KOROSI

KOROSI

       Korosi menurut definisi klasik adalah reaksi kimia dari logam denga lngkungannya. Secara termodinamika, korosi merupakan peristiwa reaksi kimia dari system logam dengan lingkungan yang berair atau udara yang tidak berada dalam kesetimbangannya. Dengan berjalannya waktu, system akan menuju ke arah kesetimbangan dan logam akan membentuk oksida logam atau senyawa kimia.

      Pengertian umum korosi:

·   Perusakan logam atau konstruksi oleh pengaruh lingkungan;

·   Proses kimia disertai perpindahan electron;

·   Sebagai akibat proses elektrokimia;

·   Sebagai akibat proses alamiah

       Korosi mengakibatkan penurunan sifat logam. Istilah korosi terbatas pada serangan kimia pada logam. Karat adalah korosi pada besi dan padunnya. Produk utama besi adalah oksida besi.

       Proses korosi dapat terjadi karena:

·     adanya reaksi elektrokimia antara logam dengan lingkungannya;

·     terjadinya reaksi anodic dan katodik.

      Faktor yang berpengaruh

1.      Kelembaban udara

2.      Elektrolit

3.      Zat terlarut pembentuk asam (CO₂, SO₂)

4.       Adanya O₂

5.      Lapisan pada permukaan logam

6.      Letak logam dalam deret potensial reduksi

       Reaksi anodic dapat terjadi karena adanya pelepasan electron dari logam. Atom-atom dari logam melepaskan electron sehngga ion logam berpindah ke dalam lingkungannya.

Contoh:

Fe à Fe2+ + 2e

Cu à Cu2+ + 2e

       Reaki katodik dapat terjadi karena adanya penangkapan electron. Molekul ata ion yang berada pada lingkungan, menangkap electron yang dilepaskan oleh atom logam.

Contoh:

2H+ + 2e à H2

O2 + 4H+ + 4e à 2H2O

O2 + 2H2O + 4e à 4 OH-

Gambar 9.1 Reaksi korosi pada besi

9.1 Jenis Korosi

1.      Korosi permukaan

Korosi merata adalah korosi yang terjadi secara serentak di seluruh permukaan logam, oleh karena itu pada logam yang mengalami korosi merata akan terjadi pengurangan dimensi yang relatif besar per satuan waktu. Korosi ini merupakan jenis yang biasa terjadi pada permukaan material secara luas. Logam akan menipis dan kemudian akan rusak. Jenis ini mudah dideteksi, diprediksi laju korosinya dan mudah dikontrol tapi  merupakan salah satu perusak terbesar dari material. Cara menghambat atau menghentikannya adalah melindungi permukaan logam misalnya melalui pengecatan atau pemberian minyak.

(a)	(b)

Gambar 9.2 Contoh korosi permukaan (a) pada unit penukar panas, (b) pada pintu.

2.      Korosi Sumur

Gambar 9.3 Contoh korosi sumur pada pipa air

       Korosi sumuran adalah korosi lokal yang terjadi pada permukaan yangn terbuka akibat pecahnya lapisan pasif. Korosi sumuran ini sangat berbahaya karena lokasi terjadinya sangat kecil tetapi dalam, sehingga dapat menyebabkan peralatan (struktur) patah mendadak.

Korosi sumur ini terjadi secara agresif dalam larutan yang mengandung ion klorida, bromida atau hipoklorit. Iodida dan fluorida relatif kurang berbahaya. Kehadiran sulfida dan H2S meningkatkan korosi sumuran. Senyawa tiosulfat memainkan peranan yang sama  karena reduksi elektrokimia menyebabkan "sulfidasi" permukaan logam.

       Kehadiran kation pengoksidasi (Fe⁺³, Cu⁺², Hg⁺², dll) memungkinkan pembentukan lubang bahkan tanpa adanya oksigen. Adanya oksigen menyebabkan semua klorida menjadi berbahaya, dan ini juga berlaku pada hidrogen peroksida.

3.      Korosi Celah

Gambar 9.4 Contoh korosi celah

       Korosi celah merupakan salah satu jenis korosi lokal yang menyerang pada celah-celah yang umumnya terjadi karena adanya jebakan air atau elektrolit di antara celah sambungan dan retakan. Tipe ini biasanya menyerang pada tempat dengan volume kecil (microenvirotments) misalnya lubang, sambungan, endapan permukaan, celah pada paku keling dan lain - lain. Mekanisme tejadinya korosi celah ini diawali dengan terjadi korosi merata diluar dan didalam celah, sehingga terjadi oksidasi logam dan reduksi oksigen. Pada suatu saat oksigen (O2) didalam celah habis, sedangkan oksigen(O2) didalam celah masih banyak, akibatnya permukaan logam yang berhubungan dengan bagian luar menjadi katoda dan permukaan logam didalam celah menjadi anoda sehingga terbentuk celah yang terkorosi. Cara untuk mencegahnya : tutup celah utamanya pada daerah terlindung, gunakan material yang resisten.

4.      Korosi Galvanis

Korosi ini terjadi karena proses elektro kimiawi dua macam metal yangberbeda potensial dihubungkan langsung di dalam elektrolit sama. Elektron mengalir dari logam yang kurang  mulia (anodik) menuju metal yang lebih mulia (katodik). Akibatnya logam yang lebih mulia berubah menjadi ion-ion positif karena kehilangan elektron. Masing-masing metal mempunyai potensial yang lazim disebut Potential Electromotive (EMF). Cara menghambatnya : pilih kombinasi metal yang sesuai galvarik serinya, beri pemisah antara kedua metal, beri inhibitor, cegah reaksi kimia berupa perpindahan ion dari kedua metal tersebut.

Gambar 9.5 Seri galvanis pada bahan yang diaplikasikan untuk air laut

5.            Korosi antar butir

       Korosi batas butir adalah korosi yang terjadi pada atau di sepanjang batas butir. Batas butir bersifat anodik dan bagian tegah butir bersifat katodik. Hal ini disebabkan logam memiliki susunan butiran-butiran kristal seperti butiran pasir yang menyusun batu pasir. Butiran-butiran tersebut saling terikat yang kemudian membentuk mikrostuktur. Adanya serangan korosi batas butir menyebabkan butiran menjadi lemah terutama di batas butir sehingga logam kehilangan kekuatan dan daktilitasnya.

(a)	(b)

Gambar 9.6 Korosi antar butir (a) korosi karena pengelasan (b) korosi batas butir pada stainless steel tersensitisasi

       Sebagian besar paduan logam rentan terserang korosi batas butir ketika dihadapkan pada lingkungan agresif. Hal ini disebabkan batas butir merupakan tempat pengendapan (precipitation) dan pemisahan (segregation), dimana membuat mereka secara fisik dan kimia berbeda dengan butirnya. Presipitasi dan segregasi terjadi oleh adanya migrasi impuriti atau unsur pemadu (alloying element) menuju batas butir. Apabila kadar unsur tersebut cukup besar, maka akan terbentuk fasa yang berbeda dengan yang ada di bulk. Misalnya fasa intermetalik Mg5Al8 dan MgZn2 pada paduan aluminum dan Fe4N pada paduan besi.

       Pada paduan nikel dan austenitic stainless steel, kromium sengaja ditambahkan untuk memberikan sifat ketahanan korosi. Sekitar minimal 12% kromium dibutuhkan untuk membentuk lapisan pasif yang tidak nampak pada permukaan stainless steel. Lapisan ini berfungsi untuk melindungi logam dari lingkungan korosif. Apabila stainless steel mengalami pemanasan pada 550-850 °C (misalnya selama produksi, fabrikasi, perlakuan panas, dan pengelasan), maka kromium karbida akan tumbuh dan mengendap pada batas butir saat terjadi pendinginan. Sebagai konsekuensinya, wilayah yang berdekatan dengan batas butir akan kekurangan kromium. Daerah yang kekurangan kromium itu menjadi lebih rentan terserang korosi dalam lingkungan agresif dibandingkan daerah yang jauh dari batas butir.

6.      Korosi tegangan

       Korosi tegangan merupakan kombinasi antara tegangan tarik dan lingkungan korosif yang mengakibatkan kegagalan pada material. Tegangan biasanya bersifat internal yang disebabkan perlakuan yang diterapkannya seperti bentukan dingin (cold forming) atau merupakan sisa - sisa hasil pengerjaan (residual) misalnya : pengerlingan, pengepresan dan lain – lain. Untuk kuningan jenis retak ini dinamakan season cracking dan untuk baja disebut caustic embrittlement.

7.      Korosi Erosi

Gambar 9.7 Korosi pada sudu-sudu turbin

       Erosion corrosion merupakan kerusakan pada permukaan metal yang disebabkan aliran fluida yang sangat cepat, merusak permukaan metal dan  lapisan film pelindung. Korosi dapat pula terjadi pada permukaan yang bergerak cepat sementara fluida disekitarnya mengandung partikel - partikel padat. Jenis korosi ini yang perlu diperhatikan keretakan korosi erosi (stress corrosion cracking) dan penggetasan zat air. Dalam hal ini perusakan karena erosi dan korosi saling mendukung. Logam yang telah kena erosi akibat terjadi keausan dan menimbulkan bagian – bagian yang tajam dan kasar. Bagian – bagian inilah yang mudah terkena korosi dan bila ada gesekan akan menimbulkan abrasi lebih barat lagi. Korosi erosi ini dikatakan juga sebagai korosi karena kecepatan turbulensi dan benturan yang terjadi karena adanya gesekan relatif antara elektrolit dan permukaan logam. Bentuk korosi ini terutama disebabkan oleh efek olakan dan peronggaan.

8.      Korosi selektif

       Selective leaching merupakan jenis korosi berhubungan dengan melarutnya suatu komponen dari paduan. Zat yang terlarut ini bersifat anodik terhadap komponen lainnya. Bentuk permukaan tampak tidak berubah termasuk tingkat kekasarannya, namun sebenarnya berat yang terkena bagian ini menjadi berkurang. Pori-pori kehilangan sifat mekanisnya semula, menjadi getas dan mempunyai kekuatan tarik yang sangat rendah.

       Contohnya dezincification merupakan proses pelarutan zat kuningan dari perpaduan zat seng dan tembaga. Sedangkan contoh lainnya graphitization adalah pelarut selektif yang melibatkan kelarutan unsur besi dari logam paduan besi karbon yang lazim disebut besi cor.

8.2 Pengukuran Korosi

       Metode yang paling efektif untuk menentukan ketahanan suatu bahan tertentu terhadap korosi adalah menempatkan bahan tersebut secara langsung pada kondisi yang sebenarnya. Namun pada banyak kasus hal ini tidak mungkin untuk dilaksanakan karena biaya dan waktu yang diperlukan untuk menjalankan test, dan inability dbandingkan logam yang berbeda.

       Metode yang umumnya digunakan untuk menentukan korosi dan laju korosi adalah perubahan berat. Metode ini biasanya digunakan untuk memverifikasi hasil dari metode-metode lain. Keuntungan lainnya, metode ini dapat dipergunakan secara langsung di lapangan dengan kondisi yang sebenarnya atau dalam skala laboratorium dengan kondisi yang disimulasikan.

       Metode pegukuran perubahan berat ini dilakukan dengan cara menimbang berat awal benda, memaparkan bahan/benda kerja pada rentang waktu tertentu dalam media yang korosif yang sesuai dengan kondisi lingkungan yang sebenarnya atau dalam kondisi yang disimulasikan. Setelah itu mengambil dan menimbang berat akhir benda setelah proses selesai. Laju korosi biasanya dinyatakan dalam miles per year (mpy) atau milimeter per tahun (mpt). Perubahan berat benda kerja ini disebabkan adanya korosi. Laju korosi dari metode ini dihitung melalui persamaan:

Keterangan:

WL = weight loss (gram)

D    = massa jenis (gram/m³)

A    = luas permukaan (inch²)

T    = waktu (hari)

       Contoh soal.

Sebuah benda kerja stainless steel mempunyai luas permukaan 4 inch2. di uji coba ketahanan korosinya selama 20 hari. Perubahan berat benda kerja adalah 1 gram. Maka laju korosi benda kerja stainless steel tersebut adalah

       Kualitas bahan dalam lingkungan yang korosif dibedakan menjadi:

Tabel 8.1 Klasifikasi kualitas bahan karena korosi (mpy)

< 2	Excellent
< 20	Good
< 50	Fair
< 50	Unsatisfactory

       Akurasi penimbangan untuk menentukan perubahan berat yang terjadi selama proses korosi berlangsung seharusnya mencapai milligram terdekat (0,0001 gram). Sedangkan pengukuran dimensi harus diukur seakurat-akuratnya dengan kesalahan kurang dari 1%. Pengukuran dimensi ini memperhitungkan semua bagian termasuk sudut yang tipis dan sempit. Sedangakan pnggunaan gasket atau holder tidak ermasuk dalam perhtungan luas area. Waktu yang dipergunakan seharusnya di ukur dengan tingkat kesalahan kurang dari 1% dari total waktu.     

8.3  Pengendalian Korosi

   Korosi merupakan proses alamiah yang berlangsung dengan sendirinya. Karena itu, proses korosi tidak dapat dicegah sama sekali. Yang mungkin adalah usaha untuk mengurangi korosi atau untuk mengnedalikannya.

       Usaha-usaha untuk pengendalian korosi meliputi:

1. Korosi adalah peristiwa reaksi elektrokimia

Untuk menghidarkan terjadinya korosi dapat dilakukan dengan cara menghambat laju reaksi atau menghindarkan terjadinya reaksi elekltrokimia tersebut.

2. Mengisolasi logam dari lingkungannya melalui pengecatan dan pelapisan.
3. Mengurangi ion Hidrogen di dalam lingkungan, misalnya dengan menaikkan pH.
4. Mengurangi ion logam atau garam yang larut dalam lingkungan atau demineralisasi.
5. Mengurangi oksgen yang larut dalam air atau dearasi
6. Mencegah kontak antara dua jenis logam yang sangat berbeda elektropotensial standarnya.
7. Mencegah celah atau menutup celah dengan cara memberi sealant pada ujung celah. Alternative lain dari sambungan keling adalah sambungan las.
8. Penempelan anoda umpan yang terbuat dari logam, mislnya Mg, Zn, atau Al.
9. Memproteksi katodik dengan memberi electron pada logam sehingga logam menjadi lebih katodik. Contoh galvanisasi baja dengan lapisan Zn. 

       Macam-macam lapisan pelindung korosi

Lapisan organik                                      : Semen, enemel dan lain-lain.

Lapisan anorganik                                  : Cat, Resin, Plastik, Karet dan lain-lain.

Lapisan hasil reaksi kimia atau elektrokimia pada permukaan logam (konversi).

Lapisan logam yang bersifat sementara : Gemuk, oli dan lain-lain.

Lapisan logam                                         : Logam murni,  logam campuran.

Soal-soal Latihan

1.      Sebut dan jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi korosi?

2.      Tuliskan reaksi korosi pada logam!

3.      Sebutkan 3 jenis korosi dan cara pencegahannya?

Contoh Makalah Pengelasan

PROSES PENGELASAN SMAW

DI BENGKEL TEKNIK MESIN POLINEMA

Oleh

Ikang Ramdan Tirto Pamungkas[1]

1631210029-1B

Ikangramdhan25@gmail.com

A.      Pengantar

Pengelasan adalah proses penyambungan antara dua logam atau lebih dengan menggunakan energi panas. Salah satu jenis pengelasan yang banyak dipakai untuk mengelas baja karbon adalah SMAW. Kelebihan pengelasan dengan SMAW, antara lain dapat diandalkan untuk mengelas berbagai tipe sambungan, posisi, serta lokasi yang sulit dikerjakan, biaya pengoperasian yang relatif rendah dan dapat dipakai untuk mengelas didalam maupun diluar ruangan. Las SMAW (shield metal arc welding) atau las listrik ini menggunakan elektroda berselaput sebagai bahan tambahan. Busur listrik yang terjadi diantara ujung elektroda dan bahan dasar akan mencairkan elektroda dan sebagian bahan dasar.

Bagi mahasiswa, memahami proses pengelasan SMAW merupakan keharusan. Jika tidak memahami ada dampak negatif, antara lain (1) kurang pengetahuan tentang pengelasan, (2) hasil pengelasan yang kurang maksimal (3) kemungkinan terjadi kecelakaan kerja besar. Sebaliknya jika para mahasiswa memahami proses pengelasan SMAW maka mempunyai dampak positif, antara lain (1) akan menambah wawasan tentang pengelasan SMAW, dan (2) mengurangi resiko kecelakaan kerja.

Namun pada kenyataannya banyak mahasiswa yang tidak memahami topik tersebut. Hal ini diketahui dari (1) informasi dosen, (2) pernyataan mahasiswa itu sendiri, dan (3) hasil diskusi tentang topik tersebut. Telah ada usaha untuk mengatasi persoalan itu antara lain (1) dosen menugasi mahasiswa membaca literatur, (2) mahasiswa belajar mempraktekkan arahan dari dosen dan (3) pernyataan mahasiswa itu sendiri tentang ketidakmampuannya memahami proses pengelasan. Namun, hasilnya kurang memuaskan.

Permasalahan tersebut tidak dapat dibiarkan berlarut-larut. Harus ada usaha untuk mengatasi persoalan itu. Salah satu yang efektif adalah menyusun makalah dengan judul Proses Pengelasan Smaw di Bengkel Teknik Mesin Polinema. Berdasarkan uraian di atas, makalah ini membahas (1) Persiapan  pengelasan SMAW yang dilaksanakan di bengkel teknik mesin polinema, (2) Langkah-langkah pengelasan SMAW dibengkel teknik mesin polinema

B.     Persiapan Pengelasan SMAW di Bengkel Teknik Mesin Polinema

Setiap mahasiswa yang memasuki bengkel teknik mesin polinema diharuskan menaati aturan bengkel diantaranya (1) memakai seragam praktek, (2) memakai sepatu safety untuk keselamatan, (3) datang tepat waktu sesuai jadwal yang diberikan. Sebelum proses pembelajaran mahasiswa harus melakukan senam dan bedoa. Senam berfungsi untuk meningkatkan kosentrasi mahasiswa supaya mahasiswa tidak lalai ketika proses mengelas.

Setelah kegiatan senam dosen pengajar membagikan bahan mild steel dan memberikan arahan job yang akan dikerjakan serta mahasiswa mengisi sop pada modul las masing-masing. Dalam hal ini yang perlu diperhatikan adalah tebal benda kerja yang akan dilas jenis elektroda yang digunakan, dan ampere pada mesin las yang nanti akan digunakan mengelas.

Selanjutnya bagian piket kelas meminjam kunci lemari tempat penyimpanan peralatan di toolstore dan melakukan pengecekan jumlah peralatan las. Di bengkel las teknik mesin polinema peralatan yang digunakan untuk las smaw antara lain (1) palu terak, (2) palu, (3) penitik, (4) stamping, (5) penggores, (6) sikat baja, dan (7) gerinda tangan.

   Gambar peralatan las di bengkel Teknik Mesin Polinema

Apabila alat telah selesai dicek langkah selanjutnya adalah memasang kabel elektroda dan kabel massa. Kabel elektroda befungsi menghantarkan arus dari mesin las menuju stang las sedangkan kabel massa berfungsi untuk penghantar arus ke benda kerja. Kabel massa dijepitkan pada meja kerja kerja.  Persiapan selanjutnya berupa pembersihan tempat kerja, pengaturan peralatan-peralatan sedemikian rupa sehingga memudahkan pelaksanaan pengelasan, pemeriksaan semua peralatan mengenai kondisi masing-masing terutama kemungkinan adanya kerusakan yang dapat mengakibatkan hal-hal yang tidak dinginkan, misalnya kabel yang bocor menyebabkan loncatan busur listrik yang berbahaya.

Kemudian menyalakan panel utama dan  mesin las serta menyetel arus sesuai yang telah ditulis pada modul. Sebelum memulai pengelasan sangat dianjurkan untuk memakai perlengkapan keselamatan kerja diantaranya (1) apron dada, (2) sarung tangan kulit, dan (3) topeng las. Perlengkapan keselamatan sangat penting digunakan untuk meminimalisir terjadinya kecelakaan kerja saat mengelas. Nyalakan juga blower fan agar sirkulasi udara lancar.

                                              Gambar. Topeng las                                                 

Pengaturan posisi mengelas disesuaikan dengan celah- celah benda kerja yang akan dilas. Posisi mengelas atau sikap mengelas maksudnya adalah pengaturan posisi dan gerakan/arah daripada elektroda las sewaktu mengelas benda kerja. Posisi mengelas ini tergantung daripada kampuh atau celah benda kerja yang akan dilas. Adapun sikap/posisi sewaktu mengelas terdiri dari 4 macam yaitu posisi dibawah tangan , horizontal, vertical dan posisi diatas kepala. (Arifin,1977 : 61-64)

(1) Posisi dibawah tangan adalah suatu cara mengelas yang dilakukan dibawah tangan dimana pengelasan dilakukan pada permukaan yang datar atau agak miring dengan elektroda las (busur nyala) di sebelah atas benda kerja. Mengelas dengan cara ini dilakukan dengan mengatur kemiringan elektroda las sekitar 10º-20º, (2) posisi horizontal disebut juga mengelas merata tegak, dimana kedudukan benda kerja dibuat tegak dan arah gerak elektroda mengikuti garis horizontal sewaktu mengelas kedudukan elektroda dibuat miring sekitar 5º-10º, (3) posisi vertical adalah apabila dilakukan mengelas dilakukan mengelas dalam jurusan tegak dengan arah pengelasan ke atas atau ke bawah dan arah pengelasan tergantung daripada jenis elektroda yang digunakan, (4) posisi di atas kepala mengelas dengan posisi diatas kepala (over head) adalah suatu cara mengelas yang sangat sukar dan berbahaya karena sewaktu mengelas bahan cair banyak yang berjatuhan ke arah bawah yang dapat mengenai pengelas.

C.    Langkah-Langkah Pengelasan SMAW

Berikutnya elektroda dipasang pada tang las, di bengkel las teknik mesin polinema elektroda yang sering digunakan adalah jenis e6013 diameter 2.6 mm. Elektroda ini cocok dipakai untuk mengelas baja karbon yang mengandung unsur karbon hingga 0,3% termasuk mild steel. Setelah dipasang lalu elektroda dinyalakan dengan cara  : (1) pegang tang elektroda sehingga membentuk sudut terhadap benda kerja sebesar ± 60º, (2) gerakan elektroda kearah pinggir pelat kerja sehingga menyinggungnya. (3) segera tarik elektroda sejarak garis tengah elektroda setelah timbul busur nyala listrik untuk mencegah agar elektroda tidak lengket ke benda kerja.

Cara memulai pengelasan yaitu (1) Jika busur nyala telah terjadi , tahan jarak elektroda satu garis tengah elektroda dan geser posisinya kesisi pelat, (2) perbesar jarak elektroda menjadi dua kali garis tengah elektroda untuk memanaskan benda kerja (3) kalau benda telah panas, kembali posisi elektroda tersebut sehingga membentuk sudut kerja sebesar 90º terhadap benda kerja, (4) jalankan elektroda sesuai benda kerja yang di las dengan cara menarik elektroda dan usahakan membentuk sudut jalan sebesar ± 70º, (5) gerakkan elektroda dengan cara zikzak, melingkar dan segitiga untuk mendapatkan rigi-rigi las yang baik, (6) jika elektroda akan habis maka busur nyala segera dimatikan dengan cara mengangkat elektroda sedikit ke atas dari semula, kemudian diturunkan dan diayunkan keluar dari celah yang dilas, (7) bersihkan terak dengan palu terak dan sikat baja untuk menghindari keropos saat penyambungan, (8) elektroda baru dipasang pada stang las dan lakukan penyambungan dengan memulai menyalakan lagi busur nyala sekitar 10 mm  dari rigi-rigi las dan setelah busur nyala terjadi maka elektroda las digerakkan mendekati rigi-rigi las yang akan disambung yang seterusnya pengelasan dilakukan sampai pengisian kampuh las selesai, (9) bersihkan kembali terak las dengan palu terak dan sikat baja hingga bersih, jika ada terak yang sulit dibersihkan dengan palu gunakan penitik atau pahat untuk membersihkannya, (10) apabila hasil las kurang memuaskan gerinda bagian yang kurang memuaskan dan dilakukan pengelasan ulang, (11) stamping benda kerja dengan menuliskan tiga angka NIM, (12) bersihkan bengkel las dan rapikan kembali peralatan serta pengecekan kembali kelengkapan peralatan, (13) benda kerja dikumpulkan bersama modul yang telah diisi kepada dosen pengajar.

---

[