Jenis - Jenis Korosi dan Cara Pengcegahannya

Korosi (Kennet dan Chamberlain, 1991) adalah penurunan mutu logam akibat reaksi elektro kimia dengan lingkungannya. Korosi atau pengkaratan merupakan fenomena kimia pada bahan – bahan logam yang pada dasarnya merupakan reaksi logam menjadi ion pada permukaan logam yang kontak langsung dengan lingkungan berair dan oksigen. Contoh yang paling umum, yaitu kerusakan logam besi dengan terbentuknya karat oksida. Dengan demikian, korosi menimbulkan banyak kerugian.

Korosi logam melibatkan proses anodik, yaitu oksidasi logam menjadi ion dengan melepaskan elektron ke dalam (permukaan) logam dan proses katodik yang mengkonsumsi electron tersebut dengan laju yang sama : proses katodik biasanya merupakan reduksi ion hidrogen atau oksigen dari lingkungan sekitarnya. Untuk contoh korosi logam besi dalam udara lembab, misalnya proses reaksinya dapat dinyatakan sebagai berikut :Anode {Fe(s)→ Fe2+(aq)+ 2 e} x 2Katode O2(g)+ 4H+(aq)+ 4 e → 2 H2O(l) +Redoks 2 Fe(s) + O2 (g)+ 4 H+(aq)→ 2 Fe2++ 2 H2O(l)

Dari data potensial elektrode dapat dihitung bahwa emf standar untuk proseskorosi ini, ,yaitu E0sel = +1,67 V ; reaksi ini terjadi pada lingkungan asam dimana ion H+ sebagian dapat diperoleh dari reaksi karbon dioksida atmosfer dengan air membentuk H2CO3. Ion Fe+2 yang terbentuk, di anode kemudian teroksidasi lebih lanjut oleh oksigen membentuk besi (III) oksida :4 Fe+2(aq)+ O2 (g) + (4 + 2x) H2O(l) → 2 Fe2O3x H2O + 8 H+(aq)Hidrat besi (III) oksida inilah yang dikenal sebagai karat besi. Sirkuit listrik dipacu oleh migrasi elektron dan ion, itulah sebabnya korosi cepat terjadi dalam air garam.

Jika proses korosi terjadi dalam lingkungan basa, maka reaksi katodik yangterjadi, yaitu :O2 (g) + 2 H2O(l)+ 4e → 4 OH-(aq)Oksidasi lanjut ion Fe2+ tidak berlangsung karena lambatnya gerak ion ini sehingga sulit berhubungan dengan oksigen udara luar, tambahan pula ion ini segera ditangkap oleh garam kompleks hexasianoferat (II) membentuk senyawa kompleks stabil biru. Lingkungan basa tersedia karena kompleks kalium heksasianoferat (III). Korosi besi realatif cepat terjadi dan berlangsung terus, sebab lapisan senyawa besi (III) oksida yang terjadi bersifat porous sehingga mudah ditembus oleh udara maupun air. Tetapi meskipun alumunium mempunyai potensial reduksi jauh lebih negatif ketimbang besi, namun proses korosi lanjut menjadi terhambatkarena hasil oksidasi Al2O3, yang melapisinya tidak bersifat porous sehingga melindungi logam yang dilapisi dari kontak dengan udara luar.

Korosi merupakan proses atau reaksi elektrokimia yang bersifat alamiah dan berlangsung dengan sendirinya, oleh karena itu korosi tidak dapat dicegah atau dihentikan sama sekali. Korosi hanya bisa dikendalikan atau diperlambat lajunya sehingga memperlambat proses perusakannya. Dilihat dari aspek elektrokimia, korosi merupakan proses terjadinya transfer elektron dari logam ke lingkungannya. Logam berlaku sebagai sel yang memberikan elektron (anoda) dan lingkungannya sebagai penerima elektron (katoda).

Reaksi yang terjadi pada logam yang mengalami korosi adalah reaksi oksidasi, dimana atom-atom logam larut kelingkungannya menjadi ion-ion dengan melepaskan elektron pada logam tersebut. Sedangkan dari katoda terjadi reaksi, dimana ion-ion dari lingkungan mendekati logam dan menangkap elektronelektron yang tertinggal pada logam.

Faktor yang mempengaruhi korosi :  Jenis dan konsentrasi elektrolit  Adanya oksigen terlarut pada elektrolit  Temperatur tinggi  Kecepatan gerakan elektrolit

            (Note : Pitting dan crevice corrosion terjadi pada elektrolit yang tidak mengalir)  Jenis logam/paduan  Adanya galvanic cell  Adanya tegangan (tarik)    

KERUGIAN DAN KEUNTUNGAN AKIBAT KOROSIKerugian yang ditimbulkan oleh korosi diantaranya adalah:1. Adanya kerugian teknis dan depresiasi2. menurunnya efisiensi3. menurunnya kekuatan konstruksi4. Apperance yang buruk5.karat merupakan polusi dan menambah biaya maintenance

selain menimbulkan kerugian korosi juga menguntungkan diantaranya adalah adanya pabrik cat (coating), adanya pekerjaan cathodic protectionUntuk memilih material agar dampak negatif dari korosi dapat dikurangi dijelaskan sebagai berikut:1. Ketahanan korosi, yang dimaksud disini adalah tingkat kemungkinan bertahannya material di lingkungan yang korosif2. Availibility, faktor ketersediaan. Material dengan jumlah ketersediaan yang terbatas akan menimbulkan kesulitan dalam hal kapasitas produksi3. Cost, Dalam memilih material diusahakan agar biaya material bisa ditekan sekecil mungkin4. Strength, Apabila kekuatan material tidak bisa dipenuhi maka material yang telah dipilih tidak dapat dipakai5.Appearance, sifat material akan bertambah signifikan jika dipergunakan untuk memproduksi barang – barang yang bersifat eksotis6. Producibilitas, perlu dianalisa bisa tidaknya dibuat sesuai fungsi barang yang akan dibuat

JENIS – JENIS KOROSI

Korosi sumuran (pitting corrosion)  merupakan korosi lokal yang terjadi pada permukaan yang terbuka akibat pecahnya lapisan pasif. Terjadinya korosi sumuran ini diawali dengan pembentukan

lapisan pasif di permukaan bahan pada antar muka lapisan pasif dan elektrolit terjadi penurunan pH, sehingga terjadi pelarutan lapisan pasif secara perlahan-lahan dan menyebabkan lapisan pasif pecah dan terjadi korosi sumuran. Korosi sumuran ini sangat berbahaya karena lokasi terjadinya sangat kecil tetapi dalam, sehingga dapat menyebabkan peralatan atau struktur patah mendadak.Cara Pencegahan1. Meletakkan material tegak berdiri sehingga tidak akan terjadi genangan air pada permukaan logam

2. Melapisi permukaan logam dengan pelindung atau lazim disebut coating baik organic maupun yang organic

3. Penambahan inhibitor yang sesuai dengan lingkungannya

4. Merubah lingkungan dengan mengurangi faktor utama penyebab dampak korosi

5. Pemasangan seng anode yang sesuai dengan kondisi dimana korosi tersebut terjadi

Korosi celah (crevice corrosion) adalah korosi lokal yang terjadi pada celah di antara dua komponen. Mekanisme tejadinya korosi celah ini diawali dengan terjadi korosi merata di luar dan di dalam celah, sehingga terjadi oksidasi logam dan reduksi oksigen. Apabila oksigen (O2) di dalam celah telah habis sedangkan oksigen(O2) di luar celah masih banyak, maka akibatnya permukaan logam yang berhubungan dengan bagian luar menjadi katode dan permukaan logam di dalam celah menjadi anode sehingga terbentuk celah yang terkorosi.korosi ini Tidak tampak dari luar dan sangat merusak konstruksiSering terjadi pada sambungan kurang kedap. Penyebabnya, lubang, gasket, lap joint, kotoran/endapanPencegahan1. Penggunaan sistem sambungan butt joint dengan pengelasan dibanding dengan sambungan keling untuk peralatan peralatan baru2. Celah sambungan ditutup dengan pengelasan menerus atau dengan soldering

3. Peralatan – peralatan harus diperiksa dan dibersihkan secara teratur, terutama pada sambungan – sambungan yang rawan

4. Hindari pemakaian packing yang bersifat higroskopis

5. Penggunaan gasket dan absorbent seperti teflon jika memungkinkan

6. Pada desain saluran drainase,hindari adanya lengkungan – lengkungan tajam serta daerah genangan fluida

Korosi galvanik terjadi apabila dua logam yang tidak sama dihubungkan dan berada di lingkungan korosif saat terjadi kontak atau secara listrik kedua logam yang berbeda potensial tersebut akan menimbulkan aliran elektron/listrik diantar kedua logam. shg Salah satu dari logam tersebut akan mengalami korosi, sedangkan logam lainnya akan terlindungi dari serangan korosi. Logam yang mengalami korosi adalah logam yang memiliki potensial lebih rendah dan logam yang tidak mengalami korosi adalah logam yang memiliki potensial yang lebih tinggi. Contoh korosi galvanik misalnya pada seng terjadi akibat perbedaan potensial lokal yang dimilikinya. Perbedaan potensial tersebut dapat berasal dari fasa – fasa, batas – batas butir, impurity dan bagian – bagian lain. Dengan demikian akan terbentuk suatu anoda dan katoda lokal pada permukaan logam tersebut. Selanjutnya terjadi aliran elektron dari anoda ke katoda yan dimiliki oleh oksidasi dari anoda lokal. Pada keadaan tertentu, misalnya

seng tercelup dalam larutan asam klorida pekat, Zn akan terkorosi maka terus sampai habis. Korosi galvanic corrosion dipengaruhi oleh, lingkungan, jarak, area/luasPencegahanMemilih logam dengan posisi deret sedekat mungkin, menghilangkan pengaruh rasio luas penampang yang tidak diinginkan, memberikan isolasi diantara dua logam yang berbeda bila memungkinkan, penerapan coating dengan mengutamakan pada logam anode, penambahan inhibitor dengan cermat untuk mengurangi keagresifan logam dalam proses korosi, pencegahan sistem sambungan mur baut dengan bahan berbeda dengan logam induknya

Korosi merata (uniform corrosion)  adalah korosi yang terjadi secara serentak diseluruh permukaan logam, oleh karena itu pada logam yang mengalami korosi merata akan terjadi pengurangan dimensi yang relatif besar per satuan waktu. Kerugian langsung akibat korosi merata berupa kehilangan material konstruksi, keselamatan kerja dan pencemaran lingkungan akibat produk korosi dalam bentuk senyawa yang mencemarkan lingkungan. Sedangkan kerugian tidak langsung, antara lain berupa penurunan kapasitas dan peningkatan biaya perawatan (preventive maintenance)

Korosi erosi adalah korosi yang terjadi pada permukaan logam yang disebabkan aliran fluida yang sangat cepat sehingga merusak permukaan logam dan lapisan film pelindung. Korosi erosi juga dapat terjadi karena efek-efek mekanik yang terjadi pada permukaan logam, misalnya : pengausan, abrasi dan gesekan. Logam yang mengalami korosi erosi akan menimbulkan bagian-bagian yang kasar dan tajam.Mekanisme Pembentukan Korosi ErosiProses terjadinya korosi secara umum adalh melalui beberapa tahap berikut :1. Pada tahap pertama terjadi serangan oleh gelembung udara yang menempel di permukaan lapisan pelindung logam, karena adanya aliran turbulen yang melintas di atas permukaan logam tersebut.2. Pada tahap kedua gelembung udara tersebut mengikis dan merusak lapisan peindung.3. Pada tahap ketiga, laju korosi semakin meningkat, karena lapisan pelindung telah hilang. Logam yang berada di bawah lapisan pelindung mulai terkorosi, sehingga membentuk cekungan, kemudian terjadi pembentukan kembali lapisanpelindung dan logam, menjadi tidak rata. Bila aliran terus mengalir, maka akan terjadi serangan kembali oleh gelembung udara yang terbawa aliran. Serangan ini akan mengikis dan merusak lapisan pelindung yang baru saja terbentuk, rusaknya lapisan pelindung tersebut akan mengakibatkan serangan lebih lanjut pada logam yang lebih dalam sampai membentuk cekungan.Contoh Korosi Erosi· Korosi Erosi pada sambungan pipaKorosi Erosi pada washing machinePengendalian Korosi ErosiPengendalian korosi erosi dapat dilakukan dengan cara :

         Mengurangi kecepatan aliran fluida untuk mengurangi turbulensi dan tumbukan yang berlebihan.

         Menggunakan kompenen yang halus dan rapi pengerjaannya, sehingga tempat pembentukan gelembung menjadi sesedikit mungkin

         Penambahan inhibitor atau passivator

         Menggunakan paduan logam yang lebih tahan korosi dan tahan erosi         Proteksi katodik

Korosi retak tegang (stress corrosion cracking), korosi retak fatik (corrosion fatique cracking) dan korosi akibat pengaruh hidogen (corrosion induced hydrogen) adalah bentuk korosi dimana material mengalami keretakan akibat pengaruh lingkungannya. Korosi retak tegang terjadi pada paduan logam yang mengalami tegangan tarik statis dilingkungan tertentu, seperti : baja tahan karat sangat rentan terhadap lingkungan klorida panas, tembaga rentan dilarutan ammonia dan baja karbon rentan terhadap nitrat. Korosi retak fatk terjadi akibat tegangan berulang dilingkungan korosif. Sedangkan korosi akibat pengaruh hidogen terjadi karena berlangsungnya difusi hidrogen kedalam kisi paduan.

Korosi intergranular adalah bentuk korosi yang terjadi pada paduan logam akibat terjadinya reaksi antar unsur logam tersebut di batas butirnya. Seperti yang terjadi pada baja tahan karat austenitik apabila diberi perlakuan panas. Pada temperatur 425 – 815 oC karbida krom (Cr23C6) akan mengendap di batas butir. Dengan kandungan krom dibawah 10 %, didaerah pengendapan tersebut akan mengalami korosi dan menurunkan kekuatan baja tahan karat tersebut.PencegahanCasting, pada proses ini harus dilakukan dengan jalan mengecor logam dengan step yang benar, komposisi yang benar dan pendinginan yang benar sesuai dengan karakteristik masing – masing logam dan kegunaannyaWelding, pemilihan elektrode yang benar, prosedur pengelasan yang benar, pendinginan yang benar

Selective leaching adalah korosi yang terjadi pada paduan logam karena pelarutan salah satu unsur paduan yang lebih aktif, seperti yang biasa terjadi pada paduan tembaga-seng. Mekanisme terjadinya korosi selective leaching diawali dengan terjadi pelarutan total terhadap semua unsur. Salah satu unsur pemadu yang potensialnya lebih tinggi akan terdeposisi, sedangkan unsur yang potensialnya lebih rendah akan larut ke elektrolit. Akibatnya terjadi keropos pada logam paduan tersebut. Contoh lain selective leaching terjadi pada besi tuang kelabu yang digunakan sebagai pipa pembakaran. Berkurangnya besi dalam paduan besi tuang akan menyebabkan paduan tersebut menjadi porous dan lemah, sehingga dapat menyebabkan terjadinya pecah pada pipa.Cara pencegahanProses dezincification dapat dikurangi dengan meminimalkan keganasan lingkungan atau dengan katodic protection.Penambahan 1% tin pada 70 – 30 brass, atau dengan penambahan arsenic, antimony, atau phosporus sebagai inhibitorGraphitization, dapat terjadi karena terdapat perbedaan graphit dan besi pada struktur logam. Dengan demikian sebagian Fe meninggalkan vacant pada struktur graphit logam.

Fretting Corrosion akan terjadi jika : Interface harus dalam kondisi pembebanan, Getaran atau gerakan relatif yang berulang diantara dua permukaan harus terjadi, Beban dan getaran aktif dari interface harus mampu menghasilkan slip atau deformasi pada permukaannya

Mekanisme terjadi fretting corrosionTeori wear oxydation, berdasarkan pada pengelasan dingin atau fusi yang terjadi pada interface permukaan metal yang mengalami tekanan, dan selama gerakan relatif titik kontaknya terputus dan fragmen dari metalnya berpindah. Fragmen ini menyebabkan terjadinya oksidasiTeori Oxydation water, berdasarkan bahwa banyak permukaan metal yang dilindiungi dari oksidasi atmosfir oleh suatu lapisan tipis oksida yang ada pada metal tersebut. Ketika metal mengalami kontak dibawah pembebanan dan gerakan relatif yang berulang, lapisan oksida terputus pada titik yang tinggi dan menghasilkan oksida debrisPencegahan

         Pelumasan dengan oli atau gemuk berviskositas rendah         Menaikkan harga kekerasan dari salah satu atau kedua material yang

bersinggungan         Menaikkan gesekan antara material – material yang dipasangkan

dengan memperkasar permukaan         Menggunakan gasket untuk meredam getaran dan memindahkan

oksigen pada permukaan bantal          Menaikkan beban untuk mengurangi slip antara pasangan –

pasangan material         Menurunkan beban pada permukaan bantalan          Naikkan kecepatan relatif antara bagian – bagian untuk mengurangi

serangan korosi