NAMA: K.M. IDRIS B.SNIM: 03121403063KELOMPOK: 3KOROSI PADA REAKTOR PABRIK

1. Korosi pada reaktor1.1. Latar belakang korosi pada reaktor Pada dasarnya korosi yang terjadi pada reaktor umumnya hampir sama seperti pada korosi pada tanki suatu bahan atau produk. Dalam reaktor pun korosi yang terjadi juga dipengaruhi oleh sifat fisis dan kimia suatu zat yang berada di dalam nya. Macam-macam jenis pengendalian korosi dilakukan agar laju korosi dapat diperlambat ataupun dihentikan. Desain reaktor , terutama untuk berbentuk tanki seperti pada CSTR, harus benar dan ekonomisUsaha penanggulangan korosi sebaiknya sudah dilakukan sejak tahapan desain proses. Ahli-ahli korosi sebaiknya ikut dilibatkan dalam desain proses dari sejak pemilihan proses, penentuan kondisi-kondisi prosesnya, penentuan bahan-bahan konstruksi, pemilihan lay-out, saat konstruksi sampai tahap start-upnya. 1.2. Isolasi Reaktor Dari Lingkungan Korosif Cara isolasi ini merupakan cara tertua dan masih tetap efektif untuk menghindari terjadinya korosi . Di antara cara-cara yang sering dipakai adalah tidak mengekspos reaktor dengan lingkungan korosif secara langsung. Lalu tidak menempatkan reaktor di daerah down-wind dari lingkungan moisture atau elektrolit-elektrolit lain. Reaktor yang rawan korosi harus ditempatkan pada posisi/daerah up-wind dari posisi lingkungan korosif. Dan reaktor juga tidak berada pada arah cerobong exhaust gas yang korosif. Demikian juga udara/gas basah tidak boleh diarahkan ke perreaktoran logam. Desain reaktor harus dibuat sedemikian rupa sehingga tidak terbentuk jebakan elektrolit. Atap tangki harus dibuat licin dan memberikan kemiringan untuk menjamin lancarnya aliran air hujan di atas atap sehingga tidak terbentuk jebakan elektrolit di atas atap. Untuk itu atap sebaiknya dibuat berbentuk kerucut atau bagian bola atau elips.

Gambar 1. Penataan reaktor pabrik yang salah karena berada pada daerah down-wind.

Gambar 2. Penataan reaktor pabrik yang salah karena berada pada daerah aliran exhaust gas.

Gambar 3. Geometri tanki reaktor dalam pencegahan korosi.Demikian pula aliran pengeluaran harus dibuat lancar dan tidak memungkinkan terjadinya sisa (residu) cairan yang terjebak dalam tangki ketika tangki dikosongkan. Untuk itu maka kran pengeluaran harus diletakkan di bagian terbawah dari tangki. Selain itu, bagian terbawah tangki harus dibuat licin dan berbentuk seperti kerucut terbalik ataupun seperti bagian elips atau bola.

Gambar 4. Desain outlet tanki reaktor dalam pencegahan korosi.Desain tidak boleh membentuk celah-celah yang memungkinkan terjebaknya elektrolit sehingga menimbulkan korosi celah (crevice corrosion). Untuk itu maka tangki-tangki didirikan di atas kaki-kaki penyangga berbentuk rangka demi menghindari terjadinya crevice corrosion di bagian tangki yang menempel ke lantai.

Gambar 5. Desain kaki reaktor dalam pencegahan korosi.1.3. Korosi pada pipa air pendingin reaktorSelain itu korosi pada reaktor dapat juga terjadi di pipa-pipa aliran air pendingin reaktor. Air pendingin harus memenuhi persyaratan untuk menjadi air yang dapat digunakan sebagai pendingin peralatan di pabrik, khususnya pada reaktor. Air pendingin pada reaktor merupakan air yang telah mengalami proses demineralisasi. Karena itu air yang sedikit, berada pada ppm order, kandungan mineralnya dapat dijadikan sebagai air pendingin yang baik.Walaupun air pendingin sudah sedikit mengandung mineral, kandungan mineral yang tersisa dapat menjadi suatu kerak yang terdeposit pada pipa-pipa aliran air pendingin pada reaktor. Tidak menutup kemungkinan apabila air pendingin juga terdapat adanya mikroba atau zat organik lainnya yang terlarut pada air pendingin. Zat organik dapat membuat suatu deposit yang menutupi sebagian pipa aliran air pendingin. Akibat yang ditimbulkan adalah laju aliran air menuju reaktor yang terhambat, sehingga proses dapat tidak sesusai dengan desain yang ada.1.4. Bahan logam reaktor terhadap jenis korosiReaktor CSTR terbuat dari bahan logam yang dipadu demi kebutuhan untuk kondisi operasi suatu reaksi yang berlangsung didalamnya. Maka dari itu dalam desain suatu reaktor didasari oleh jenis bahan baku yang masuk serta kondisi operasi yang terjadi dalam reaktor. Bahan logam yang menjadi suatu reaktor disesuaikan dengan sifat fisis dan kimia bahan yang masuk pada reaktor serta produk yang akan keluar dari reaktor.Bahan konstruksi harus dipilih yang tahan korosi. Apalagi jika lingkungannya korosif. Ketahanan korosi masing-masing bahan tidak sama pada berbagai macam lingkungan. Mungkin sesuatu bahan sangat tahan korosi dibanding bahan-bahan lain pada lingkungan tertentu. Tetapi bahan yang sama mungkin adalah yang paling rawan korosi pada lingkungan yang berbeda dibanding dengan bahan-bahan yang lain.Dari semua bahan logam di atas, maka pada dasarnya makin murni sesuatu logam, makin bagus ketahanan korosinya karena keseragamannya. Jika sesuatu logam mengandung unsur asing, maka keseragaman akan terganggu dan pembentukan sel-sel galvanik lebih mudah terjadi. Tetapi sesuatu bahan tidak hanya dipandang dari segi ketahanan korosinya saja untuk dijadikan sebagai bahan konstruksi. Sifat mekanis tidak kalah penting. Untuk itu maka logam-logam tersebut dialloy untuk memperbaiki sifat-sifatnya, baik sifat mekanis maupun sifat-sifat ketahanan korosinya. Peng-alloy-an logam dapat sama sekali mengubah sifat-sifat logam asalnya. Alloy-alloy semacam ini terus diteliti oleh para ahli bahan konstruksi. Sifat-sifat mereka dicatat dan dicoba dimengerti penyebab-penyebab perubahan sifat-sifat tersebut. Banyak yang sudah diketahui/dirumuskan penyebabnya-penyebabnya, tetapi lebih banyak lagi yang belum diketahui; Bahkan banyak yang belum diketahui sifat-sifatnya sekalipun. Di antara yang dicatat para pengamat korosi adalah adanya pasangan-pasangan alami dari logam/alloy dengan lingkungan korosif yang sesuai, yang paling ekonomis untuk dipakai dalam konstruksi.Tabel 1. Pasangan Alami dari Alloy Logam dengan Lingkungan yang SesuaiLingkunganLogam Pasangan

Asam Nitrat (HNO3)KaustikAsam Format (HF)Asam Klorida (HCl)Asam Sulfat (H2SO4) encerAsam Sulfat (H2SO4) pekatAquadestLingkungan atmosferLarutan oksidator kuat dan panasLarutan dengan kondisi yang ekstrimSteinless steelNikel/Alloy NikelMonelHastelloyTimah HitamBaja BiasaTimah HitamAluminiumTitaniumTantalum

1.5. Inhibitor korosi pada reaktorInhibitor adalah suatu bahan kimia yang jika ditambahkan dalam jumlah yang kecil saja kepada lingkungan media yang korosif, akan menurunkan kecepatan korosi. Inhibitor bekerja menghambat laju korosi. Belum banyak diketahui bagaimana cara kerja inhibitor dalam menghambat korosi.Banyak macam dan rumusan/resep-resep bahan inhibitor. Kebanyakan mereka ini ditemukan berdasarkan hasil pengamatan/penelitian empiris saja tanpa diketahui mekanisme kerjanya. Walaupun demikian, inhibitor dapat diklasifikasikan berdasarkan mekanisme penghambatannya maupun berdasarkan sifat senyawanya. Berdasarkan mekanisme penghambatannya, maka inhibitor dapat diklasifikasikan ke dalam 3 (tiga) kategori, yaitu : 1) inhibitor anodik 2) inhibitor katodik 3) inhibitor campuran Inhibitor anodik bekerja dengan cara menghambat reaksi anodik, sedangkan inhibitor katodik bekerja dengan cara menghambat reaksi katodik. Inhibitor campuran adalah tipe inhibitor yang bekerja dengan cara menghambat laju reaksi korosi secara keseluruhan, baik reaksi anodik maupun katodik secara serentak, walaupun tingkat penghambatannya mungkin tidak sama. Inhibitor anodik bekerja dengan membentuk lapisan pelindung yang pasif di permukaan logam akibat reaksi logam dengan inhibitor tersebut (reaksi korosi logam oleh inhibitor). Inhibitor semacam ini menaikkan potensial korosi bebas logam sampai dicapai potensial pasifasi. Efek inhibitor ini bergantung pada konsentrasi yang digunakan. Konsentrasi inhibitor dalam media harus dipertahankan pada level tertentu. Jika konsentrasinya sampai turun, maka logam akan mengalami korosi hebat jenis pitting. Kehadiran oksigen/oksidator juga sangat diperlukan pada inhibitor ini, karena oksigen diperlukan untuk pembentukan lapis pelindung pasif. Yang termasuk inhibitor jenis ini adalah kromat dan nitrit. Inhibitor katodik pada suasana netral, bekerja dengan membentuk lapisan ataupun endapan pada permukaan logam. Lapisan atau endapan tersebut akan menghambat akses oksigen ke permukaan logam, sehingga akan menghambat reaksi katodik. Inhibitor jenis ini menurunkan potensial korosi bebas logam. Agar efek inhibitor maksimal, diperlukan konsentrasi minimal yang harus ada dalam media elektrolit. Beberapa inhibitor katodik malah menunjukkan efek negatif pada konsentrasi yang tinggi, sehingga konsentrasi inhibitor tidak boleh terlalu tinggi. Inhibitor jenis campuran tidak memberikan efek perubahan potensial korosi bebas yang berarti pada logam. Kemungkinan inhibitor jenis ini bekerja dengan membentuk lapis pelindung yang berasal dari corrosion product di permukaan logam dan sekaligus juga mengendapkan bahan yang lebih kompleks di atasnya. Banyak perusahaan pembuat & penjual inhibitor yang meramu resep-resep inhibitor dengan mencampurkan bermacam-macam inhibitor dan mempatenkannya dengan nama dagang dengan kode-kode tertentu berupa satu paket inhibitor untuk sistem-sistem tertentu seperti cooling water, boiler feed water, dan lain-lain. Sekalipun tidak dipahami mekanismenya, tetapi rumusan campuran beberapa macam inhibitor semacam itu mempunyai efek sinergis yang jauh lebih baik dari pada efek penjumlahan jika mereka dipakai sendiri-sendiri. Berdasarkan sifat senyawanya, inhibitor bisa dikategorisasikan sebagai tipe organik, anorganik, tipe fasa uap atau tipe volatil, tipe adsorpsi, tipe oksidator, dan lain-lain. Inhibitor tipe organik biasanya adalah tipe yang mengendap pada situs anoda dan katoda sehingga menghambat berlangsungnya reaksi anodik dan katodik secara serentak. Contoh jenis ini adalah senyawa amina. Inhibitor fasa uap atau yang volatil dapat diletakkan di dekat logam yang akan diproteksi. Jenis inhibitor ini tidak perlu dikontakkan langsung dengan logam sasaran. Inhibitor akan tersublimasi di udara dan terkondensasi di permukaan logam yang dilindungi. Jenis inhibitor ini tidak cocok untuk ruang yang terbuka. Ia hanya efektif untuk ruang yang tertutup, misalnya di kontainer untuk mengangkut peralatan yang terbuat dari logam. Inhibitor akan memproteksi logam dalam kontainer selama dalam perjalanan menuju lokasi pengiriman. Ia bisa digunakan untuk melindungi bagian internal alat yang tertutup. Inhibitor tipe oksidator adalah inhibitor yang bekerja berdasarkan pembentukan lapisan oksida logam yang protektif di permukaan logam. Inhibitor ini bekerja mula-mula dengan memangsa logam sehingga terbentuk corrosion product berupa oksida logam. Selanjutnya lapisan oksida logam ini yang menahan ekspos logam ke lingkungan korosifnya, sehingga logam menjadi aman dari serangan korosif selanjutnya. Karena sifatnya yang mampu mempasifkan logam, ia disebut sebagai pasifator. Contoh inhibitor jenis ini adalah garam-garam nitrat, kromat, dan feri. Hanya logam-logam yang bisa membentuk lapisan pasif saja yang bisa memanfaatkan inhibitor jenis ini. 1.6. Pelapisan pada bahan logam reaktorPada pelapisan dengan bahan logam, dapat digunakan bahan-bahan logam yang lebih inert maupun yang kurang inert sebagai bahan pelapis. Pemakaian kedua macam bahan tersebut mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing. Pemakaian logam yang lebih inert sebagai pelapis, memiliki keuntungan bahwa logam yang dilapisi akan terlindungi dari ekspos terhadap media korosif. Karena media korosif tidak/kurang memangsa logam pelapis, maka logam yang dilapisi jadi ikut berumur panjang karena terlindungi oleh logam pelapis. Keburukan memakai pelapis inert adalah : jika ada cacat sedikit saja pada pelapisan, sehingga ada bagian yang tidak tertutupi oleh pelapis, maka bagian itu akan bebas terekspos dengan lingkungan korosif dan akan terkorosi dengan lebih hebat dari pada jika tidak ada pelapisan, akibat terbentuknya sel galvanik. Tipe korosi akan berbentuk seperti rumah rayap, dengan bagian luar mulus, sementara bagian dalam sudah habis terkorosi/keropos. Contoh pelapisan tipe ini adalah pelapisan dengan logam-logam mulia seperti emas, perak, platina dan titanium. Pemakaian logam kurang inert sebagai pelapis punya keuntungan ganda. Selain pelapis merupakan pelindung secara fisik, ia juga pelindung secara elektrokimia bagi logam yang dilapisi. Kontak langsung antara kedua logam, membuat logam pelindung dan yang dilindungi membentuk sebuah sel galvanik, dengan anodanya adalah logam pelindung dan katodanya adalah logam yang dilindungi. Akibatnya, boleh dikatakan bahwa logam yang dilindungi baru akan terkorosi jika semua logam pelindung sudah habis terkorosi. Adanya cacat pada pelapisan tidak mempengaruhi kemampuan proteksi pelindung. Contoh sistem seperti ini adalah besi galvanisasi, yaitu besi yang dilapisi dengan aluminium.Pada metode cladding ini, logam pelapis berupa lembaran atau lempengan. Lembaran logam ini dibungkuskan pada alat yang akan dilapisi. Peralatan yang dilapisi jadi terselubung oleh mantel pelapis. Biasanya pelapisannya dilakukan dengan cara rolling terhadap dua lembar logam secara bersamaan. Bahan-bahan yang biasa digunakan untuk melapisi baja adalah : Ni, Al, Cu, Ti, stainless steel, dan lain-lain. Contoh bahan cladding semacam ini adalah lembaran-lembaran nikel dan baja yang di hot-rolled membentuk satu lembaran komposit dengan ketebalan 1/8 in nikel dan 1 in baja.Proses spraying (flame spraying) juga disebut dengan proses metalising. Proses ini terdiri dari ekspos kawat pelapis ataupun penyemburan serbuk logam pelapis ke arah api pelelehan, sedemikian rupa sehingga cairan lelehan logam pelapis yang berbentuk butir-butir yang halus menempel ke permukaan logam yang akan dilapisi dan membeku di sana. Digunakan oksigen dan asetilen atau propan untuk panas.Pelapisan dengan cara ini biasanya menghasilkan lapisan yang porous dan tidak protektif terhadap lingkungan cairan yang korosif. Biasanya porositas menurun dengan naiknya titik lebur pelapis. Permukaan yang akan dilapisi harus di sand blasting agar agak kasar sehingga lapisan bisa lebih menempel (terkunci) pada yang dilapisi. Kadang-kadang di atas lapisan ini, dilapis lagi dengan cat untuk menutup pori-pori yang ada demi kesempurnaan proteksi.Jadi pada reaktor kebanyakan digunakan metode pelapisan cladding pada bagian dalam reaktor. Bagian dalam reaktor di lapisi oleh logam yang merupakan pasangan antikorosi terhadap zat yang masuk ke dalam reaktor.Pelapisan dengan bahan organik dilakukan dengan menggunakan bahan cat (polimer). Lapis cat merupakan lapis lindung yang tahan korosi (bukan logam). Logam akan terisolasi dari lingkungan korosif oleh adanya lapisan cat, sehingga akan aman dari korosi. Di antara semua metode penanggulan korosi, metode pengecatan adalah yang terbanyak digunakan. Pengecatan bukan hanya untuk menghambat korosi yang merusak logam sebagai bahan konstruksi saja, tetapi juga untuk tujuan estetika. Biaya terbanyak yang dikeluarkan untuk penanggulangan korosi adalah untuk pengecatan ini. Pengecatan harus dilakukan terus menerus secara periodik, jika ingin hasilnya baik. Penghentian rutinitas pengecatan, bahkan akan mengakibatkan logam yang diproteksi terkorosi lebih hebat dibanding jika ia tidak pernah diproteksi dengan pengecatan. Adanya sedikit cacat pada lapisan cat mengakibatkan logam di bawah cat terkorosi hebat mirip rumah rayap. Hal ini seperti yang terjadi pada logam yang dilapisi dengan logam yang lebih inert. Selain dari kesempurnaan pelapisan, ada hal-hal penting lain yang harus diperhatikan pada proteksi dengan pengecatan, yaitu: 1) persiapan permukaan yang akan dicat 2) pemilihan cat primer 3) pemilihan cat luar Persiapan permukaan yang akan dicat merupakan langkah penting dalam pengecatan. Permukaan harus dibersihkan dari kotoran, karat, debu, minyak ataupun gemuk dan lain-lain bahan pengotor. Selain itu, permukaan yang akan dilapisi juga harus agak kasar untuk tempat gigitan cat agar menempel dengan baik. Untuk itu dilakukan sand blasting yang merupakan cara terbaik untuk persiapan permukaan. Cara lain yang bisa dipakai ialah pickling, scraping, wire brushing, dan flame cleaning. Tetapi semua cara-cara tersebut tidak dapat mengalahkan sand blasting, baik dari segi kesederhanaan/kemudahan, kemurahan biaya maupun hasilnya. Pemilihan pelapis primer penting agar pelapis luar dapat melekat dengan baik. Cat primer juga dipilih yang mengandung bahan anti korosi. Kemampuan pembasahan adalah aspek penting dari cat primer ini, sebab cacat-cacat dan celah-celah pada permukaan akan diisi oleh cat primer ini. Cat primer juga harus memiliki waktu pengeringan yang singkat, sehingga permukaan tidak sempat terkontaminasi oleh kotoran ketika masih basah. Cat primer dapat mengandung pigmen yang bersifat menghambat korosi, seperti seng kromat dan serbuk seng. Cat luar harus dipilih yang bagus. Jangan pernah memilih cat luar yang murah dengan mutu yang rendah, sebab dari total biaya produksi proteksi dengan sistem pengecatan ini, beaya terbanyak adalah biaya untuk proses pengecatannya dibanding dengan biaya untuk beli catnya sendiri. Ketebalan cat harus cukup, sehingga tidak ada cacat pada pelapisan. Sedikit cacat (holiday) sudah cukup untuk mengkondisikan korosi galvanik dengan struktur yang dilapisi sebagai anoda dan catnya sebagai katoda. Untuk itu orang melakukan pengecatan sampai beberapa lapis. Cara ini efektif untuk menutup holidays dari lapis-lapis sebelumnya. Proses pelapisan dengan bahan anorganik dilakukan dengan mengkorosikan logam dalam lingkungan asam-asam pengkorosi sehingga diperoleh lapisan corrosion product yang protektif di pemukaan logam. Di antara contoh proses pelapisan dengan cara ini adalah proses anodising, phosphatising, dan chromatising. Anodising aluminium menghasilkan lapisan protektif Al2O3 di permukaan logam. Phosphating dan chromatising adalah semacam anodising dengan asam-asam pengkorosi asam-asam fosfat dan kromat.Proses pelapisan dengan bahan anorganik juga dapat dilakukan dalam suasana kering, seperti pada pembentukan lapisan oksida logam melalui pemanasan (heat coatings atau oxide coatings). Contoh pemakaian proses phosphating adalah pada pelapisan terhadap badan mobil. Lapis anorganik yang terbentuk pada badan mobil tersebut, merupakan dasar yang baik untuk pengecatan. Ia berfungsi sebagai lapisan cat primer. Chromatising biasa dilakukan terhadap baja, magnesium dan seng. Oxide coatings biasa dilakukan terhadap baja dengan memanaskannya dalam lingkungan udara atau dengan mengeksposnya ke cairan panas. Hasil pelapisan oksida harus diolah lagi dengan produk minyak bumi untuk menghindari pengkaratan. Dengan perlakuan semacam ini bisa diperoleh lapisan protektif dengan warna-warna yang dikehendaki.

Daftar Pustaka

Anonim. Abrasive Blasting (en.wikipedia.org/wiki/Abrasive_blasting, diakses pada 1 maret 2015)Anonim. Corrosion (en.wikipedia.org/wiki/Corrosion, diakses pada 1 maret 2015)Dewi. T.K.. 2003. Pelatihan Prime Movers Dan Peralatan Khusus Penunjang Operasi abrik Bagi Calon Karyawan PT PUSRI. PalembangFachry, H.A.Rasyid. 2007. Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia II. Indralaya : Laboratorium Proses dan Operasi Teknik Kimia Jurusan Teknik Kimia Universitas SriwijayaRahayu, S.S. 2009. Pelapisan Logam (www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-industri/bahan-baku-dan-produk-industri/pelapisan-logam/, Diakses pada 1 maret 2015)