MODUL KEGIATAN BELAJAR 1
PENCEGAHAN KOROSI

A. Sub Kompetensi

Prinsip dasar korosi dan pencegahan korosi dapat dijelaskan dengan benar.

B. Tujuan Kegiatan Belajar 1 :

Mahasiswa dapat menjelaskan prinsip dasar terjadinya korosi dan teknik pencegahan sesuai dengan material dan lingkungan yang dihadapi. 

C. Uraian Materi 1 

1) Prinsip dasar korosi

Korosi adalah kerusakan suatu logam akibat bereaksi dengan lingkungannya. Korosi atau perkaratan sangat lazim terjadi pada besi.  Besi merupakan logam yang mudah berkarat.  Karat besi merupakan zat yang dihasilkan pada peristiwa korosi, yaitu berupa zat padat berwarna coklat kemerahan yang bersifat rapuh serta berpori.  Rumus kimia dari karat besi adalah Fe2O3.xH2O.  Bila dibiarkan, lama kelamaan besi akan habis menjadi karat.

Dampak dari peristiwa korosi bersifat sangat merugikan.  Contoh nyata adalah keroposnya jembatan, bodi mobil, ataupun berbagai konstruksi dari besi lainnya. Siapa di antara kita tidak kecewa  bila bodi mobil kesayangannya tahu-tahu sudah keropos karena korosi.  Pasti tidak ada.  Karena itu, sangat penting bila kita sedikit tahu tentang apa korosi itu, sehingga bisa diambil langkah-langkah antisipasi.

Peristiwa korosi sendiri merupakan proses elektrokimia, yaitu proses (perubahan / reaksi kimia) yang melibatkan adanya aliran listrik.  Bagian tertentu dari besi berlaku sebagai kutub negatif (elektroda negatif, anoda), sementara bagian yang lain sebagai kutub positif (elektroda positif, katoda).  Elektron mengalir dari anoda ke katoda, sehingga terjadilah peristiwa korosi.

Ion besi (II) yang terbentuk pada anoda selanjutnya teroksidasi menjadi ion besi (III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi (karat besi), Fe2O3.xH2O.

Gambar 1. Mekanisme terjadinya korosi

Dari reaksi terlihat bahwa korosi melibatkan adanya gas oksigen dan air.  Karena itu, besi yang disimpan dalam udara yang kering akan lebih awet bila dibandingkan ditempat yang lembab.  Korosi pada besi ternyata dipercepat oleh beberapa faktor, seperti tingkat keasaman, kontak dengan elektrolit, kontak dengan pengotor, kontak dengan logam lain yang kurang aktif (logam nikel, timah, tembaga), serta keadaan logam besi itu sendiri (kerapatan atau kasar halusnya permukaan).

2) Jenis-jenis Korosi

a) Korosi Atmosfer

Korosi ini terjadi akibat proses elektrokimia antara dua bagian bendapadat khusunya metal besi yang berbeda potensial dan langsung berhubungan dengan udara terbuka.

Faktor-faktor yang menentukan tingkat karat atmosfer, yaitu :

• Jumlah zat pencemar di udara (debu, gas), butir-butir arang, oksida metal,

• H2SO4, NaCl, (NH4)2SO4.

• Suhu

• Kelembaban kritis

• Arah dan kecepatan angin

• Radiasi matahari

• Jumlah curah hujan

b) Korosi Galvanis

Korosi ini terjadi karena proses elektro kimiawi dua macam metal yang berbeda potensial dihubungkan langsung di dalam elektrolit sama, akibatnya metal yang kurang mulia berubah menjadi ion-ionpositif karena kehilangan electron. Karena peristiwa tersebut, permukaan anoda kehilangan metal sehingga terbentuklah sumur-sumur karat (Surface Attack) atau serangan karat permukaan.

Contoh, suatu tube sheet atau bundle sebuah alat penukar kalori (cooler).Tube sheet terbuat dari karbon steel (baja karbon), dan tubenya dari paduan tembaga (Aluminium bronze), kalau ditinjau pada electromotive series jelasbahwa baja (ferrum) lebih tinggi letaknya daripada tembaga, jadi baja dalam kondisi ini menjadi lebih anodic terhadap paduan tembaga, karenanya terjadilah sel karat galvanic dan akibatnya tube sheet baja tersebut berkarat dan kehilangan metal pada permukaannya.

c) Korosi Regangan

Korosi ini terjadi karena pemberian tarikan atau kompresi yang melebihi batas ketentuannya. Kegagalan ini sering disebut Retak Karat Regangan (RKR) atau stress corrosion crackinge lah yang sedikit mengandung zat asam sehingga akibatnya bersifat anodic.

Proses pengkaratan ini berlangsung cukup lama karena cairan elektrolit di dalam celah cenderung lama mengeringnya walaupun bagian luar permukaan/celah telah lama kering. Celah ini sangat b. Sifat retak jenis ini sangat spontan (tiba-tiba terjadinya/spontaneous), regangan biasanya bersifat internal yang disebabkan oleh perlakuan yang diterapkan seperti bentukan dingin atau merupakan sisahasil pengerjaan (residual) seperti pengelingan, pengepresan dan lain-lain. Untuk material kuningan jenis RKR disebut Season Cracking, dan pada material Low Carbon Steel disebut Caustic Embrittlement (kerapuhan basa),karat ini terjadi sangat cepat, dalam ukuran menit, yakni jika semua persyaratanuntuk terjadinya karat regangan ini telah terpenuhi pada suatu momen tertentuyakni adanya regangan internal dan terciptanya kondisi korosif yang berhubungan dengan konsentrasi zat karat (Corrodent) dan suhu lingkungan.

d) Korosi Celah

Korosi celah (Crecive Corrosion) ialah sel korosi yang diakibatkan oleh perbedaan konsentrasi zat asam. Karat ini terjadi, karena celah sempit terisi dengan lektrolit (air yang pHnya rendah) maka terjadilah suatu sel korosi dengan katodanya permukaan sebelah luar celah yang basah dengan air yang lebih banyak mengandung zat asam daripada bagian sebelah dalam canyak pada konstruksi karoseri kendaraan karena fabrikasinya menggunakan pengelasan electric resistance (tahanan listrik) system spot pada pelat tipis yang disusun secara bertumpu (overlap). Overlap inilah yang menimbulkan celah-celah.

e) Korosi Erosi

Korosi erosi ialah proses perusakan pada permukaan logam yang disebabkan oleh aliran fluida yang sangat cepat. Korosi erosi dapat dibedakan pada 3 kondisi, yaitu : kondisi aliran laminar kondisi aliran turbulensi, kondisi peronggaan. Korosi erosi disebabkan oleh beberapa factor, yaitu : Perubahan drastis pada diameter lubang bor atau arah pipa, penyekat pada sambungan yang buruk pemasangannya, Adanya celah yang memungkinkan fluida mengalir di luar aliran utama, Adanya produk korosi atau endapan lain yang dapat mengganggu aliran laminer.

3) Cara pencegahan korosi pada Besi

Korosi menimbulkan banyak kerugian karena mengurangi umur berbagai barang atau bangunan yang menggunakan besi atau baja. Sebenarnya korosi dapat dicegah dengan mengubah besi menjadi baja tahan karat (stainless steel). Akan tetapi, proses ini terlalu mahal untuk kebanyakan penggunaan besi.

Korosi besi memerlukan oksigen dan air. Kemudian, kita ketahui bahwa berbagai jenis logam dapat melindungi besi terhadap korosi. Cara-cara pencegahan korosi besi yang akan dibahas berikut ini didasarkan pada dua sifat tersebut.

1. Mengecat. 

Jembatan, pagar dan railing biasanya dicat. Cat menghindarkan kontak besi dengan udara dan air.

2. Melumuri logam dengan oli atau gemuk. 

Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak besi dengan air.

3. Dibalut dengan plastik. 

Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak besi dengan udara dan air.

4. Tin plating (pelapisan dengan timah). 

Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebut electro plating. Timah tergolong logam yang tahan karat. Besi yang dilapisi timah tidak mengalami korosi karena tidak ada kontak dengan oksigen (udara) dan air. Akan tetapi, lapisan timah ada yang rusak, misalnya tergores, maka timah justru mendorong/mempercepat korosi besi. Hal itu terjadi karena potensial reduksi besi lebih negatif daripada timah. Oleh karena itu, besi yang dilapisi dengan timah akan membentuk suatu sel elekrokimia dengan besi sebagai anode. Dengan demikian, timah mendorong korosi besi. Akan tetapi, hal itu justru yang diharapkan, sehingga kaleng-kaleng bekas cepat hancur.

5. Galvanisasi (pelapisan dengan zink agar besi terhindar korosi). 

Pipa besi, tiang telpon, badan mobil, dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal itu terjadi karena suatu mekanisme yang disebut dengan perlindungan katode. Oleh karena potensial reduksi besi lebih positif daripada zink, maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk sel elekrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian, besi terlindungi dan zink yang mengalami oksidasi.

6. Cromium plating (pelapisan dengan kromiumagar besi terhindar korosi).

Besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang mengkilap, misalnya untuk bumper mobil. Cromium plating juga dilakukan dengan elektrolisis. Sama seperti zink, kromium dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium itu ada yang rusak.

7. Sacrificial protection (pengorbanan anode). 

Magnesium adalah logam yang jauh lebih aktif (berarti lebih mudah berkarat) daripada besi. Jika logam magnesium dikontakkan dengan besi, maka magnesium itu akan berkarat tetapi besi tidak. Cara ini digunakan untuk melindungi pipa baja yang ditanam dalam tanah atau badan kapal laut.Secara periodik, batang magnesium harus diganti.

8. Membuat alloy atau  paduan logam yang bersifat tahan karat, misalnya besi dicampur dengan logam Ni dan Cr menjadi baja stainless (72% Fe, 19%Cr, 9%Ni)

D. Latihan

1. Apakah yang dimaksud dengan korosi?
2. Bagaimana terjadinya korosi pada besi ?
3. Faktor apa saja yang mempercepat terjadinya korosi pada besi ?
4. Sebutkan 8 cara pencegahan korosi terutama pada besi !
5. Apakah yang dimaksud dengan galvanizing ?
6. Berilah contoh penerapan pelapisan dengan teknik galvanizing !
7. Apa yang dimaksud dengan Sacrificial protection, jelaskan prinsip kerjanya !

E. Rangkuman

Korosi adalah kerusakan suatu logam akibat bereaksi dengan lingkungannya.Korosi atau perkaratan sangat lazim terjadi pada besi.  Dampak dari peristiwa korosi bersifat sangat merugikan.  Contoh nyata adalah keroposnya jembatan, bodi mobil, ataupun berbagai konstruksi dari besi lainnya.

Korosi pada besi ternyata dipercepat oleh beberapa faktor, seperti tingkat keasaman, kontak dengan elektrolit, kontak dengan pengotor, kontak dengan logam lain yang kurang aktif (logam nikel, timah, tembaga), serta keadaan logam besi itu sendiri (kerapatan atau kasar halusnya permukaan).

Cara-cara pencegahan korosi besi yang umum dilakukan antara lain : pengecatan, melumuri logam dengan oli, dibalut plastik, tin plating, galvanising, cromium plating, sacrificial protection, membuat paduan logam tahan karat.

Lokasi:

Berbagi :