BAB III KOROSI RETAK TEGANG
Kelompok 18
BAB III STR E SS COR R OSI ON CR A C K I NG
(KOROSI RETAK TEGANG) 3.1 Tujuan :
1. Mengetahui dan memahami mekanisme terjadinya stress terjadinya stress corrosion cracking pada logam baja 2. Mengetahui dan memahami parameter keberhasilannya 3. Mengetahui pengaplikasian Stress Corrosion Cracking 4. Mengetahui cara pengukuran pH dan potensial pada Stress Corrosion Cracking 5. Mengetahui pengaruh beban terhadap Stress Corrosion Cracking
3.2 Dasar Teori
Stress Corrosion Cracking atau atau korosi retak tegang merupakan korosi yang di akibatkan karena suatu material logam mengalami/menerima tegangan melebihi kemampuan tegangan yang dapat di terima material logam tersebut. SCC terjadi karena adanya tiga kondisi yang saling berkaitan, yaitu adanya tegangan tarik, lingkungan yang korosif, dan paduan yang berkemampuan untuk terjadi korosi retak tegang.
Gambar 3.1 faktor – faktor faktor terjadinya SCC
Tahapan Terjadinya SCC 1. Tahap 1 muncul retak dan penjalaran. 2. Tahap 2 penyebaran peretakan secara merata. 3. Tahap 3 penyebaran retakan merata atau kegagalan terakhir.
Laporan Akhir Praktikum Korosi T.A. 2016/2017
38
BAB III KOROSI RETAK TEGANG
Kelompok 18
Mekanisme terjadinya SCC 1. Terjadinya retakan kecil pada permukaan material logam yang berakibat melebarnya pori antar partikel penyusun logam karena material logam menerima tegangan berlebihan. 2. Daerah peretakan semakin melebar dan terjadi rengkahan-rengkahan antar partikel yang berakibat pori-pori semakin melebar sehingga mudah di terobos atom-atom pengkorosif. 3. Atom-atom pengkorosif masuk ke dalam pori-pori partikel penyusun logam sehingga menyebabkan terjadinya korosi. 4. Korosi semakin menjalar ke dalam struktur penyusun logam secara fatal karena sinergitas antara tegangan dan atom-atom pengkorosif. 5. Tahap terakhir yaitu tahap kegagalan material logam ( Patah/ hancurnya logam yang menyebabkan ambruknya suatu konstruksi yang terbuat dari material logam)
Gambar 3.2 Mekanisme terjadinya SCC
Pencegahan korosi retak tegang •
Pemilihan material yang tahan / imun terhadap SCC
•
Penambahan inhibitor
•
Mengurangi kekuatan tarik
•
Turunkan besarnya tegangan
•
Turunkan tegangan akibat panas/ thermal
Laporan Akhir Praktikum Korosi T.A. 2016/2017
39
BAB III KOROSI RETAK TEGANG
Kelompok 18
3.3 Metodelogi Praktikum 3.3.1 Skema Proses
Persiapan alat dan bahan
Bersihkan spesimen
Ukur dimensi dan berat awal
Buat larutan NaCl 2,5 %
Pasang spesimen pada penjepit sel uji
Celupkan spesimen ke dalam larutan NaCl 2,5 %
Pasang beabn dan pastikan dial gauge pada angka nol
Amati pertambahan panjang, pH, dan potensial
Ukur dimensi spesimen dan timbang berat akhir
Lakukan en olahan data
Analisa dan pembahasan
kesimpuan Gambar 3.1 Proses Stress Corrosion Cracking
Laporan Akhir Praktikum Korosi T.A. 2016/2017
40
BAB III KOROSI RETAK TEGANG
Kelompok 18
3.3.2 Penjelasan Skema Proses
1.
Persiapan alat dan bahan
2.
Spesimen dibersihkan dengan menggunakan amplas 240,600, dan 800 mesh
3.
Spesimen diukur dimensinya dan ditimbang berat awal dengan menggunakan neraca digital dan jangka sororng
4.
Buat larutan NaCl 2,5 %
5.
Spesimen dipasangkan pada kedua penjepit dalam mesin uji SCC
6.
Spesimen dicelupkan ke dalam larutan NaCl 2,5 %
7.
Beban dipasangkan dan pastikan dial gauge menunjukan angka nol
8.
Amati pertambahan panjang, pH, dan potensial
9.
Ukur dimensi spesimen dan timbang berat akhir
10. Lakukan pengolahan data 11. Analisa hasil percobaan 12. Hasil analisa disimpulkan
Laporan Akhir Praktikum Korosi T.A. 2016/2017
41
BAB III KOROSI RETAK TEGANG
Kelompok 18
3.3.3 Gambar Proses
Spesimen dibersihkan dengan menggunakan amplas 240,600,&800 mesh
Spesimen diukur dimensi dan ditimbang berat awal, dengan menggunakan neraca digital dan jangka sorong
Buat larutan NaCl 2,5 % NaCl
Masukan larutan, tambahkan sejumlah beban, posisikan deal gauge pada posisi 0, dan ukur potensial serta pH selama 2 jam sekali hingga spesimen putus,
Laporan Akhir Praktikum Korosi T.A. 2016/2017
42
BAB III KOROSI RETAK TEGANG
Kelompok 18
Spesimen diukur dimensi dan ditimbang berat akhir, dengan menggunakan neraca digital dan jangka sorong
Gambar 3.2 Proses Stress Corrosion Cracking
3.4 Alat Dan Bahan 3.4.1 Alat :
1. Neraca digital
: 1 buah
2. PH meter
: 1 buah
3. Potensiometer
: 1 buah
4. Refference electrode
: 1 buah
5. Aalat uji SCC
: 1 buah
6. Dial gauge
: 1 buah
7. Beban
: 15,6 kg
8. Tang krus
: 1 buah
9. Jangka sorong
: 1 buah
10. Batang pengaduk
: 1 buah
11. Airator
: 1 buah
3.4.2 Bahan :
1. Aqua dm
(secukupnya)
2. Amplas 240, 600, & 800 mesh
(1 lembar)
3. Logam baja ST-37
(1 buah)
4. NaCl 2,5 % 5. Alkohol
(secukupnya)
6. Tisu
(secukupnya)
Laporan Akhir Praktikum Korosi T.A. 2016/2017
43
BAB III KOROSI RETAK TEGANG
Kelompok 18
3.5 Pengumpulan Dan Pengolahan Data 3.5.1 Pengumpulan Data Tabel 3.1. Data Pengamatan awal
1
Spesimen
Baja ST 37
2
Panjang awal
1,56 cm
3
Lebar awal
0,78 cm
4
Tebal awal
0,12 cm
5
Beban SCC
15,605 kg
6
Larutan
7
Waktu pengamatan
8
Waktu awal pembebanan
9
Potensial awal
10
pH awal
11
Panjang takikan awal
NaCl 2,5 M
3L
2 jam 17.00 WIB -0,18 volt 7,71 0,22 mm
Tabel 3.2. Data Pengamatan Akhir
1
Spesimen
2
Panjang akhir
1,59 cm
3
Lebar akhir
0,74 cm
4
Tebal akhir
0,12 cm
5
Beban SCC
15,605 kg
6
Larutan
7
Waktu pengamatan
8
Waktu akhir pembebanan
9
Potensial akhir
10
pH akhir
11
Panjang takikan akhir
12
Berat akhir
Laporan Akhir Praktikum Korosi T.A. 2016/2017
Baja ST 37
NaCl 2,5 M
3L
2 jam 15.00 WIB -0,08 volt 7,49 0,26 mm 19,07 gram
44
BAB III KOROSI RETAK TEGANG
Kelompok 18
Tabel 3.3. Data Pengamatan Selama Pengujian
Potensial
Perpanjangan
(volt)
(mm)
7,71
- 0,18
0
21.00
7,68
- 0,18
0
28 November 2016
23.00
7,69
- 0,21
0
4
29 November 2016
01.00
7,71
- 0,15
0
5
29 November 2016
03.00
7,71
- 0,15
0
6
29 November 2016
05.00
7,82
- 0,21
0
7
29 November 2016
07.00
7,94
- 0,22
0
8
29 November 2016
09.00
7,85
- 0,22
0
9
29 November 2016
11.00
7,81
- 0,23
0,01
10
29 November 2016
13.00
7,86
- 0,22
0,01
11
29 November 2016
15.00
7,83
- 0,22
0,01
12
29 November 2016
17.00
7,52
- 0,22
0,01
13
29 November 2016
19.00
7,52
- 0,21
0,01
14
29 November 2016
21.00
7,53
- 0,21
0,01
15
29 November 2016
23.00
7,52
- 0,22
0,01
16
30 November 2016
01.00
7,52
- 0,21
0,01
17
30 November 2016
03.00
7,53
- 0,22
0,01
18
30 November 2016
05.00
7,53
- 0,21
0,01
19
30 November 2016
07.00
7,44
- 0,23
0,07
20
30 November 2016
08.00
7,45
- 0,20
0,07
21
30 November 2016
09.00
7,51
- 0,21
0,07
22
30 November 2016
10.00
7,48
- 0,21
0,07
23
30 November 2016
11.00
7,46
- 0,21
0,07
24
30 November 2016
12.00
7,51
- 0,21
0,07
25
30 November 2016
13.00
7,49
- 0,21
0,07
26
30 November 2016
14.00
7,53
- 0,21
0,07
27
30 November 2016
15.00
7,54
- 0,22
0,07
28
30 November 2016
16.00
7,50
- 0,22
0,07
No
Tanggal
Waktu
pH
1
28 November 2016
19.00
2
28 November 2016
3
Laporan Akhir Praktikum Korosi T.A. 2016/2017
45
BAB III KOROSI RETAK TEGANG
Kelompok 18
29
30 November 2016
17.00
7,57
- 0,22
0,07
30
30 November 2016
18.00
7,56
- 0,21
0,07
31
30 November 2016
19.00
7,60
- 0,21
0,08
32
30 November 2016
20.00
7,58
- 0,20
0,08
33
30 November 2016
21.00
7,59
- 0,21
0,08
34
30 November 2016
22.00
7,58
- 0,21
0,08
35
30 November 2016
23.00
7,61
- 0,20
0,08
36
30 November 2016
00.00
7,60
- 0,20
0,08
37
1 Desember 2016
01.00
7,61
- 0,20
0,08
38
1 Desember 2016
02.00
7,62
- 0,20
0,08
39
1 Desember 2016
03.00
7,60
- 0,21
0,08
40
1 Desember 2016
04.00
7,60
- 0,21
0,08
41
1 Desember 2016
05.00
7,61
- 0,21
0,08
42
1 Desember 2016
06.00
7,60
- 0,20
0,08
43
1 Desember 2016
07.00
7,58
- 0,21
0,08
44
1 Desember 2016
08.00
7,60
- 0,20
0,08
45
1 Desember 2016
09.00
7,60
- 0,19
0,08
46
1 Desember 2016
10.00
7,62
- 0,20
0,08
47
1 Desember 2016
11.00
7,61
- 0,20
0,08
48
1 Desember 2016
12.00
7,61
- 0,20
0,08
49
1 Desember 2016
13.00
7,51
- 0,20
0,09
50
1 Desember 2016
14.00
7,68
- 0,21
0,09
51
1 Desember 2016
15.00
7,64
- 0,20
0,09
52
1 Desember 2016
16.00
7,62
- 0,20
0,09
53
1 Desember 2016
17.00
7,58
- 0,20
0,09
54
1 Desember 2016
18.00
7,49
- 0,20
0,09
55
1 Desember 2016
19.00
7,68
- 0,21
0,09
56
1 Desember 2016
21.00
7,63
- 0,20
0,09
57
1 Desember 2016
23.00
7,74
- 0,20
0,09
58
2 Desember 2016
01.00
7,67
- 0,19
0,10
59
2 Desember 2016
03.00
7,62
- 0,18
0,10
Laporan Akhir Praktikum Korosi T.A. 2016/2017
46
BAB III KOROSI RETAK TEGANG
Kelompok 18
60
2 Desember 2016
05.00
7,90
- 0,19
0,10
61
2 Desember 2016
07.00
7,73
- 0,17
0,10
62
2 Desember 2016
09.00
7,74
- 0,16
0,10
63
2 Desember 2016
11.00
7,74
- 0,16
0,10
64
2 Desember 2016
13.00
7,71
- 0,19
0,10
65
2 Desember 2016
15.00
7,62
- 0,19
0,10
66
2 Desember 2016
17.00
7,59
- 0,19
0,10
67
2 Desember 2016
19.00
7,65
- 0,16
0,10
68
2 Desember 2016
21.00
7,66
- 0,14
0,10
69
2 Desember 2016
23.00
7,65
- 0,14
0,10
70
3 Desember 2016
01.00
7,63
- 0,20
0,10
71
3 Desember 2016
03.00
7,65
- 0,20
0,10
72
3 Desember 2016
05.00
7,63
- 0,12
0,11
73
3 Desember 2016
07.00
7,64
- 0,15
0,11
74
3 Desember 2016
09.00
7,62
- 0,08
0,11
75
3 Desember 2016
11.00
7,64
- 0,18
0,11
76
3 Desember 2016
13.00
7,64
- 0,04
0,11
77
3 Desember 2016
15.00
7,57
- 0,23
0,11
78
3 Desember 2016
17.00
7,55
- 0,08
0,18
79
3 Desember 2016
19.00
7,59
- 0,03
0,18
80
3 Desember 2016
20.00
7,59
- 0,19
0,19
81
3 Desember 2016
21.00
7,53
- 0,17
0,19
82
3 Desember 2016
22.00
7,62
- 0,19
0,19
83
3 Desember 2016
23.00
7,58
- 0,19
0,19
84
4 Desember 2016
00.00
7,61
- 0,19
0,19
85
4 Desember 2016
01.00
7,63
- 0,19
0,19
86
4 Desember 2016
02.00
7,65
- 0,17
0,19
87
4 Desember 2016
03.00
7,65
- 0,19
0,19
88
4 Desember 2016
04.00
7,62
- 0,18
0,19
89
4 Desember 2016
05.00
7,64
- 0,17
0,19
90
4 Desember 2016
06.00
7,67
- 0,18
0,19
Laporan Akhir Praktikum Korosi T.A. 2016/2017
47
BAB III KOROSI RETAK TEGANG
Kelompok 18
91
4 Desember 2016
07.00
7,67
- 0,18
0,19
92
4 Desember 2016
08.00
7,68
- 0,19
0,19
93
4 Desember 2016
09.00
7,65
- 0,19
0,19
94
4 Desember 2016
10.00
7,64
- 0,18
0,19
95
4 Desember 2016
11.00
7,63
- 0,14
0,19
96
4 Desember 2016
12.00
7,63
- 0,19
0,19
97
4 Desember 2016
13.00
7,66
- 0,19
0,19
98
4 Desember 2016
14.00
7,59
- 0,19
0,19
99
4 Desember 2016
15.00
7,63
- 0,17
0,19
100
4 Desember 2016
16.00
7,59
- 0,19
0,19
101
4 Desember 2016
17.00
7,57
- 0,19
0,19
102
4 Desember 2016
18.00
7,51
- 0,22
0,19
103
4 Desember 2016
19.00
7,50
- 0,19
0,19
104
4 Desember 2016
21.00
7,50
- 0,15
0,19
105
4 Desember 2016
23.00
7,50
- 0,22
0,19
106
5 Desember 2016
01.00
7,53
- 0,16
0,19
107
5 Desember 2016
03.00
7,51
- 0,20
0,19
108
5 Desember 2016
05.00
7,52
- 0,18
0,19
109
5 Desember 2016
07.00
7,54
- 0,19
0,19
110
5 Desember 2016
09.00
7,54
- 0,20
0,19
111
5 Desember 2016
11.00
7,49
- 0,18
0,19
112
5 Desember 2016
13.00
7,48
- 0,20
0,19
113
5 Desember 2016
15.00
7,47
- 0,18
0,19
114
5 Desember 2016
17.00
7,49
- 0,16
0,19
115
5 Desember 2016
19.00
7,53
- 0,19
0,19
116
5 Desember 2016
21.00
7,47
- 0,11
0,19
117
5 Desember 2016
23.00
7,50
- 0,22
0,19
118
6 Desember 2016
01.00
7,50
- 0,25
0,19
119
6 Desember 2016
03.00
7,51
- 0,20
0,19
120
6 Desember 2016
05.00
7,49
- 0,20
0,19
121
6 Desember 2016
07.00
7,50
- 0,14
0,19
Laporan Akhir Praktikum Korosi T.A. 2016/2017
48
BAB III KOROSI RETAK TEGANG
Kelompok 18
122
6 Desember 2016
09.00
7,50
- 0,11
0,19
123
6 Desember 2016
11.00
7,50
- 0,13
0,19
124
6 Desember 2016
13.00
7,49
- 0,13
0,19
125
6 Desember 2016
15.00
7,49
- 0,08
0,19
3.5.2 Pengolahan Data
1. Luas penampang
= = 7,8 1,2 = 9,36 2. Perhitungan beban = 37 Kg/mm 2 = 36, 26 N/mm 2
Spesimen ST-37
= = 36,26 9,36 = 339, 39
Safety faktor
= 0,75 = 36,26 9,36 = 254, 54
Regangan
=
∆ 0
1−0
=
0
=
15,9 − 15,6 15,6
= 0,0192
Modulu Young
=
=
36,26 0,0192
= 1.888,541
3. Persamaan Reaksi
∶ → + 2 (4) + → + 1 (4) :
4+ 4 → 2 (3) 4 3 12+ → 4 + 6
Laporan Akhir Praktikum Korosi T.A. 2016/2017
49
BAB III KOROSI RETAK TEGANG
Kelompok 18
3.6 Analisa Dan Pembahasan
Stress Corrosion Cracking (SCC) terjsdi atau di pengaruhi oleh beban, material, dan oksigen. 4 penyebab ini dalah hal terpenting pada SCC apabila tidak ada salahsatu dari faktor korosi retak tegang tidak teradi. Beban yang digunakan pada percobaan dalah beban statis, sehingga mekanisme yang terbentuk seperti pada uji creep namun di tambah lingkungan yang korosif dantergantung pada spesimen yang digunkan dalam percobaan apakah ulet atau getas. Kemudian ditambah juga kondisi yang panas atau ditambah gelembung. Kedua tambahan ini dapat mempengaruhi lingkungan menjadi korosif. Spesimen terlebih dahulu dibersihkan dengan menggunakan amplas dengan tujuan membersihkan kotoran berupa debu, karat dan lainnya, sedangkan penambahan alkohol pada saat sebelum spesimen dimasukkan kedalam larutan bertujuan untuk menghilangkan pengotor setelah proses pengamplasan. Larutan yang digunakan dalam pengujian SCC kali ini menggunakan larutan NaCl 2,5 M di tambah aqua dm 3 liter sebagai pelarut, larutan ini memiliki pH awal 7,71 potensial awal -0,18, beban awal sebesar 15,605 kg. Dengan penambahan gelembung dalam larutan membuat oksigen yang berada pada larutan menjadi banyak yang menyebabkan reaksi oksidasi lebih cepat terbentuk. Dari hasil pengamatan hari ke hari larutan berubah menjadi warna kecoklatan, penambahan panjang masih normal, belum mencapai tingkat drastis. Pada hari ke-19 terjadi penambahan pangajng yang drastis dari 0,1 ke 07 yang diakibatkan oleh lingkungan ataupun human error. Dan akibatnya pengamatan menjadi 1jam sekali. Selanjutny penambahan panjang kembali normal. Hasil akhir dari percobaan kali ini didapat pH akhir 7,49, potensial akhir -0,08 dan berat akhir 19,07 gram. Pada percobaan Stress Corrosion Cracking (SCC) ini terjadi degradasi pada spesimen hanya sedikit banyak faktor yang mempengaruhi salah satu faktor terbesar yaitu beban, beban yang digunakan hanya 5,16 kg sedangkan spesimen yang digunakan ST-37 yang memiliki kekuatan tarik maksimal yaitu 37 kg/cm 2.
Laporan Akhir Praktikum Korosi T.A. 2016/2017
50
BAB III KOROSI RETAK TEGANG
Kelompok 18
Pencegahan Stress Corrosion Cracking (SCC) yaitu pemilihan material yang tahan SCC seperti austenitic dan high chromium content alloys, mengurangi tensile stress, dan modifikasi lingkungan. 3.7 Kesimpulan Dan Saran 3.7.1. Kesimpulan
1. Stress Corrosion Cracking di pengaruh oleh 4 aktor :
Lingkungan Material Oksigen Beban 2. Semakin besar tegangan dan beabn, maka semakin cepat terjaadi SCC 3. Semakin tinggi konsentrasi larutan, maka semakin cepat terjadinya SCC 4. Hasil pengukuran :
pH awal = 7,71 Potensial awal = -0,18 volt pH akhir = 7,49 potensial akhir = -0,08 5. Pencegahan Stress Corrosion Cracking (SCC) yaitu
pemilihan material yang tahan SCC seperti austenitic dan high chromium content alloys
Mengurangi tensile stress Modifikasi lingkungan 3.7.2. Saran
1. Sebaiknya, sebelum praktikum praktikan terlebih dahulu diberikan penjelesan mengenai mekanisme dan penggunaan alat ukur
Laporan Akhir Praktikum Korosi T.A. 2016/2017
51
