Chapter 17Korosi dan Degradasi

Disusun oleh:• Ahmad Hilal• Charles• Pradana Gusti D.

Aspek Elektrokimia

• Pada korosi terjadi pada proses kimia, Reaksi elektrokimia yang melibatkan perpindahan elektron- elektron yang merupakan reaksi anodic didaerah anodic. • Reaksi anodic (oksidasi) diindikasikan melalui

peningkatan valensi/ produk elektron- elektron. • Reaksi anodic yang terjadi pada proses korosi

logam yaitu:

Electrode Potensial

• Tidak semua logam bisa membentuk ion dengan tingkat kemudahan yang sama

Electrode Potensial

• Pada sel elektrokimia Cu dan Fe, ketika keduanya dihubungkan dengan konduktor, yang terjadi

• Sementara pada sel elektrokima Fe dengan Zn, reaksi yang terjadi

Standard EMF Series• Standard Hydrogen Electrode

Standard EMF Series

• Dengan menggunakan elektroda standar, kita dapat mengukur potensial logam lain dan mengurutnya berdasarkan besar potensialnya

• Pengurutan ini disebut juga dengan electromotive force (emf) series

• Logam pada urutan atas (contoh: platinum dan emas) adalah logam mulia

• Semakin kebawah maka logam semakin aktif dan semakin mudah teroksida

• Data potensial yang tercantum pada tabel adalah potensial untuk reduksi

Standard EMF Series

Galvanic Series

• Walaupun dihasilkan dari kondisi yang sangat ideal dan kegunaanya terbatas, emf series tetap dapat menunjukan reaktifitas relatif dari logam

• Pengurutan yang lebih praktis dan realistis disediakan oleh galvanic series

• Seri ini menunjukan reaktifitas relatif dari logam dan panduan komersial didalam air laut

• Dibagian atas adalah logam/paduan yang katodik dan tidak reaktif, sementara dibagian bawah adalah yang paling anodik

Galvanic Series

Corrosion Rates from Polarization Data

ENVIRONMENTAL EFFECTS• Variable dari korosi lingkungan seperti kecepatan fluida,temperature dan

komposisi akan berpengaruh pada sifat korosi material yang mengalami kontak dengannya. Misalnya dengan menaikkan kecepatan fluida akan dapat mempertinggi laju korosi.

• Lingkungan dengan sirkulasi oksigen yang berbeda akan memberikan laju korosi yang berbeda pula pada sebuah logam. Sirkulasi okesigen yang bagus akan mendorong terjadinya reaksi katodik,sebaliknya daerah stagnant akan mendorong terjadinya reaksi anodic (korosi) misalnya pada ruang pengap,celah sempit,dll.

FORMS OF CORROSION• Uniform Attack

- Bentuk korosi paling umum- Uniform attack adalah bentuk korosi secara

elektrokimia yang terjadi dengan intensitas yang sama diseluruh permukaan benda kerja yang terekspos.

• Galvanic Corrosion

Terjadi ketika 2 logam paduan dengan komposisi berbeda dipasangkan secara elektrik dan diekspos kedalam larutan elektrolit

• Crevice Corrosion (korosi celah)

Korosi celah adalah korosi yang sering terjadi pada celah atau bagian tertutup lainnya pada logam yang terletak pada media korosif.

• Pitting

Korosi sumuran adalah korosi yang disebabkan oleh adanya system anoda pada logam dimana pada logam tersebut terdapat konsentrasi Cl- yang tinggi

•  Intergranular Corrosion

Korosi batas butir merupakan korosi yang terjadi pada batas butir sebagai tempat mengumpulnya impurity dan prospitat dan lebih tegang.

• Selective Leaching

Selective Leaching biasanya terjadi pada paduan dimana salah satu komponen pada suatu paduan larut dan mengakibatkan paduan yang tersisa menjadi berpori dan ketahannya terhadap korosi berkurang.

• Erosion–Corrosion

• Terjadi akibat kombinasi antara serangn kimia (korosi) dan abrasi mekanik (aus) karena pergerakan fluida.• Berbahaya terutama pada logam yang mnempunyai lapisan

pasif • Umumnya ditemukan di pipa terutama daerah lekukan dan

daerah dengan perubahan diameter yang besar

• Stress Corrosion

• Hasil kombinasi antara beban mekanik (tensile stress) dengan lingkungan korosi

• Hydrogen Embrittlement

• Berkurangnya keuletan dan kekuatan tarik material askibat adanya gas hidrogen yang berpenetrasi ke dalam material

• Atom hidrogen berdifusi secara intersisi melalui latis kristal

• Dapat menyebabkan penurunan sifat mekanik material tersebut.

CORROSION ENVIRONMENTS

• Lingkungan korosif termasuk atmosfer,larutan air,tanah,asam,basa,anorganik pelarut,garam cair,logam cair,dan tubuh manusia. Korosi atmosfer dapat menimbulkan kerugian besar. Embun yang mengandung oksigen terlarut merupakan zat korosif utama,namun zat-zat lainnya termasuk senyawa sulfur dan natrium klorida juga dapat memengaruhi korosi.

Corrosion Prevention• Cara yang paling mudah menghindari korosi adalah

memiliha bahan yang lebih tahan terhadap korosi, namun cost dari material tersebut bisa menjadi masalah

• Merubah karakter dari lingkungan juga memungkinkan, misalnya menurunkan temperatur fluida dan kecepatannya, yang akan memperlambat laju korosi

• Bisa juga dengan menambah inhibitor, yaitu zat yang ditambahkan dalam kosentrasi relatif rendah untuk mengurangi korositas akibat lingkungan

• Atau menggunakan lapisan fisik yang diberikan pada permukaan benda kerja dalam bentuk lapisan tipis (film) atau coating

Cathodic Protection

• Proteksi katodik melibatkan penyuplaian elektron dengan menggunakan sumber daya dari luar terhadap logam yang dilindingi, dan membuatnya menjadi katoda

• Reaksi oksida dari logam pun dipaksa terbalik menjadi reduksi• Beberapa metode proteksi katodik adalah; 1. galvanic couple ;

2. anoda inert

Cathodic Protection

• Galvanic couple; logam yang dilindungi dihubungkan ke logam lain yang lebih reaktif dengan menggunakan konduktor

• Logam yang lebih reaktif inilah yang akan teroksida• Logam yang lebih reaktif yang teroksida ini seringkali disebut

sebagai sacrificial anode• Magnesium zinc sering digunakan karena pada galvanic series

ia terletak paling bawah

Cathodic Protection

• Anode Inert, yang terkubur didalam tanah dikelilingi material backfill dengan conductivity yang menyediakan kontak elektrisitas yang baik

• Seperti pada gambar berikut tangki yang terletak dalam bawah tanah dihubungkan dengan sumber daya diluar yang menghubungkannya juga dengan anoda tadi, sehingga tangki dapat terproteksi dari korosi

• Contoh lain adalah proteksi galvanic dari baja dengan menggunakan zinc cloating

OKSIDASI

• adalah peristiwa yang biasa terjadi logam bersentuhan dengan oksigen. Reaksi dalam keadaan basah terjadi dalam keadaan yang berbeda dengan reaksi dalam keadaan kering.• jika lapisan oksida memiliki konduksivitas listrik

rendah, laju penebalan lapisan juga rendah karena terlalu sedikitnya electron yang bermigrasi dari metal menuju perbatasan oksida-udara yang diperlukan untuk pertukaran electron dalam reaksi.

OKSIDASI

OKSIDASI

• Muncul atau munculnya pori pada lapisan oksida berkorelasi dengan perbandingan volume oksida yang terbentuk dengan volume metal yang dioksidasi, biasanya disebut dengan Philips Bedworth Ratio:

• Jika rasio P-B kurang dari satu, lapisan oksida yang terbentuk akan berpori. Jika rasio P-B lebih dari satu maka lapisan yang terbentuk adalah rapat, tidak berpori. Jika rasio ini jauh lebih besar dari satu maka lapisan yang terbentuk akan retak-retak.

DEGRADASI PADA MATERIAL KERAMIK

• Korosi bahan bakar keramik umumnya melibatkan pelarutan kimia sederhana, berbeda dengan proses elektrokimia yang ditemukan dalam logam. Bahan keramik sering digunakan karena ketahanannya terhadap korosi. • Bahan keramik jauh lebih cocok untuk menahan

sebagian besar lingkungan untuk jangka panjang dibandingkan dengan logam.

DEGRADASI POLIMER

• adalah suatu reaksi perubahan kimia atau peruraian suatu senyawa molekul menjadi senyaa atau molekul yang lebih sederhana secara bertahap.

• Degradasi polimer dasarnya berkaitan dengan terjadinya perubahan sifat karena ikatan rantai utama makromolekul.

• Bahan polimer juga mengalami kerusakan dengan cara interaksi dengan lingkungan. Namun, interaksi yang tidak diinginkan itu lebih dikenal sebagai degradasi daripada korosi karena proses dasarnya berbeda.

 SWELLING AND DISSOLUTION

• Ketika polimer terkena cairan, bentuk utama dari degradasi adalah pembengkakan dan pembubaran. Dengan pembengkakan, larutan didifusikan ke dalam cairan atau zat terlarut dan diserap dalam polimer; molekul zat terlarut kecil masuk ke dalam dan menempati posisi di antara polimer molekul.• Misalnya, karet hidrokarbon banyak yang mudah

menyerap cairan hidrokarbon seperti gasoline. respon dari bahan polimer yang dipilih untuk pelarut organik yang terkandung pada Tabel dibawah ini.

 SWELLING AND DISSOLUTION

 SWELLING AND DISSOLUTION

BOND RUPTURE

• Polimer juga dapat mengalami degradasi oleh proses pemotongan atau bisa disebut pecahnya ikatan rantai molekul.

• Hal ini menyebabkan pemisahan rantai segmen pada titik pemotongan dan pengurangan berat molekul.

• Beberapa contoh bond rupture yaitu: 1. radiasi efek; 2. radiasi kimia ; 3. efek thermal.

• Pecah obligasi (bond rupture) terjadi melalui hasil dari paparan radiasi atau panas, dan dari reaksi kimia.

Bond Rupture

• Radiasi efek; Beberapa jenis radiasi ultraviolet (UV) memiliki energi yang cukup untuk menembus spesimen polimer dan berinteraksi dengan konstituen atom atau elektron nya.

• Dalam penggunaan sehari-hari, kerusakan radiasi terbesar untuk polimer disebabkan oleh UV radiasi. Setelah kontak yang terlalu lama, lapisan tipis polimer menjadi rapuh, menghitamkan, retak, dan gagal.

Bond Rupture

• Efek Kimia; Oksigen, ozon, dan zat lainnya dapat menyebabkan atau mempercepat pemotongan rantai sebagai hasil dari reaksi kimia. • Efek ini terutama terjadi di karet divulkanisir

yang terikat ganda pada atom karbon sepanjang rantai tulang punggung molekul dan yang terkena ozon (O3), suatu polutan atmosfer.• Degradasi kimia adalah masalah tertentu untuk

polimer yang digunakan di daerah-daerah dengan tingkat polusi udara yang tinggi seperti asap dan elastomer ozone.

Weathering

• Beberapa bahan, termasuk poli (vinil klorida) dan polystyrene, yang rentan terhadap cuaca.

• Polimer banyak digunakan dalam kehidupan untuk terkena paparan dari luar, hal ini menyebabkan sebagian bahan polimer cepat lapuk

Terimakasih