Rekayasa Bahan: Macam Korosi dan Pencegahan Korosi

Resume Pencegahan Korosi

Terdapat berbagai macam jenis korosi yang dapat terjadi pada logam, yaitu:

1.      Korosi Galvanik

-->    terjadi secara elektrokimiawi ketika dua logam tersebut memiliki potensial berbeda

2.      Korosi Celah & Sumuran

korosi celah: diakibatkan oleh perbedaan konsentrasi zat asam karena celah sempit terisi oleh air dengan pH rendah

korosi sumuran: diakibatkan karena serangan korosi yang intensif pada area setempat yang kecil pada lingkungan korosif

3.      Korosi Erosi, Kavitasi, dan Fretting

korosi erosi: karena penipisan atau pengikisan lapisan logam oleh gesekan kecepatan aliran fluida

korosi kavitasi: karena penipisan atau pengikisan lapisan logam akibat pecahnya gelembung air/uap air karena perubahan tekanan

korosi fretting: karena penipisan atau pengikisan lapisan logam akibat gesekan dari pembebanan

4.      Korosi Tegangan Retak

-->    terjadi pada logam yang mengalami tegangan tarik pada lingkungan korosif

5.      Korosi Mikrobiologi

-->    akibat mikroorganisme seperti bakteri dan jamur.

Berbagai macam korosi yang dapat terjadi pada logam seringkali merugikan karena mengurangi kekuatan logam tersebut, sehingga korosi-korosi tersebut perlu dihindari atau dicegah. berikut adalah cara pencegahan korosi dari masing-masing jenis korosi tersebut diatas.

1.      Korosi Galvanik

Terdapat beberapa cara pengendalian yang dapat dilakukan untuk mengendalikan korosi galvanik diantaranya adalah sebagai berikut :

a.       Pemilihan pasangan logam dengan perbedaan potensial yang sangat kecil

b.      Menghindari penggunaan dua jenis logam yang saling berhubungan dalam suatu kontruksi

c.       Melakukan penggunaan lapis lindung, yaitu dengan melapisi logam yang ingin dilindungi dengan logam lain yang lebih mudah terkorosi

d.      Menghindari kombinasi luas penampang material dengan anoda kecil sedangkan luas penampang katoda besar, luas penampang identik

e.       Menambahkan inhibitor untuk mengurangi keagresifan lingkungan.

2.      Korosi Celah

Berikut adalah cara pengendalian yang dapat dilakukan untuk mengendalikan korosi celah:

a.       Memilih material yang tahan korosi

b.      Memberi unsur penghambat (inhibitor)

c.       Menggunakan proteksi katodik

3.      Korosi Sumuran

Berikut adalah cara pengendalian yang dapat dilakukan untuk mengendalikan korosi sumuran:

a.       Penggunaan logam tahan korosi

b.      Memperhalus permukaan

c.       Menggunaan inhibitor

4.      Korosi Erosi

Berikut adalah cara pengendalian yang dapat dilakukan untuk mengendalikan korosi erosi:

a.       Menggunakan material dengan ketahanan korosi yang baik

b.      Perancangan, penambahan diameter pipa membantu dari segi mekanika dalam hal pengurangan kecepatan dan membuat agar aliran yang terjadi adalah aliran laminar

c.       Penambahan inhibitor

d.      Coating dan cathodic protection

 

5.      Korosi Kavitasi

Berikut adalah cara pengendalian yang dapat dilakukan untuk mengendalikan korosi kavitasi:

a.       Meminimalkan terjadinya perubahan tekanan yang mengakibatkan pecahnya gelembung. Misal pada pompa dengan mengatur ketinggiannya

b.      Penggunaan bahan tahan korosi

6.      Korosi Fretting

Terdapat beberapa cara pengendalian yang dapat dilakukan untuk mengendalikan korosi fretting diantaranya adalah sebagai berikut :

a.       Pelumasan dengan oli berviskositas rendah

b.      Menaikkan harga kekerasan dari salah satu atau kedua material yang bersinggungan

c.       Menggunakan gasket untuk meredam getaran dan memindahkan oksigen pada permukaan bantal

d.      Menaikkan beban untuk mengurangi slip antara pasangan – pasangan material

e.       Menurunkan beban pada permukaan bantalan

f.        Naikkan kecepatan relatif antara bagian – bagian untuk mengurangi serangan korosi

7.      Korosi Tegangan Retak

Terdapat beberapa cara pengendalian yang dapat dilakukan untuk mengendalikan korosi tegangan retak diantaranya adalah sebagai berikut :

a.       Pemilihan material yang tahan dengan korosi tegangan retak

b.      Mengurangi tegangan kerja dan tegangan sisa dengan pendinginan

c.       Penambahan inhibitor

d.      Pelapisan logam

8.      Korosi Mikrobiologi

Pencegahan MIC dapat dilakukan dengan cara melakukan pembersihan permukaan secara mekanis berkala dan perawatan dengan antiseptik biocides untuk mengontrol populasi bakteri.

Dari berbagai pencegahan korosi yang dapat dilakukan terdapat cara pencegahan dengan proteksi katodik, pelapisan, dan penggunaan inhibitor, serta pemilihan material. Berikut akan diberikan pembahasannya masing-masing.

A. Proteksi Katodik

Proteksi katodik mengurangi laju korosi dengan polarisasi katodik dari sebuah permukaan logam yang terkorosi.

Proteksi katodik adalah sistem perlindungan permukaan logam dengan cara melakukan arus searah ke permukaan logam dan mengkonversikan semua daerah anoda logam menjadi katodik. Terdapat dua macam proteksi katodik yaitu dengan pengorbanan anoda (sacrificial anode) dan dengan arus tanding (impressed current).

Struktur logam dapat terlindung secara katodik oleh hubungan logam kedua yang disebut dengan pengorbanan anoda, yang mana memiliki potensial korosi yang lebih aktif. Semakin mulia (positif) struktur dalam pasangan galvanik, maka akan terjadi polarisasi katodik ketika metal aktif terkikis secara anodik. Pada sistem proteksi katodik dengan pengorbanan anoda, paduan yang dijadikan sebagai anoda korban akan membangkitkan arus sebagai akibat adanya perbedaan potensial dengan struktur yang dilindunginya. Jenis logam yang sering digunakan sebagai anoda korban antara lain magnesium, seng, atau aluminium.

Sistem proteksi katodik arus tanding (impressed current)memanfaatkan arus searah yang kutub positif sumber dihubungkan dengan anoda sedangkan kutub negatifnya dihubungkan dengan logam yang akan diproteksi. Proteksi katodik dengan polarisasi katodik dapat mengurangi laju reaksi setengah sel pada logam dalam suatu elektrolit dengan memberikan kelebihan elektron yang juga akan mempercepat reaksi reduksi oksigen. Logam sebagai anoda yang biasanya dipakai adalah besi cor berkadar silikon tinggi, grafit, atau aluminium.

B. Pelapisan dan Inhibitor

Pelapisan (coating) berfungsi seperti “kosmetik” yang mencegah logam mengadakan kontak langsung dengan lingkungannya yang korosif sehingga dapat melindungi logam dari korosi. Pada dasarnya pelapis dibagi menjadi dua:

a.       Physical drying: proses pengeringan secara alami

b.      Chemical curing: proses pengeringan secara kimia yang prosesnya terbagi atas reaksi dengan oksigen, reaksi antara komponen perekant serta zat pewarna dan pelarut, dan reaksi dengan karbondioksida dalam udara

Pada pelapis terdapat jenis pelapis epoksi yang merupakan jenis polimer tipe termoset. Pelapis epoksi terdiri dari dua bagian yang pertama berisikan resin epoksi, pigmen dan beberapa pelarut, dan bagian kedua adalah kopolimer agen pengeras yang dapat berupa polyamine, amine product, dan polyadine.

Inhibitor merupakan perlakuan kimia untuk perlindungan korosi pada bagian logam yang berhubungan langsung dengan lingkungan korosif dengan menambah zat penghalang korosi. Inhibitor ditambahkan dalam lingkungan dalam jumlah sedikit, yaitu dalam satuan ppm, yang umumnya 10-100 ppm. Inhibitor berasal dari kata inhibisi yang berarti menghambat. Adapun pembagian inhibitor sebagai berikut:

·        Interfasa inhibisi: interaksi inhibitor dengan permukaan logam dengan membentuk lapisan tipis

·        Intrafasa inhibisi: penurunan tingkat korosifitas lingkungan, misal pengurangan kadar O₂ dan pengaturan pH.

Jenis/mekanisme inhibitor terbagi menjadi beberapa macam, yaitu:

1.      Physical inhibitor: molekul inhibitor secara fisik teradsorbsi ke permukaan material atau senya organik yang mengabsorbi permukaan logam dan menekan kelarutan logam serta mengurangi reaksinya

2.      Passivator (anodic. Inh) : membentuk lapisan pasif pada permukaan material, sehingga memperlambat reaksi anodik, contohnya kromat, serta membantu memperbaiki lapisan film ddengan membentuk senyawa passivator.

3.      Precipitation inhibitor (cath. Inh): memperlambat reaksi katodik dengan mengubah potensial ke arah negatif, contohnya fosfat dan silikat dengan meningkatkan polarisasi anodik/katodik dan mengurangi difusi ion di permukaan logam

4.      Destimulator: menurunkan kadar O₂ pada lingkungan (oxygen scravanger), contohnya pada reaksi hydrazine O₂ + N₂H₂ --> 2H₂O + N₂

C. Pemilihan Material

Dalam kontrol korosi, memilih logam atau paduan sedimikian sehingga pertukaran ion dengan lingkungannya tidak berlangsung dengan cepat atau dengan kata lain memilih logam atau paduannya yang perbedaan potensialnya dengan lingkungannya tidak terlalu besar. Faktor-faktor yang sering diperhitungkan dalam proses pemilihan material antara lain:

1.      Memiliki ketahanan korosi  yang lebih tinggi di suatu media tertentu yang mana pada deret galvanik berada pada daerah noble atau katodik.

2.      Persyaratan umur komponen

3.      Variasi sifat

4.      Perubahan karakteristik logam akibat proses pengerjaan atau selam terkena kondisi operasi tertentu

Pemilihan material dipertimbangkan juga dalam perannya sebagai pelapis permukaan luar (coating) maupun sebagai pelapis permukaan dalam (lining).