pelapisan lainnya. Selain sifat dekoratif dan atraktif dari pelapisan khrom, keuntungan lain dari pelapisan khrom adalah dapat dicapainya hasil pelapisan yang keras. Sumber logam khrom didapat dari asam khrom, tapi dalam perdagangan yang tersedia adalah khrom oksida (Cr O3) sehingga terdapatnya asam khrom adalah pada waktu khrom oksida bercampur dengan air

KONTAK PERSON
Dr. Tatang A. Taufik



Erosion Corrosion
Adalah jenis korosi yang kerusakannya karena aliran fluida (kerusakan karena mekanis) dan reaksi electromechemical. Erosi juga didefinisikan sebagai degradasi yang dipercepat karena adanya aliran fluida. Groves, gullies, sudut tajam, permukaan gelombang adalah karakter kerusakan dari erosi korosi.

“Impingment” dan kavitasi adalah mode kerusakan dari errosion corrosion.
“Fretties corrosion” adalah kerusakan pada kontak permukaan. Ini juga dikategorikan sebagai “errosion corrosion”. Penyebabnya hampir sama dengan errosion corrosion (electrochemical dan aliran fluida) ditambah dengan ‘load” misalnya adalah vibrasi. Sumuran atau lebih dikenal dengan “pits” dan tergerusnya lapisan oksida adalah mode karakterisasi dari “fretties corrosion”.
Corrosion Monitoring
Posted: Februari 3, 2011 by pipingbloging in Korosi
Sistem yang berpotensial terhadap korosi akan membutuhkan “monitoring facilites”. Antara lain adalah “corrosion Coupon” atau “corrosion probe”. Dimana corrosion monitoring memebutuhkan dua buah acces fittings yang harus di install dengan electrical resistance (ER) probes dam corrosion coupon. Tipe dan dimensi coupon haruslah berupa elemen yang sensitive dalam fase air.
Poin poin yang harus diperhitungkan:
• Beberapa system membutuhkan sample untuk analisis kimia.
• Sistem dimana serangan bakteri dapat terjadi, maka dibutuhkan “bioprobes” dan sample point.
• Beberapa testing lainnya yang berelevansi ke korosi dan management akan dibutuhkan dalam system yang tepat.
• Seluruh carbon steel akan membutuhkan destructive testing pada beberapa point
Chemical Injection
Injeksi kimia dilakukan untuk mengurangi laju korosi pada logam carbon steel. Adapun letatk dan caranya menginjeksi kimia berdasarkan cara dibawah ini.
Injeksi Kimia harus diinjeksi paling tidak 10 pipe D dari non korosiv material seperti duplex atau spake brake. Jarak tersebut dibutuhkan untuk memastikan bahwa pencampuran inhibitor dengan fluida berlangsung sempurna sebelum fluida masuk atau melalui pipa karbon steel.

Teknik Korosi
Terminologi Galvanis
Fuad Abdillah, ST, MT.
Acid Packling Asam yang digunakan untuk menghilangkan karat dan mill scale sebelum digalvanis

Alloy Layors Lapisan galvanis yang terbentuk dari serangkaian lapisan alloy dari paduan seng-besi (Zn-Fe) dan pada lapisan luarnya adalah lapisan seng. Lapisan alloy ini akan mempertinggi daya tahan terhadap abrasi dan jika dikendaki lapisan yang lebih tebal dapat diaplikasikan disini (misalnya dengan memperpanjang waktu celupnya)

Ash Adalah produk oksidasi seng dari hasil reaksi seng cair dengan udara dan flux yang menempel pada permukaan baja dan yang mengapung pada permukaan seng cair panas di ketel galvanis. Zinc ash ini dapat diproses kembali untuk mendapatkan kembali logam seng serta compoundnya

Bare Spot Kerusakan pada lapisan galvanis disebabkan oleh pembersihan yang kurang sempurna sebelum di hot dip

Beam Work Adalah dipping beams yang digunakan pada proses galvanis sebagai alat bantu tempat bergantungnya material pada beam yang digantung dengan bantuan kaitan atau kawat untuk memperkecil kerugian zinc

Centrifuge Work Material-material kecil digalvanis dengan cara dimasukkan ke dalam semacam keranjang berbentuk silinder, lalu diputar cepat untuk membuang seng cair panas yang tersisa. Biasanya untuk menggalvanis fasteners, washers, rantai, brackets dan baut.

Cathodic Protection Proteksi terhadap besi dan baja dengan logam yang lebih reaktif seperti seng. Baja yang sudah digalvanis dan mengalami kerusakan mekanik akan terlindungi dari korosi karena efek ini

Degreasing Semua material yang akan digalvanis pertama-tama harus dimasukkan ke dalam bak Caustic Soda untuk menghilangkan zat organik yang menempel pada permukaannya.

Chain Work Material yang besar, panjang dan kaku yang dicelup dengan digantung memakai rantai dikategorikan sebagai chain work pada proses galvanis.

Coating Thickness Ketebalan dari HDG ditentukan oleh metalurgi, kondisi permukaan dan ketebalan dari baja dan biasanya diukur dalam satuan gram per meter persegi atau mikron

Continuous Galvanizing Baja lembaran, kawat dan beberapa tube section digalvanis secara continuous (berkesinambungan). Lapisan yang terbentuk relatif tipis dan lembut

Corrosion Rate Kecepatan korosi dari lapisan galvanis dapat diprediksi, oleh karena itu umur dari lapisan itu dapat secara akurat diestimasikan dalam lingkungan yang dikenal.
Rate dari kehilangan logam pada reaksi kimia atau reaksi electrochemical.

Double End Dipping Material fabrikasi atau section yang panjang atau lebar dapat digalvanis dengan pencelupan ganda pada kedua ujungnya secara bergantian

Dross Inclusion Lapisan HDG bisa mendapatkan inklusi di dalam lapisannya yang disebabkan oleh menempelnya kristal dross yang mengapung di dalam seng cair. Inklusi ini tidak mempengaruhi daya tahan dari lapisan itu sendiri

Dross Adalah hasil reaksi antara baja dengan seng di dalam ketel zinc. Dross adalah kristal seng-besi yang lebih berat dari seng dan mempunyai titik cair yang lebih tinggi pula daripada seng. Dross harus secara periodik diambil dari dasar bak untuk mempertahankan kedalaman yang optimal.

Draining Semua terial yang akan digalvanis harus dapat dilalui oleh seng cair keluar/masuk dari material tersebut sewaktu proses pencelupan di dalam bak seng

Embrittlement Kerapuhan dapat terjadi pada material baja yang digalvanis disebabkan karena “excessive cold working” (misalnya pada cold bending > 900) ata pada acid pickling untuk baja high strength (hydrogen embrittlement karena penetrasi hydrogen ke dalam baja)

Fluxing Sebelum memasuki bak pencelupan HDG dan sesudah proses pretreatment, baja di flux ke dalam larutan untuk mempertahankan kondisi permukaan yang sudah bersih untuk digalvanis. Untuk membantu proses pengeringan larutan ini bisa dipanaskan sampai 600 C

Galvanizing Pelapisan baja dengan mencelupkannya ke dalam cairan seng panas

Grey Coatings Beberapa jenis baja dapat menghasilkan lapisan galvanis yang berwarna abu-abu kelam. Lapisan ini tidak memiliki seng bebas pada permukaannya dan cenderung lebih tebal dan daya tahannya terdadap benturan agak berkurang dibandingkan dengan lapisan yang mengkilap

Hardness of Galvanized Coating Komponen seng pada lapisan galvanis kekerasannya kurang lebih setengah dari kekerasan mild steel. Sedangkan lapisan alloy yang terbentuk pada HDG kekerasannya dua kali dari kekerasan mild steel

Hydrogen Embrittlement Baja yang mempunyai tegan leleh (yield strength) > 100 mP memiliki kecendrungan kerapuhan disebabkan oleh penetrasi hydrogen ke dalam struktur kristal dari baja tersebut pada saat proses acid pickling

Jig Rangka baja sebagai alat bantu kerja untuk proses galvanis. Jig khusus didesain untuk produk yang spesifik untuk mengoptimalkan kualitas dan produktivitas

Magnetic Testing Ketebalan lapisan galvanis diukur mulai dari jarak permukaan sampai permukaan baja dibawahnya

Normalising Suhu galvanis (4500 C) tidak mempengaruhi kekuatan dari baja itu sendiri tetapi hanya berpengaruh pada pengurangan tegangan pada bagian yang dilas (stress relieving effect)

Passivation Lapisan galvanis dibuat pasif dengan cara di quenching ke dalam larutan sodium bichromat lemah untuk menghindari oksidasi awal dari lapisan seng disebabkan karena bersentuhan dengan embun atau air hujan

Phosphorous Baja dengan kandungan phospor yang tinggi (ada kaitannya dengan silicon) adalah sangat reaktif dengan seng cair sehingga akan menimbulkan lapisan yang tebal berwarna keabu-abuan

Repairs Lapisan galvanis yang rusak dapat diperbaiki melalui sistem touch up menggunakan zinc rich paint yang direkomendasikan dan menggunakan zinc repair stick

Silicon Killed Steel Beberapa jenis baja dengan kandungan silicon yang tinggi sangat reaktif terhadap seng cair dan dapat menghasilkan lapisan yang tebalnya dapat mencapai beberapa kali terhadap ketebalan standar. Lapisan yang terbentuk warnanya lebih gelap dan lebih rentan terhadap kerusakan mekanik, tetapi sebaliknya mempunyai daya tahan yang tinggi terhadap korosi

Strain Ageing Baja yang mengalami pembentukan dingin secara ekstrem dapat menjadi rapuh pada waktu digalvanis disebabkan karena panas yang ditimbulkan sewaktu proses galvanis dapat memacu stress effects dari pembentukan dingin tersebut

Venting Semua bagian yang berisi udara harus diberi ventilasi yang cukup untuk memungkinkan udara dan uap air dapat keluar dari situ pada waktu pencelupan ke dalam seng cair panas. Material yang akan dicelup harus diperhatikan agar seng cair dapat masuk ke dalam rongga-rongga serta ada udara yang dapat keluar dari situ agar material tersebut dapat tenggelam ke dalam cairan seng panas dan agar seng cair dapat menjangkau seluruh permukaan selama proses pencelupan.

Welding Pengelasan untuk material yang sudah digalvanis memerlukan ventilasi yang benar dan harus menggunakan elektroda las serta menggunakan teknik pengelasan yang benar

Wet Storage Stain Pada saat baja baru saja digalvanis, seng terlepas dari semua lapisan oksida pelindung. Jika air murni (embun atau air hujan) berhubungan dalam jangka lama dengan seng dalam kondisi ini, maka seng akan beraksi dengan air menjadi hidroksida seng; berupa deposit oksida putih. Passivasi sesudah galvanis dengan ventilasi dan drainage yang cukup akan mencegah timbulnya “white storage staining”

Zinc Carbonate Film Oksida film ini memberikan daya tahan yang baik sekali terhadap korosi dengan udara sekitarnya. Oleh karena lapisan ini dapat menebal sendiri dipengaruhi cuaca, maka pada lapisan galvanis akan timbul warna yang khas abu-abu muda