Upload
linda-fitri-andriyani
View
54
Download
3
Embed Size (px)
DESCRIPTION
PENGUKURAN DAN PENGUJIAN LAJU KOROSI
Citation preview
PENGUJIAN DAN PENGUKURAN LAJU KOROSI
Disusun untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Korosi
Dosen pengampu Drs. Ranto M.T.
LINDA FITRI ANDRIYANI
K2513040
PTM/B
PRODI PENDIDIKAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015
PENGUJIAN DAN PENGUKURAN LAJU KOROSI
Korosi merupakan penurunaan kualitas yang disebabkan oleh reaksi kimia bahan logam
dengan unsur-unsur lain yang terdapat di alam.
A. Pengujian Laju Korosi
Pemilihan material konstruksi logam atau material untuk
penanggulangan korosi secara cermat dan tepat dimaksudkan untuk
menghemat biaya pemeliharaan dan meningkatkan umur pelayanan
konstruksi logam. Disamping itu juga untuk menghindari kerugian materi
melalui penghentian sementara produktifitas atau kerusakan pradini karena
proses korosi dari material konstruksi logam tersebut.
Banyak jenis / produk dari material logam dan material untuk
penanggulangan korosi dipasaran yang mana pengujian untuk mengetahui /
memahami spesifikasi yang dimiliki dari masing-masing material tersebut,
agaaar supaya kita akan mampu meramalkan pelayanan atau mungkin dapat
memperbaiki spesifikasinya untuk penggunaan dalam kondisi tertentu. Oleh
karena itu pengujian korosi adal;ah sangat penting bagi mereka yang
berkecimpung khususnya dalam bidang corrosion engineering, produksi dan
pemakaian material-material tersebut yang lebih mahal dari
yang sebenarnya.
Spesifikasi material-material dari produsen dapat digunakan sebagai
pedoman awal bagi kita dalam pemilihan material-material tersebut. Akan
tetapi sebaiknya kita tidak begitu saja menerima spesifikasi material yang
telah dikeluarkan oleh produsen, kita perlu terlebih dahulu mengevaluasi
spesifikasi tersebut melalui pengujian sendiri bedasarkan standar yang telah
diakui (seperti ASTM, NACE, JIS, DIN, dan sebagainya ) atau melalui
instansi independent yang terkait, sebelum material-material tersebut diterima
sebagai produk standar. Jadi pengujian korosi merupakan cara untuk
2
menyakinkan kita bahwa material-material yang kita buat atau beli benar-
benar memiliki kemampuan seperti yang diharapkan.
1. Klasifikasi Pengujian Korosi
a. Pengujian Laboratorium
Pengujian laboratorium dilakukan dengan menggunakan zat-zat
kimia murni, yang terbaik dengan lingkungan atau larutan dari pabrik
yang sebenarnya dan waktu pengujiannya relatip singkat. Kondisi
pengujian dapat disimulasikan dan dikontrol dengan teliti sesuai
dengan aplikasinya. Setiap pengujian harus reproducible dalam
pengujian-pengujian ulang dengan waktu yang tetep. Hal ini adalah
penting terutama bila digunakan metoda baru atau bila bahan baru /
bahan rakitan perlu dievaluasi. Bila “reproducibility” dapat diperoleh,
maka data yang berbeda merupakan refleksi dari perbedaan dalam
ketahanan korosi dari bahan-bahan yang diuji. Pengujian laboratorium
biasanya dilakukan dengan menggunakan benda uji kecil serta bentuk
dan ukurannya yang spesifik. Benda-benda uji seperti ini relatip
murah dan mudah dibuat ulang.
Benda uji rakitan dapat juga diuji di laboratorium, hal ini
biasanya dilakukan secara terbatas untuk mengetahui korelasi antara
pengujian-pengujian dengan benda uji kecil dan benda rakitan
tersebut.
Pengujian laboratorium bertujuan untuk menilai sifat-sifat
korosi logam dan akan memberikan indikasi dini apa yang akan
terjadi sebenarnya dalam praktek. Waktu yang diperlukan untuk suatu
indikasi tergantung tujuan dan sifat pengujian.
b. Pengujian Pilot Plant
Pengujian ini dilakukan dalam pabrik skala kecil yang pada
dasarnya duplikasi dari operasi skala besar. Bahan baku , konsentrasi
larutan, temperatur, kecepatan yang sebenarnya dan volume cairan
untuk kontak dengan area / logam dilibatkan.
3
Pengujian pilot plant memerlukan waktu yang cukup lama untuk
menjamin hasil yang baik. Benda-benda uji dapat diekspos dalam
pilot plant dan peralatan-peralatan itu sendiri dapat dipelajari dari
segi korosi. Salah satu kerugian yang mungkin adalah bahwa kondisi
operasi sangat bervariasi dalam usaha untuk mencari kondisi yang
optimum. Oleh karena itu pencatatatan dan penyimpanan seluruh
data harus dilakukan dengan teliti dan baik selama proses pilot plant
beroperasi. Pengujian pilot plant untuk memperoleh beberapa data
korosi dibawah kondisi operasi.
c. Pengujian pelayanan pabrik yang sebenarnya
Pengujian pabrik dilakukan melalui pengeksposan benda uji
atau pemantauan konstruksi / peralatan pada pabrik yang sedang
operasi. Pengujian ini adalah penting untuk mengevaluasi material
yang lebih baik dan lebih ekonomis atau dalam menyelidiki perilaku
korosi dari material yang ada selama kondisi proses dan akan
memberikan dasar yang logis untuk pembangunan pabrik produksi
yang selanjutnya. Pengujian pabrik akan memberikan informasi yang
lebih dekat pada penggunaan akahir yang sebenarnya dan waktu yang
diperlukan untuk mencapai sasarannya relatip cukup lama.
2. TUJUAN PENGUJIAN
Pengujian korosi juga dapat dibagi menurut tujuannya, tujuan –
tujuan ini tergantung pada masing-masing ruang lingkup kerjanya yang
meliputi :
a. Penelitian dasar
Dengan berkembangnya teknologi dan tuntutan kebutuhan
material logam dan material untuk penanggulangan korosi, maka
para ahli terus mencoba melakukan penelitian dasar untuk
mengetahui/menentukan bagaimana dan mengapa suatu bentuk
khusud dari korosi terjadi. Sasaran dari penelitian dasar tidak perlu
4
terikat pada suatu produk atau penggunaan khusus. Pengujin-
pengijian pada penelitian dasar kebanyakan dilakukan dalam suatu
laboratorium dengan menggunakan benda- benda uji kecil dan teknik
khusus yang disesuaikan penelitian.
b. Pengembangan bahan atau produk
Dikarenakan ada banyak persaingan dari produk tertentu serta
aplikasinya, maka setiap produsen terus mencoba melakukan
penelitian untuk menemukan atau memodifikasi produk- produk baru
yang lebih spesifik dapat berprestasi baik dengan harga yang lebih
murah, efisien, awet dan aman dari pada produk- produk yang
sekarang digunakan. Informasi yang diperoleh dapat membantu
dalam pemilihan material akan di uji untuk aplikasi spesifik.
Penyertaan pengujian pada material lain yang telah diketahui untuk
penggunaan komersil dalam lingkungan tertentu akan bermanfaat
sebagai pembanding. Sasaran pengujian pada pengembangan produk
baru terikat langsung yang berhubungan dengan aplikasinya. Dalam
hal material baru, data yang diperroleh dari hasil pengujian akan
memberikan informasi mengenai aplikasi yang mungkin.
c. Pemilihan material
Langkah peretama yang perlu diperhatikan sebelum
mendisain konstruksi jembatan, pabrik, automobil dan sebagainya,
kita harus dapat mentukan material- material mana yang sebaikya
digunakan dari sekian banyak jenis material yang ada. Oleh karena
itu pemilihan maerial merupakan faktor yang sangat menentukan
dalam keberhasilan suatu konstruksi cara yang terbaik dalam
pemilihan material disamping berpedoman pada spesifikasi dari
produsen, kita perlu jugamelakukan evaluasi dari spesifikasinya
melalui pengujuan- pengujian, sehingga kita dapat mrnentukan
material secara tepat yang diinginkan . Salah satu yang hrus
dipertimbangkan juga dalam pemilihan material adalah kecocokan
dari material-material berbeda jenis, yang akan dihubungkan secara
5
langsung dalam suatu konstruksi. Pengujian-,pengujian untuk
pemilihan material harus dilakukan sesuai yang berhubungan dengan
penggunaan akhir dari material itu sendiri dan waktunya harus relatip
tidak lama sehingga tidak menggangu perencanaan konstruksi.
d. Kontrol kualitas
Pada umumnya kontrol kwalitas merupakan pengujian rutin
bagi produsen untuk memeriksa kwalitas baru sejumlah produk yang
dianggar dapat mewakili dari variasi-variasi prodiksi. Pengujuan ini
bisa tidak berhubungan langsung dengan pelayanan yang diharapkan
tapi kadang- kadang dihubungkan dalam spesifikasi sebagai
pengujuan pendukung. Kontrol kwalitas juga diperlukan bagi
pemakai setelah melakukan pemilihan material, untuk mengetahui
apakah kwalita dari marial yang telah diproduksi sama seperti yang
dispesifikasikan. Dalam beberapa hal pengujian periodic diperlukan
untuk menentukan perubahan dalam agresivitas dari lingkungan
dikarenakan perubahan operasi temperature, proses bahan baku,
konsentrasi larutatan atau perubahan lainnya yang sering di anggap
remeh dari segi korosi oleh personil operasi.
Pengujian korosi untuk kualitas merupakan cara untuk
menyakinkan kita bahwa material yang dibuat/ dibeli / dipilih benar-
benar memiliki kualitas yang sama dan memenuhi spesifikasi yang
seperti diharapkan. Pengujian kontrol kualitas dilakukan dalam
laboratorium dan waktunya harus relatif cepat untuk menghindari
penundaan pengiriman / pelaksanaan.
e. Pemeliharaa
Pengujian korosi adalah penting dalam pemeliharaaan
konstruksi dan peralataan yang sedang / masih dalam operasi.
Pengujian secara periodic dalam pemeliharaan bisa menentukan
apakah konstruksi / peralatan tersebut masih memenuhi persyaratan
disain dan pengujiannya dapat dilakukan di laboratorium melalui
pemotongan spesimen atau dilapangan melalui pengeksposan benda
6
uji / pemantauan konstruksi atau peralatan tersebut pada kondisi
operasi. Pengujian ini juga menghasilkan informasi praktis untuk
pemilihan material yang mungkin dapat diaplikasikan pada
konstruksi yang akan datang.
f. Analisa kerusakan
Analisa kerusakan juga merupakan bagian dari pengujian
korosi. Kerusakan-kerusakan yang terjadi apakah disebabkan darri
kesalahan-kesalahan seperti disain, aplikasi, kondisi operasi,
lingkungan atau juga disebabkan metoda dan material yang kurang
sesuai dengan fungsinya.
Analisa kerusakan dilakukan pada baagian yang gagal
melalui pemeriksaan kerusakan tersebut dan pengujian-pengujian
untuk menentukan penyebabnya atau mungkin juga cara
penanggulangannya.
Prosedur pemeriksaan kerusakan pada bagian yang gagal
biasanya melibatkan :
- pengamatan secara visual / mikroskopik / makroskopik.
- analisa komposisi kimia ; metal, produk korosi dan bahan-bahan
asing lainnya.
- kronologis dari material logam tersebut dan kondisi operasinya
kadang- kadang diperlukan.
Teknik trouble- shooting ini adalah penting karena akan
mendapatkan informasi mengenai penampilan dari suatu material
pada kondisi operasi yang sebenarnya.
3. PENGADAAN BAHAN UJI
Tahap pertama yang harus dilakukan dalam pengujian korosi adalah
pengadaan bahan uji. Dalam beberapa hal, seperti pada pengujian untuk
control kualitas ataau analisa kerusakan, jenis dan jumlah bahan yang
akan diuji harus ditentukan terlebih dahulu. Dalam hal lainnya, kebebasan
memilih bahan uji lebih luas. Untuk menghindari keraguan dan
7
meningkatkan kepercayaan dari pengujian, sebagian besar laboratorium,
perusahaan menyimpan persediaan material untuk keperluan pengujian
korosi. Material-material logam atau paduan komersial yang diperlukan
untuk pengujian, sebaiknya diperoleh dari pabrik yang mewakili produksi
dalam jumlah yang cukup besar da benda-benda uji dibuat dari material-
material tersebut. Persediaan bahan dan benda uji segera diidentifikasi
dengan nomor referensi. Kronologis pabrikasi material uji yang
mencakup tahapan pabrikasi bersamaan dengan analisa komposisi logam
yang tepat diperlukan; paling tidak, material-material harus sebagai mana
adanya dalam batas komposisi yang dispesifikasikan dan memenjuhi
persyaratan kekuatan / kekerasan yang dijamin melalui proses
“tempering”. Pemeriksaan mikroskopik juga mungkin diperlukan untuk
menjamin bahwa material ada dalam kondisi metalurgis yang cocok.
Informasi-informasi dasar tersebut dapat menghindarkan kemungkinan-
kemungkinan kesalahan dan evaluasi sebagai akibat komposisi yang salah
atau proses “tempering” yang tidak cocok.
Jika informasi yang lengkap pada material-material non standar tidak
diketahui, data yang diperoleh dalam praktek kemungkinan tidak
bermanfaat. Hal ini mungkin secara praktis tidak ekonomis untuk merakit
dan menggunakan logam non standar dalam peralatan produksi. Dalam
menghadapi hal semacam ini, sebelum mengedarkan ke pasaran, harus
dilakukan evaluasi beberapa kali menggunakan benda-benda uji dari
sejumlah material yang cukup besar yang dianggap mewakili dari variasi
produksi. Evaluasi dari beberapa kelompok produksi diperlukan, karena
sering terjadi bahwa hasil-hasil pengujian dari satu kelompok produksi
material tidak reproducible pda kelompok produksi material lainnya.
Pertimbangan lainnya yang perlu diperhatikan adalah bentuk logam
yang akan diuji. Logam dan paduan yang tersedia dalam bentuk tempa
dan cetakan, kedua bentuk ini tidak dapat dipertukarkan dalam pengujian.
Bermacam cara pencetakan (seperti dies casting, permanent mold dan
sand mold) dan pengerjaan (seperti drawing, extruding, forging dan
8
rolling) akan mempengaruhi struktur butiran dan homogenitas yang mana
akan mempengaruhi juga terhadap daya tahan korosi. Logam yang
disediakan untuk pengujian sedapat mungkin harus mirip dengan tipe
yang akan digunakan dalam produk akhir. Dalam tipe tertentu dari
pengujian korosi, seperti pengujian terhadap kecocokan dengan larutan-
larutan zat kimia atau evaluasi terhadap lapisan protektif, pertimbangan
struktur butiran mungkin tidak kritis. Dalam hal demikian, batangan
logam hasil dari pencetakan atau lembaran logam hasil pengerolan sangat
umum digunakan untuk pengujian karena mudah diperoleh dan
dipabrikasi menjadi benda uji. Jika konstrruksi / peralatan terbuat dari
hasil bahan cetakan, benda uji yang diperlukan untuk pengujian harus dari
bahan cetakan tersebut. Demikian halnya bila konstruksi / peralatan
terbuat dari hasil bahan tempaam atau bahan pengerolan, benda uji dari
bahan hasil pengerolan harus digunakan. Hal-hal yang perlu diperhatikan
bilamana menggunakan benda uji dari hasil pengerolan adalah
perbandingan antara area yang di rol dengan area pinggiran hasil dari
pemotongan harus besar. Dari hasil eksperimen telah menunjukkan
bahwa bagian pinggir dari hasil pemotongan bisa terkorosi dua kali lebih
cepat dibandingkan dengan permukaan yang di rol. Hal ini akan
mengakibatkan kesalahan dalam evaluasi.
4. PEMBUATAN BENDA UJI
Setelah terpilih dan tersedianya bahan uji, tahap berikutnya adalah
pembuatan benda uji, pertimbangan-pertimbangan berikut yang perlu
diperhatikan :
a. Ukuran dan bentuk benda uji
Ukuran dan bentuk benda uji sangat bervariasi, dan akan terbatas
dengan bahan yang akan diuji dan lingkungan uji, disamping itu juga
harus disesuaikan dengan jenis dan metode pengujian.
b. Kecocokan terhadap metoda evaluasi
9
Jenis benda uji yang digunakan harus mudah dievaluasi. Jika
beberapa karakteristik akan dievaluasi, mungkin diperlukan lebih dari
satu jenis benda uji.
c. Pemeriksaan visual
Pemeriksaan visual benda uji harus dilakukan dalam semua pengujian
korosi. Bila penampilan dari produk akhir adalah penting, seperti
untuk dekoratif atau aplikasi arsitek, maka permukaan yang cukup
luas harus digunakan untuk memungkinkan penilaian yang dapat
dipertanggung jawabkan, seandainya korosi tidak merata. Benda uji
yang relatip kecil dapat memberikan penilaian yang keliru.
d. Kedalaman serangan korosi
Benda uji yang digunakan untuk mengevaluasi korosi melalui
pengukuran kedalaman serangan korosi harus cukup tebal sehingga
benda uji tersebut tidak dilubangi oleh korosi. Selain dari
pertimbangan ketebalan benda uji, tidak ada ukuran atau bentuk
khusus yang diperlukan tetapi ukuran dan luas dari benda uji akan
menentukan jumlah lingkungan uji yang diperlukan (setiap 1 cm2 luas
permukaan benda uji yang diuji membutuhkan larutan uji sebanyak 40
cm3 ASTM G-7 ). Disamping itu, benda uji harus cukup besar atau
jumlah yang cukup dari benda-benda uji kecil harus diekspos untuk
memasukkan semua penilaian yang penting dari variable metalurgis
dan manufacturing.
e. Pengurangan atau penambahan berat
Pengukuran perubahan berat juga tidak memerlukan suatu ukuran
atau bentuk benda uji tertentu tetapi perbandingan luas dengan
volume lingkungan uji ( A/V ) digunakan untuk sensitifitas.Biasanya
bentuk segi empat, digunakan untuk memudahkan pengukuran luas
permukaan, yang ikut serta dalam formula untuk menghitung laju
korosi.
Ukuran benda uji yang kecil lebih disukai karena lebih akurat dalam
penimbangan dan pengukuran dimensi, khususnya untuk pengujian
10
dengan waktu yang relatip singkat atau bilamana laju korosinya
rendah. Dalam praktek, penggunaan suatu ukuran dari bentuk yang
standar untuk semua benda uji dalam serangkaian pengujian yang
dilakukan, agar supaya luas permukaan yang diekspos sama dan
derajat akurasi yang sama dalam pengukuran dan perhitungan. Benda
uji standar yang sering digunakan dalam standar ASTM adalah 4 x 20
cm dan tebal 1,5 mm.
f. Penurunan dalam sifat-sifat tensil
Jika pengaruh korosi terhadap penurunan sifat-sifat tensil pada
logam / paduannya dievaluasi, prosedur yang terbaik dengan
menggunakan salah satu benda uji dari standar ASTM. Dalam hal ini,
benda uji dapat di preparasi secara lengkap sebelum pengeksposan
atau dapat di preparasi di panel yang terkorosi setelah pengujian
korosi berakhir.
Benda uji yang dipreparasi sebelum pengeksposan akan memberikan
indikasi dini dari pengaruh korosi, tetapi indikasi derajat penurunan
dalam sifat tensil, khususnya “elongation” biasanya sangat tinggi
dikarenakan dari pengaruh takikan yang dihasilkan oleh korosi pada
bagian pinggir benda uji. Penilaian yang lebih realities dari penurunan
kekuatan dan elongation dapat diperoleh melalui preparasi benda uji
dari panel uji yang terkorosi dan dalam cara ini akan menghindari
pengaruh korosi pada bagian pinggir.
g. Pengujan korosi tegang
Pemilihan benda uji untuk pengujian korosi tegang adalah kompleks
tetapi terutama tergantung pada kemampuan untuk menerima dan
mempertahanjan tegangan yang besarnya diketahui dan untuk
menerima tegangan ini secara uniform dalam arah metalurgis yang
spesifik.
h. Korositifitas dari lingkungan uji
Faktor kedua yang perlu dipertimbangkan dalam melakukan
pengujian korosi dari suatu benda uji adalah korositifitas lingkungan
11
uji. Waktu pengujian yang singkat dan benda uji yang tebal
diperlukan bila kondisi pengujian sangat korosif. Sebaliknya, bila
kondisi pengujian tidak korosif maka benda uji yang tipis dan kecil
diperlukan.
i. Kecocokan dengan pengujian lainnya
Faktor-faktor selain dari logam dan lingkungan yang akan dinilai, kita
harus yakin bahwa benda uji cocok dengan tujuan pengujian yang
khusus. Misalnya lapis linding cat atau lapis lindung logam akan
dievaluasi, bagian pinggir dan sudut dari benda uji harus ditumpulkan
sebelum pelapisan. Lapisan-lapisan yang tipis pada bagian pinggir /
sudut yang tajam dan ini merupakan titik lemah yang tidak realistic
untuk permulaan korosi. Jika proteksi katodik akan dievaluasi,
perbandingan ukuran katoda / anoda dan geometrinya harus diketahui
dan dikontrol.
5. PREPARASI BENDA UJI
Idealnya pemukaan dari benda uji harus identik dengan permukaan
peralatan sebenarnya yang akan digunakan di pabrik. Akan tetapi, ini
umumnya tidak mugkin karena permukaan dari logam dan paduan
komersil bervariasi selama diproduksi dan dipabrikasi.
Derajat kerak / jumlah oksidda pada peralatan dan jugaa kondisi darri
kontaminasi lainnya pada permukaan bervariasi. Dikarrenakan situasi ini
dan karena penentuan dari ketahanan korosi dari logam / paduan itu
sendiri merupakan kepentingan utama dalam kebanyakan hal, permukaan
logam yang bersih umumnya digunakan. Standar kondisi permukaan
diperlukan untuk memudahkan perbandingan dengan hasil dari yang
lainnya. Permukaan akhir yang umum digunakan adalaah dihasilkaan
melalui pemolesan dengan kertas ampelas nomor 120, pemukaan akhir
hasil pemolesan dengan kertas ampelas nomor 120 tidak halus dan juga
tidak kasar. Sebelum perlakuan, permesinan, penggerindaan atau
pemolesan dengan kertas abrasf yang kasar mungkin diperlukan jika
pemukaan benda uji sangat kasar atau mengandung kerak yang hebat.
12
Semua operasi diatas harus dilakukan sedemikian agar supaaya panas
berlebih akibat operasi dapat dihindarkan. Kertas ampelas yang bersih
harus digunakan untuk menghindari kontaminasi pada permukaan
logam, khususnya bilamana logam-logam yang berlainan jenis akan
dipoles. Misalkan kertas ampelas yang digunakan untuk pemolesan baja
harus tidak digunakan untuk pemolesan logam tembaga atau sebaliknya.
Partikel-partikel dari salah satu logam akan menempel dalam permukaan
logam yang jenisnya berbeda dan menyebabkan hasil pengujian yang
salah. Permukaan akhir yang lebih halus mungkin diperlikan dalam
keadaan tertentu bilamana laju korosi yang sangat rendah dihaaarapkan.
Seringkali benda uji dibuat melalui pemotongan dari pelat tipis, bagian
pinggir harus diraatakan untuk memudahkan pemolesan.
Setelaah preparasi permukaan, benda uji harus diukur dengan teliti untuk
menghitung luas permukannya,karena luas permukaan tercakup dalam
formula perhitungan laju korosi dan tegangan. Setelah pengukuran
dimensi, benda uji harus dibersihkan dari lemak /minyak dalam larutan
yang sesuai sepertiaceton, kemudian dikeringkan dan ditimbang. Benda
ujui harus segera di ekspos kelingkungan uji atau disimpan dalam
disikator, khususnya jika benda uji tersebut tidak takan korosi terhadap
atmosferik. Pengukuran dimensi dan penimbangan benda uji diperlukan
untuk pengujian korosi yang tertentu.
6. BENDA UJI REPLIKAT
Sejumlah tertentu dari “data seater” tidak dapat dihindarkan dalam suatu
prosedur pengujian dan jumlahnya tergantung pada :
- keseragaman material yang diuji
- ketelitian dalam preparasi benda uji
- kestabilan kondisi pengujian
Semua faktor ini mempengaruhi ketelitian dalam pengujian korosi. Oleh
kaarena itu prosedur pengujian yang baik akan diperlengkapi beberapa
metode “cross comparison” atau “double checking” untuk mengeliminasi
13
kemungkinan dari kesimpulan yang kurang tepat berdasarkan pada hasil
tunggal.
7. IDENTIFIKASI BENDA UJI
Dalam suatu metode pengujian korosi yang memerlukan banyak benda
uji, lokasi atau parameter pengujian maka identifikasi benda uji adalah
sangat penting, terutama sekali bila pengujian tersebut melibatkan banyak
orang atau membutuhkan waktu yang lama. Identifikasi yang baik
dilakukan dalam pengujian korosi melalui penandaan pada benda-benda
uji dan pencatatan pada lembar data pengujian, yang dimaksud untuk
menghindari kekeliruan pengambilan data dari hasil pengujian,karena ini
secara langsung dapat menimbulkan masalah untuk mengevaluasi data
dan kesimpulan.
Penandaan benda-benda uji yang belainan jenisnya dapat dilakukan
dengan memberikan urutan objek alphabet, sedangkan untuk benda-benda
uji yang sama jenisnya dengan menggunakan nomor yang berurutan atau
sebaliknya. Penandaan untuk identifikasi dapat distempel langsung pada
benda-bendda uji atau sebagai alternatif dapat dibubuhkan etiket
sedemikian rupa sehingga tidak menggu pengujian korosi. Cara-cara
penandaan yang lainnya dapat digunakan, asalkan tanda-tanda tersebut
harus dipahami oleh kita atau kelompok kerja dan harus berpegang pada
prinsup-prinsip di atas.
8. PENATAAN BENDA UJI
Hal yang harus diperhatikan juga sebelum berlangsungnya pengujian
korosi adalah penataan benda uji. Penataan benda uji sangat bervaariasi,
yang mana tergantung diantaranya pada jenis dan metode pengujian,
wadah, volume larutan, serta bentuk, ukuran, jenis dan jumlah benda uji.
Penataan benda uji disamping harus mengikuti standar pengujian yang
ada / harus disesuaikan dengan kondisi aplikasi yang sebenarnya,
disamping itu harus dilakukan dengan hati-hati dan teliti. Karena itu
secara langsung dapat mempengaruhi hasil pengujian yang tidak
14
reproducible, sehingga akan menyulitkan kita untuk mengevaluasi atau
mengambil kesimpulan dari data hasil pengujian yang “scetter”.
Pertimbangan-pertimbangan yang penting dalam penataan benda uji pada
pengujian korosi yang terdiri dari 2 benda uji atau lebih sebagai berikut :
Benda-benda uji harus terisolasi atau sama lainnya dan daaaaari
kontak langsung dengan rangka yang terbuat dari logam.
Benda-benda uji haarus diatur sedemikian rupa sehingga produk
korosi dari satu benda uji tidak mengotori terhadap benda uji yang
lainnya.
Lingkungan korosinya harus secara merata dapat kontak dengan
benda-benda uji.
Dalam pengujian korosi dengan metode penceelupan :
Benda –benda uji yang satu jenis boleh ditempatkan secara bersama-
sama, dalam satu wadah, asalkan volume medium korosif cukup untuk
menjaga sifat-sifat asalnya selama pengujian.
Benda-benda uji yang berlainan jenisnya tidak boleh ditempatkan
secara bersama-sama dalam satu wadah, karena produk korosi / benda uji
yang satunya dapat mempengaruhi terhadap benda uji yang lainnya,
kecuali untuk pengujian pengaruh korosi secara galvanis.
Rangka haaarus tidak boleh rusa selama pengujian.
Benda uji harus ditempatkan sebaik-baiknya jika pengaruh
pencelupan seluruh, sebagian atau fase uap akan dievaluasi.
9. WAKTU PENGUJIAN
Pemilihan waktu dan jumlah periode pengeksposan yang tepat adalah
penting dan kesalahan hasil pengujian mungkin terjadi jika faktor-faktor
ini tidak dipertimbangkan. Paling sedikit 2 periode harus digunakan.
Prosedur ini memberikan informasi pada perubahan laju kiorosi dengan
waktu dan bisa mengetahui kesalahan penimbangan. Laju korosi bisa
meningkat, menurun atau tetap konstan dengan waktu.Seringkali laju
penyerangan korosi pada permulaan adalah tinggi dan kemudian
menurun. Prosedur pengujian korosi dalam laboratorium yang sangast
15
luas digunakan terdiri dari 5 [perioda dan setiap perioda 48 janm dengan
larutan segar untuk setiap perioda. Kaidah yang dapat digunakan
berkenaan dengan waktu minimum pengujian adalah dengan fomula
sebagai berikut :
Lama waktu pengujian (jam) =
Formula ini didasarkan pad akaidah umum bahwa semakin rendah laju
korosi semakin lama waktui pengujian. Pengujian laboratorium terhadap
laju korosi logam dalam media larutan dapat dilakukan dengan cara
konvensional melalui pengurangan berat logam setelah di ekspos dan cara
elektro kimia melalui polarisasillogam dengan menggunakan
alatpotensiostat. Pengujian laju korosi logam dengan cara konvensional
memerlukan waktu yang relative lama, sedangkan dengan cara
elektrokimia waktu yang diperlukan relatip singkat.
10. PLANNED – INTERVAL TEST
Wachter dan Treseder memberikan suatu prosedur yang sangat baik untuk
mengevaluasi pengaruh waktu pada korosi logam dan juga pada
korositifitas lingkungan dalam pengujian laboratorium, perncanaan ini
disebul panned – interval test. Pengujian ini tidak hannya melibatkan
pengumpulan pengaruh korosi pada beberpa waktu dibawah kondisi yang
diberikan tetapi jiga laju korosi awal dari logam baru, laju korosi dari
metal setelah di ekspos lama dan laju korosi awal dari logam baru selama
periode yang sama dari waktu yang terakir dapat diakumulasi.
Laju korosi dalam satuan interval waktu ditunjukkan dalam diagram tabel
1.
Satuan Interval waktu yang sering dilakukan selama satu hari, kemudian
diperpanjang pada perioda beberapa hari. Dalam planned – interval test
sebaiknya mempunyai benda uji duplikat untuk setiap interval dan
perpanjangan waktu pengujian dilakukan dengan penambahan benda uji
dan jarak interval yang sama.
16
11. PEMBERSIHAN BENDA UJI SETELAH PENGEKSPOSAN
Ini merupakan salah satu tahap yang sangat penting dalam pengujian
korosi dan prosedur pembersihan yang tepat harus dilakukan.
Pemeriksaan visual / fotocgrafin benda uji sebelum dan sesudah
pembersihan harus dilakukan. Dalam banyak hal, pengamatan visual dari
benda uji setelah pengeksposan memberikan informasi yang berguna
mengenai penyebab atau mekanisme korosi yang dilibatkan, misalnya
deposit dapat menyebabkan sumuran dari logam. Perubahan dalam berat
dari benda uji sangat sering digunakan untuk kalkulasi dari laju korosi.
Oleh karena itu penghilangan produk korosi yang sempurna atau kurang
sempurna secara langsung merefleksikan laju korosi. Metode
pembersihan benda uji yang umum dilakukan menggunakan zat kimia.
B. PENGUKURAN LAJU KOROSI
Laju korosi adalah kecepatan rambatan atau kecepatan penurunan kualitas bahan
terhadap waktu.
1. Metode kehilangan berat
Metode kehilangan berat adalah perhitungan laju korosi dengan mengukur
kekurangan berat akibat korosi yang terjadi. Metode ini menggunakan jangka
waktu penelitian hingga mendapatkan jumlah kehilangan akibat korosi yang
terjadi. Untuk mendapatkan jumlah kehilangan berat akibat korosi digunakan
rumus sebagai berikut:
17
Metode ini adalah mengukur kembali berat awal dari benda uji (objek yang ingin
diketahui laju korosi yang terjadi padanya), kekurangan berat dari pada berat
awal merupakan nilai kehilangan berat. Kekurangan berat dikembalikan kedalam
rumus untuk mendapatkan laju kehilangan beratnya.
Metode ini bila dijalankan dengan waktu yang lama dan suistinable dapat
dijadikan acuan terhadap kondisi tempat objek diletakkan (dapat diketahui
seberapa korosif daerah tersebut) juga dapat dijadikan referensi untuk
treatment yang harus diterapkan pada daerah dan kondisi tempat objek
tersebut.
Contoh perhitungan laju korosi dengan metode Weight Loss :
Spesimen baja karbon rendah dengan ukuran 0,2 x 0,1 x 0,03 m dipaparkan pada
lingkungan industri kimia. Dalam waktu 1 minggu, setelah dilakukan produk
korosinya dihilangkan, ternyata berat spesimen berkurang sebanyak 0,0006 kg.
Hitunglah laju korosi dari spesimen tersebut ?
Penyelesaian :
1. Dik : Dimensi spesimen baja karbon rendah = 0,2 x 0,1 x 0,03 m
Ekposur time = 1 minggu = 168 jam
18
Weight loss = 0,0006 kg = 0,6 gram
Densitas baja karbon = 7,86 g/cm3
2. Metode Elektrokimia
Metode elektrokimia adalah metode mengukur laju korosi dengan mengukur
beda potensial objek hingga didapat laju korosi yang terjadi, metode ini
mengukur laju korosi pada saat diukur saja dimana memperkirakan laju tersebut
dengan waktu yang panjang (memperkirakan walaupun hasil yang terjadi antara
satu waktu dengan eaktu lainnya berbeda). Kelemahan metode ini adalah tidak
dapat menggambarkan secara pasti laju korosi yang terjadi secara akurat karena
hanya dapat mengukur laju korosi hanya pada waktu tertentu saja, hingga
secara umur pemakaian maupun kondisi untuk dapat ditreatmen tidak dapat
diketahui. Kelebihan metode ini adalah kita langsung dapat mengetahui laju
korosi pada saat di ukur, hingga waktu pengukuran tidak memakan waktu yang
lama.
Metode elektrokimia ini meggunakan rumus yang didasari pada Hukum
Faraday yaitu menggunakan rumus sebagai berikut :
19
Metode ini menggunakan pembanding dengan meletakkan salah satu material
dengan sifat korosif yang sangat baik dengan bahan yang akan diuji hingga beda
potensial yang terjadi dapat diperhatikan dengan adanya pembanding tersebut.
Berikut merupakan gambar metode yang dilakukan untuk mendapatkan hasil pada
penelitian laju korosi dengan metode elektrokimia yang diuraikan diatas.
3. Polarization (Polarisasi)
Polarisasi adalah salah satu bentuk reaksi korosi yang merupakan
penyebab timbulnya karat pada kerusakan logam. Dalam konteks korosi,
polarisasi mengacu pada pergeseran potensial dari potensial rangkaian
terbuka (potensial korosi bebas) dari sistem korosi. Jika pergeseran
potensial dalam arah "positif" (atas Ecorr), hal itu disebut "polarisasi
anodik". Jika pergeseran potensial dalam arah "negatif" (bawah Ecorr), hal
itu disebut "polarisasi katodik".
Untuk semua logam dan paduan dalam lingkungan basah, polarisasi
katodik selalu mengurangi laju korosi. Proteksi katodik pada dasarnya
penerapan polarisasi katodik ke sistem korosi. Untuk sistem non-pasif
(misalnya baja dalam air laut), polarisasi anodik selalu meningkatkan laju
korosi. Untuk sistem yang menunjukkan transisi aktif ke pasif, polarisasi
anodik akan meningkatkan laju korosi pada awalnya dan kemudian
menyebabkan penurunan drastis laju korosi. Perlindungan anodik dasarnya
penerapan polarisasi anodik ke sistem korosi. Polarisasi ada 2 macam
yakni polarisasi aktivasi dan konsentrasi polarisasi.
a. Polarisasi aktivasi
20
Proses elektrokimia yang dikontrol oleh reaksi berurutan pada
permukaan metal-electrolite. Polarisasi aktivasi mengacu pada proses
elektrokimia yang dikendalikan oleh urutan reaksi pada antarmuka
logam-elektrolit. Ini mudah diilustrasikan dengan mempertimbangkan
reaksi hidrogen-evolusi pada seng selama korosi dalam larutan asam.
Gambar 2-5 menunjukkan secara skematik beberapa langkah yang
mungkin dalam pengurangan hidrogen pada permukaan seng. Langkah
ini juga dapat diterapkan pada pengurangan af spesies apapun pada
permukaan logam. Spesies pertama harus diserap atau menempel ke
permukaan sebelum reaksi dapat berjalan sesuai dengan langkah 1.
mengikuti , transfer elektron (langkah 2) harus terjadi, menghasilkan
penurunan spesies. Seperti yang ditunjukkan pada langkah 3 , dua
atom hidrogen menggabungkan untuk dari gelembung gas hidrogen
(langkah 4). Kecepatan pengurangan ion hidrogen akan dikendalikan
oleh paling lambat langkah-langkah ini. Ini adalah gambaran yang
sangat sederhana dari pengurangan hidrogen, banyak mekanisme telah
diusulkan, yang sebagian besar adalah jauh lebih kompleks daripada
yang ditunjukkan dalam Gambar. 2-5.
b. Polarisasi konsentrasi
Proses elektrokimia yang di kontrol oleh proses difusi elektrolit.
21
Polarisasi konsentrasi mengacu pada reaksi elektrokimia yang
dikendalikan oleh difusi dalam elektrolit. ini diilustrasikan dalam
gambar 2-6 untuk kasus evolusi hidrogen. di sini, jumlah ion hidrogen
dalam larutan cukup kecil, dan tingkat reduksi dikendalikan oleh difusi
ion hidrogen pada permukaan logam. dicatat bahwa dalam hal ini
pengurangan tingkat dikendalikan oleh proses yang terjadi dalam
solusi massal daripada di permukaan logam. polarisasi aktivasi
biasanya adalah faktor pengendalian selama korosi dalam media yang
mengandung konsentrasi tinggi spesies yang aktif (misalnya, asam
pekat). polarisasi konsentrasi umumnya mendominasi ketika
konsentrasi spesies direduksi kecil (misalnya, asam encer, larutan
garam soda). dalam kebanyakan kasus polarisasi konsentrasi selama
pembubaran logam biasanya kecil dan dapat diabaikan, melainkan
hanya penting selama reaksi reduksi.
Pentingnya membedakan antara polarisasi aktivasi dan polarisasi
konsentrasi tidak bisa terlalu ditekankan. tergantung pada apa kinf
polarisasi mengendalikan reaksi reduksi, variabel enviromental
menghasilkan efek yang berbeda. misalnya, setiap perubahan dalam
sistem yang meningkatkan laju difusi akan mengurangi efek polarisasi
konsentrasi dan karenanya meningkatkan laju reaksi. dengan demikian,
meningkatkan kecepatan atau agitasi dari medium korosif akan
meningkatkan tingkat hanya jika proses katodik dikendalikan oleh
polarisasi konsentrasi. jika kedua reaksi anoda dan katoda
dikendalikan oleh polarisasi aktivasi, agitasi tidak akan berpengaruh
terhadap laju korosi.
22
4. Tegangan Sisa dan Distorsi
Selama pengelasan, logam las dan logam induk mengalami siklus thermal
berupa pemanas dan pendinginan. Siklus thermal ini menyebabkan
terjadinya tegangan dan regangan yang selanjutnya mengakibatkan adanya
tegangan sisa (residual stress) dan distorsi (distorsion). Tegangan sisa bias
menyebabkan penggentasan, berkurangnya ketahanan lelah, menurunnya
kekuatan las dan ketahanan korosi.
Tegangan sisa adalah tegangan yang bekerja pada bahan setelah
semua gaya-gaya luar yang bekerja pada bahan tersebut dihilangkan.
Penyebab terjadinya tegangan sisa:
1. Tegangan sisa sebagai akibat dari tegangan thermal seperti pada
pengelasan dan perlakukan panas
2. Tegangan sisa yang disebabkan karena transformasi fasa(seperti baja
karbon)
3. Tegangan sisa karena deformasi plastisyang tidak merata yang
disebabkan gaya-gaya mekanis seperti pada pengerjaan dingin selama
pengerolan, penempaan, pembentukan logam atau pekerjaan lain yang
dilakukan dengan mesin
Sifat-sifat tegangan sisa :
1. Tegangan sisa sangat tinggi biasanya terjadi di daerah las dan daerah
HAZ
2. Teganga sisa maksimum biasanya sampai tegangan luluh (yield stress)
3. Pada bahan yang mengalami transformasi fasa minsalkan baja karbon
rendah, tegangan sisa mungkin berfariasi pada permukaan dan bagian
dalam dari logam induk.
Pengaruh tegangan sisa :
1. Tegangan sisa yang disebabkan oleh proses pengelasn dapat
mempengaruhi sifat-sifat mekanis struktur las seperti patah getas,
kelelahan, dan retak karena kombinasi tegangan dan korosi.
2. Pengaruh tegangan sisa menurub jika tegangan yang bekerja pada bahan
meningkat.
23
3. Pengaruh tegangan sisa pada struktur las bias diabaikan jika tegangan
yang bekerja pada struktur tersebut melebihi tegangan luluhnya
4. Pengaruh tegangan sisa menurun setelah pembenan berulang.
Pengukuran tegangan sisa
Metode yang dilakukan mengukur tegangan sisa :
1. Metode pemotongan (Sectioning technique)
Tegangan sisa diukur dengan menggunakan strain gauge yang bekerja
berdasarkan perubahan tahanan listrik.
2. Metode pengeboran (hole drilling technique)
Strain gauge disusun dengan posisi sudut 0o, 45o, dan 900 dan kemudian
dibuat lobang ditengahnya. Adanya regangan saat pengeboran akan
terukur oleh strain gauge. Regangan ini berasal dari pembebasan tegangan
sisa.
3. Metode sinar X
Prinsip kerja pengkuran sinar X berdasarkan sifat tegangan sisa yang dapat
mempengaruhi struktur kristal. Jika sinar x mengenai bahan maka
sebagian dari sinar tersebut mengalami difraksi dan membentuk pola-pola
lingkaran yang bias dilihat pada film
Usaha dalam mengurangi tegangan sisa, ada dua metode untuk
menguranginya, yaitu:
1. Pengurangan tegangan sisa sebelum dan selama pengelasan
a. Ketelitian ukuran
Ukuran bagian yang akan dilas teliti sehingga tidak memerlukan
pengerjaan lagi pada proses fabriksi yang berarti mengurangi tegangan sisa
b. Alur (groove)
Jika sambungan tumpul (butt joint),lebar alur dibuat sesempit mungkin
untuk mencegah terjadinya masukan panas yang tinggi. Dengan demikian
lebar daerah yang terkena panas tidak meluas sehingga mengurangi
tegangan sisa .
c. Las lapis banyak
24
Jika plat yang dilas cukup tebal, maka pengelasan dilakukan berulang-
ulang.
d. Urutan pengelasan
Tegangan sisa bias dikurangi dengan memperhatikan urutan pengelasan
yang tepat
2. Pengurangan tegangan sisa setelah pengelasan
Pembebasan tegangan sisa setelah pengelasan biasanya mengunakan cara
annealing . Disamping mengurangi tegangan sisa, prose annealing juga
memperbaiki struktur micro dan menghindari terjadinya distorsi dan retak.
Proses annealing dilakukan dengan cara memanaskan bahan pada suhu
recristalisasi yaitu 0,5 TM (suhu cair logam). Untuk baja karbon rendah
suhu reckristalisasi = 450<700>tr)Penyusutan tegak lurus ( Plat dengan
sambungan tumpul (butt joint).
Sambungan pakai alur (groove)
ut = factor kekakuan tranverse) harga 0,75 ÷ 0,85
alpa t = diffusivity = k /(phic) ……………k = Konduktifitas panas
h = tebal plat, l = lebar plat
Penyusutan longitudinal dan lengkung (Dl)
mt = factor kekakuan longitudinal = 0,335
A = Luas penampang plat
l = lebar plat
v = Kecepatan pengelasan
q = hEI
Besar gaya penyusutan (Fs) =
Ø Distorsi sudut biasanya terjadi pada sambungan tumpul (butt joint),
tupang (lap joint), T joint, corner joint
25