PENGENDALIAN KOROSI DAN INHIBITOR KOROSI Rio Naviano (K2511042) JurusanPendidikanTeknikdanKejuruan PendidikanTeknikMesinUnivesitasSebelasMaret Jl. Ahmad Yani No. 200 Surakarta Telp.(0271) 718419 Fax. (0271) 716266
ABSTRAK Korosi adalah proses pengrusakan pengrusakan
logam akibat reaksi elektrokimia antara logam logam dengan
lingkungannya.Proses korosi terjadi secara alamiah yaitu logam kembali bersenyawa dengan oksigen sebagaimana bahanbaku (ores) pada proses ekstraksi metalurgi pembuatan logam yang juga bersenyawa dengan oksigen.Sehingga korosi adalah kebalikan dari proses ekstraksi metallurgy dimana sejumlah energy yangdibutuhkan untuk proses pembuatan logam kembali dilepaskan pada proses korosi. Proses terjadinyakorosi pada suatu logam membentuk suatu sel elektrokimia yang terdiri dari: anoda, katoda, larutanelektrolit dan hubungan listrik antara anoda dan katoda. Maka menghilangkan salah satu dari ke -4 unsurtersebut akan dapat menghentikan proses korosi. Ini menjadi prinsip dasar dalam pengendalian prosespengkorosian logam, yaitu mengusahakan untuk mengontrol pertukaran ion antara logam (anoda) denganlingkungannya (katoda) dalam suatu media yang dapat menghantarkan arus listrik (elektrolit). Adabeberapa macam tatacara pengendalian korosi yaitu pemilihan bahan yang tepat, perancangan instalasiyang benar, pelapisan atau rekayasa permukaan, proteksi katodik dan pengondisian pengondisian lingkungan.
Makakemampuan
seorang perancang dalam memahami proses terjadinya korosi akan menentukan jenispengendalian korosi yang sesuai; oleh karena prinsip terjadinya korosi dipicu oleh hal yang hampir sama,sehingga ke 5 jenis metode pengendalian korosi tersebut sering digunakan secara parallel satu denganlainnya untuk efisiensi biaya. Kata kunci : Pengendalian Pengendalian korosi, inhibitor
mengantisipasi
PENDAHULUAN
Korosi
produknya,
muncul
kehidupan
pada
manusia
beberapa
bidang
terutama
yang
menyangkut dengan bahan-bahan dari jenis logam
sehingga
mengenalnya
mayoritas
sebagai
manusia
pengkaratan
atau
pengeroposan yang berdampak negative dan perlu untuk dihindari. Oleh karena besarnya dampak yang ditimbulkan oleh korosi dalam kehidupan, sehingga manusia melakukan berbagai upaya teknis untuk melawan atau meminimalkan proses yang terjadi secara alamiah ini. Beberapa perusahaan besar menyediakan biaya yang sangat besar untuk
masalah
semisal
korosi
pada
perusahaan
yang
bergerak dalam bidang otomotif dengan penggunaan logam yang dominan, demikian halnya dengan perusahaan yang bergerak dalam bidang industri pesawat terbang, pusat pembangkit tenaga listrik, industri kimia, serta bangunan berstruktur beton dan rangka baja. Maka dari tahapan perencanaan, pengoperasian dan pemeliharaannya harus disupervisi oleh ahli korosi yang bertanggung jawab untuk meminimalisir biaya dan resiko yang mungkin ditimbulkan oleh korosi. Korosi adalah suatu kerusakan (destructive)
yang dihasilkan oleh reaksi elektrokimia
yang akan menkonsumsi elektron tersebut
antara logam atau paduan logam dengan
yang
lingkungannya. Pada proses pembuatannya,
menghasilkan hubungan listrik. Pipa baja
logam di ekstrak dari bijih logam (ore),
(anoda) akan terkorosi karena ion-ion nya
dimana bijih logam tersebut yang diperoleh
akan terlarut dalam larutan sedangkan fitting
dari hasil penambangan masih bersenyawa
tembaga
dengan unsur lain terutama oksigen. Untuk
membuktikan bahwa korosi melibatkan reaksi
memperoleh logam, oksigen harus dipisahkan
elektrokimia,
(diekstrak)
mengalami
melalui
proses
ekstraksi
metallurgy membutuhkan energy yang besar.
keduanya
akan
terhubung
terlindungi
yaitu
antara
korosi
terjadi
untuk
(katoda). bahan
Ini yang
perpindahan
elektron. Karena elektron adalah bermuatan negatif, maka perpindahannya menimbulkan
Proses
korosi
pada
merupakan
arus listrik sehingga reaksi nya dipengaruhi
kebalikan dari proses ekstraksi metallurgy
oleh potensial listrik yang akan mengalir dari
pembuatan logam. Sejumlah energy yang
potensial tinggi ke potensial rendah yang
dibutuhkan pada proses pembuatan logam
dikenal dengan selisih energi bebas (ΔG)
dilepas kembali untuk menghasilkan korosi
antara anoda dan katoda . Demikian hal nya
dimana logam kembali bersenyawa dengan
dengan potensial baja dan tembaga, dimana
oksigen.
potensial baja lebih positif dari tembaga,
Sehingga
logam
proses
korosi
bisa
dikatakan sebagai suatu proses pengembalian
akibat
logam
menyebabkan baja lebih reaktif dan terkorosi.
ke
bentuk
alamiahnya
yaitu
selisih
energi
bebas
tersebut
bersenyawa dengan oksigen. Material non logam semisal keramik memiliki ikatan antar atom yang sangat stabil dalam bentuk ikatan ionik dimana tidak terdapat elektron bebas sebagaimana pada bahan logam sehingga tidak bersifat reaktif secara kimia dan elektrokimia dalam menghasilkan korosi. Demikian halnya dengan polimer (plastik) juga tidak akan mengalami korosi karena ikatan kovalen antara atom-atom karbon penyusunnya sangat stabil. Namun seiring dengan waktu keramik dan polimer
Laju korosi didefinisikan sebagai jumlah logam
juga akan mengalami penurunan kualitas.
yang hilang atau dilepaskan dari wilayah anoda atau jumlah logam yang mengendap
Korosi pada logam secara umum akan terjadi
(plating) pada wilayah katoda. Laju korosi
bila atom-atom penyusun logam kehilangan
dapat ditentukan berdasarkan persamaan
elektronnya menjadi ion-ion yang larut ke
Faraday dibawah ini:
dalam larutan sehingga logam secara gradual terkonsumsi oleh proses ini membentuk karatan; disebut dengan proses elektrokimia korosi seperti ditunjukkan pada gambar 1. Pipa air terbuat dari baja bertindak sebagai anoda akan melepaskan elektronnya menuju pengepas (fitting) tembaga sebagai katoda
berdasarkan tiori korosi tersebut dikenal dengan arus korosi. Sehingga besar kecilnya arus
korosi
sangat
menentukan
besar
kecilnya laju korosi pada suatu logam.
Metode pengendalian korosi pada logam
Upaya
pengendalian
diterapakan
korosi
dalam
rangka
yang
lazim
perlindungan
terhadap logam yang digunakan adalah sebagai berikut: PEMBAHASAN
1. Pemilihan bahan yang tepat Konsep dasar pengendalian korosi
2. Perancangan kontruksi yang memadai
Jika suatu logam diexpose di alam terbuka maka
akan
terjadi
interaksi
dengan
lingkungan yang melibatkan pertukaran ion antara
permukaan
logam
lingkungannya
tersebut.
pertukaran
dipacu
ion
dengan
Karakteristik
oleh
perbedaan
potensial antara logam dan lingkungannya yang menyebabkan terjadi korosi pada logam tersebut.
Namun
produk
korosi
berupa
karatan yang sifatnya rapat (dense) akan memberikan dampak positif bagi logam karena dapat memutuskan pertukaran ion sehingga korosi lanjutan akan berkurang. Jadi konsep yang sangat mendasarkan dalam melindungi
logam
mengupayakan pertukaran
ion
linkungannya.
dari
agar
korosi
tidak
antara
terjadinya
logam
Kalaupun
adalah
tidak
dengan bisa
memutuskan sama sekali pertukaran ion tersebut, maka diupayakan agar pertukaran ion berlangsung dengan laju yang lambat. Berdasarkan kriteria ini maka muncullah istilah
“pengendalian
sesungguhnya bahwa
korosi”
mengandung
pertukaran
ion
yang
pengertian yang
terjadi
dikendalikan agar tidak berlangsung secara cepat. Pertukaran ion dengan lingkungannya
3. Penerapan pelapisan logam 4. Penerapan sistem proteksi katodik dan anodik 5. Pengondisian lingkungan Beberapa jenis praktek perlindungan yang telah disebutkan diatas
jarang bisa berdiri
sendiri mengingan aspek biaya yang terlalu besar
sehingga
tidak
ekonomis.
Upaya
pengendalian korosi tersebut akan diuraikan dengan detail dibawah ini : 1. Pemilihan bahan yang sesuai
Pemilihan bahan yang tidak sesuai dengan lingkungan
tempat
dipalikasikan
akan
bahan dapat
tersebut
menyebabkan
kegagalan dini, berikut aspek keselamatan dan pembiayaan. Pemilihan bahan yang tepat yang dimaksudkan disini adalah memilih bahan sehingga
logam/paduannya pertukaran
logam/paduan lingkungannya
sedemikian ion
tersebut tidak
berlangsung
antara dengan dengan
cepat; atau dengan kata lain adalah memilih logam/paduannya yang perbedaan potensial dengan
lingkungannya
sekecil
mungkin.
Dalam prakteknya, jika lingkungannya terlalu agresif
(korosif) maka perancang lazim
memilih logam atau paduannya yang memiliki
tipe kontruksi. Dari berbagai literature dan
ketahanan korosi yang lebih baik dari baja.
pengalaman yang ada, terdapat banyak
Karakteristik
contoh-contoh
pemilihannya
didasari
pada
kontruksi
yang
memadai
aspek apakah logam tersebut imun terhadap
ditinjau dari segi ketahananya terhadap
lingkungannya tersebut atau apakah logam
korosi dengan tidak mengabaikan faktor
tersebut dapat membentuk suatu lapisan tipis
keamanan, keindahan dan efisiensi dalam
yang memiliki sifat protektif dan memiliki
rangka pemeliharaan dan perawatannya.
sifat recovery yang memadai bila lapisan Sebaliknya ada juga rancangan kontruksi yang
tersebut rusak.
kurang baik terhadap korosi yaitu yang Namun
perlu
disadari
bahwa
dalam
memungkinkan terperangkapnya air, debu
prakteknya, suatu sistem peralatan (technical
dan
system) jarang sekali terbuat (tersusun) dari
menginisiasi korosi yang berujung pada
satu
sehingga
kegagalan rancangan secara dini. Beberapa
karakteristik pengendalian korosi/pertukaran
contoh dari rancangan kontruksi yang kurang
ion
yang
baik misalnya terbentuknya lingkungan yang
dipikirkan. Dalam hal seperti ini, jika perlu
tidak kompetible seperti bersentuhan antara
ada yang “dikorbankan” maka para desainer
bahan aluminium dengan bahan beton, maka
akan memilih komponen yang bentuknya
dikarenakan alkalinitas bahan beton dapat
tidak rumit dan letaknya yang memudahkan
menyerang
pada
menyebabkan
jenis
bahan
menjadi
saat
logam
tidak
saja
sesederhana
penggantian
komponen
pengotor
lainnya
sehingga
aluminium
sehingga
dapat
korosi
pada
terjadinya
(accessibility). Sehingga para perancang harus
aluminium,
memahami karakteristik suatu bahan logam
permukaan yang kasar dan tajam, serta
dalam lingkungan tertentu. Saat ini banyak
desain suatu komponen yang sulit dijangkau.
bahan yang terbuat dari plastik, elastomer,
Untuk
komposit dan keramik. Material-material
kontruksi atau bentuk-bentuk komponen
tersebut memiliki resistansi terhadap korosi
yang sesuai dengan pencegahan korosi,
juga dapat digunakan untuk mencegah korosi
biasanya
pada logam. Misalnya digunakan baik sebagai
kepada standart-standart perancangan yang
bahan
ada seperti dipublikasikan oleh ISO, NACE,
pelapis
baik
sebagai
pelapis
permukaan luar (coating) maupun sebagai
demikian
dapat
pegangan
para
juga
didalam
perancang
dengan
merancang
akan
merujuk
ASME.
pelapis permukaan dalam (lining) untuk Dengan
Dalam lingkungan yang mengalir, misalnya
demikian dalam rangka perlindungan bahan
pada installasi pipa, besar kemungkinan
yang
cukup
terjadinya erosi korosi. Untuk itu biasanya
memadai terhadap material-material non
perancang akan mengupayakan agar aliran
logam juga mutlak diperlukan oleh suatu
fluida didalam pipa tidak menimbulkan aliran
team perancangan dalam bidang korosi.
turbulen yang perancanannya mengacu pada
melindungi
logam
optimal,
dari
korosi.
penguasaan
yang
standart yang telah ditentukan. 2. Perancangan kontruksi 3. Penerapan pelapisan
Upaya melindungi logam dari korosi tidak hanya memadai dengan pemilihan material
Perlindungan terhadap logam dengan cara
yang tepat tapi juga sangat tergantung pada
menerapkan
pengetahuan dalam merancang bentuk atau
adalah melindungi logam dari lingkungan
pelapisan
pada
hakikatnya
sekililingnya sehingga petukaran ion antara
yang sejak lama digunakan sebagai additive
permukaan logam dengan sekelilingnya dapat
pada bahan pelapis berbasis pelumas ( oil-
dikendalikan.
Berdasarkan
maka
base coating). Reaksi antara red-lead dengan
karakteristik
perlindungan
dengan
pelumas menghasilkan larutan inhibitor yang
menerapkan pelapis dikelompokkan menjadi
sangat efektif dalam menanggulangi proses
3 kelompok yaitu:
korosi. Selain red-lead, digunakan juga bahan
hal
ini
korosi
1. Menerapkan hambatan (barrier) untuk memisahkan logam dari lingkungan sekelilingnya. 2. Menggunakan inhibitor pada permukaan logam untuk mengendalikan reaksi anodik. 3. Melengkapi permukaan dengan pelapis yang memiliki sifat proteksi katodik melalui pengubahan daerah anoda menjadi daerah katoda.
inhibitor dari jenis chromat. Namun dewasa ini
penggunaan
dibatasi
keduanya
menyangkut
sudah
dengan
mulai
masalah
kesehatan dan lingkungan. Upaya lain untuk melindungi permukaan logam adalah dengan menerapkan bahan pelapis yang memiliki sifat proteksi katodik. Bahan pelapis yang digunakan misalnya mengandung partikelpartikel seng yang halus
Namun apabila ditinjau dari jenis material
yang
yang digunakan sebagai bahan pelapis, maka
Partikel-partikel ini akan bersifat sebagai
proses
anoda yang mampu mengkonversikan daerah
pelapisan
dapat
dikelompokkan
diaplikasikan
ke
permukaan
baja.
anoda pada permukaan baja menjadi daerah
menjadi 3 kelompok yaitu :
katoda.
Supaya
proses
konversi
ini
1. Proses pelapisan logam (metallic coating)
berlangsung
2. Proses pelapisan konversi (conversion coating)
serbuk seng harus banyak sehingga partikel-
3. Proses pelapisan non-logam (non-metallic coating)
baik sesame partikel atau dengan permukaan baja.
Menerapakan hambatan pada permukaan
Namun mengingat lapisan seperti ini relative
logam pada hakekatnya adalah memisahkan
kurang padat (porous); maka karakteristik
secara
dengan
perlindungannya adalah proteksi galvanic.
lingkungannya (barrier protection). Pelapisan
Jadi pada saat seng teroksidasi, maka produk
yang
memadai
oksidasinya akan mengisi ruang-ruang yang
ketebalannya dan bebas dari cacat atau
porous tersebut dan membentuk penghalang
discontinuity
(barrier).
listrik
permukaan
diterapkan
logam
harus
lainnya.
Pelapisan
yang
efektif,
maka
penambahan
partikel tersebut bersentuhan secara listrik
Apabila
termasuk kedalam katagori ini adalah cat, tar,
terkelupas
plastic, dan sejenis gemuk.
oksidasi
atau
yang
barrier tergores,
terbentuk
semacam maka harus
ini
produk mampu
menutupi kembali permukaan yang terbuka Sedangkan
pelapisan
yang
mampu
tersebut.
mengontrol reaksi anodic pada permukaan logam yang dilindunginya adalah bahanbahan
yang
yang
sebagian atau seluruh permukaan logam yang
pembentukan
digunakan dengan logam lain. Jenis-jenis
coating-inhibitive chemicals (inhibitor). Bahan
proses pelapisan yang lazim digunakan adalah
kimia ini berasal dari pigmen yang sedikit
: metode penyemprotan (thermal spraying),
larut dalam air. Contohnya adalah red-lead
pengelasan (welding) atau pelapisan yang
mengendalikan
mengandung melalui
pigmen
Proses pelapisan logam adalah melapisi
menerapkan teknik vapour deposition seperti
descalling, ultrasonic cleaning dan plasma
physical vapour deposition (PVD), chemical
cleaning. Metode membersihkan permukaan
vapour deposition (CVD).
yang
mana
yang
paling
cocok
sangat
tergantung dari jenis pengotor; contohnya Sedangkan proses pelapisan konversi adalah
terak yang terdapat pada permukaan mudah
proses pelapisan dimana produk hasil proses
sekali dibersihkan dengan cara mekanik
pelapisannya berupa oksida logam dari logam
menggunakan sikat kawat, sedangkan jika
yang dilapisinya atau oksida logam lainnya.
pengotornya adalah pelumas atau lemak
Jenis proses pelapisan konversi adalah antara
maka sebaiknya dibersihkan dengan larutan
lain
pembersih (solvent cleaning). Setelah proses
:
anodizing,
chromating
dan
phosphatizing atau blackening. Sedangkan
pembersihan
pelapisan dengan bahan-bahan non-logam
dengan
antara lain adalah proses pelapisan dengan
terutama sekali apabila proses pelapisan yang
cat, lak,karet, elastomer dan enamel.
akan diterapkan adalah pelapisan mekanik.
kadang-kadang
proses
pengkasaran
dilanjutkan permukaan
Adapun cara pengkasaran permukaan antara Mengingat bahwa proses pelapisan pada
lain : blasting, buffing, chemical etching atau
hakikatnya adalah melapiskan suatu material
electroetching.
lain ke atas permukaan material lainnya, maka tingkat keberhasilan dari suatu proses
4. Penerapan Proteksi Katodik dan Anodik
pelapisan sangat tergantung pada kondisi permukaan yang akan dilapisi. Salah satu
Proteksi katodik adalah sistem perlindungan
persyaratan
akan
permukaan logam dengan cara mengalirkan
dilapisi adalah harus bebas dari debu,
arus searah yang memadai ke permukaan
pelumas,
korosi
logam untuk mengkonversikan semua daerah
(karatan), sisa logam pelapis, dan cacat
anoda di permukaan logam menjadi daerah
permukaan.
mengkondisikan
katodik. Sistem ini hanya efektif untuk sistem-
permukaan yang akan dilapisi lazim disebut
sistem yang terbenam dalam air atau didalam
dengan
permukaan
tanah. Sistem perlindungan seperti ini telah
(surface preparation). Penyiapan permukaan
berhasil mengendalikan proses korosi untuk
biasanya terdiri dari tahapan pembersihan
kapal-kapal laut, struktur pinggir pantai,
dan
dengan
instalasi pipa dan tangki bawah tanah atau
permukaan
laut. Cara pemberian arus searah dalam
dari
lemak,
permukaan terak,
Tahapan
tahapan
tahapan
produk
penyiapan
kadang-kadang
yang
dilanjutkan
pengkasaran
(roughning).
system proteksi katodik ada dua cara seperti ditunjukkan pada gambar 2 yaitu:
Untuk membersihkan permukaan logam dari pengotor-pengotor seperti debu, terak, dsb, dilakukan dengan cara-cara seperti : 1. Cara mekanik 2. Menggunakan larutan organic (solvent cleaning) 3. Menggunakan larutan alkali Disamping itu, dikenal pula cara pembersihan permukaan yang lain seperti salt bath
a. Menerapkan anoda korban (sacrificial anode) b. Menerapkan arus tandingan (impressed current)
Jika penggunaan sistem proteksi katodik tersebut dikombinasikan dengan penggunaan pelapis, maka harus memperhatikan hal berikut ini : 1. Selama proses proteksi katodik berjalan (meskipun beroperasi dengan karakteristik sempurna) pada sisi katoda senantiasa akan timbul ion-ion hidroksida (alkalinitas), oleh Pada system proteksi katodik dengan anoda korban seperti pada instalasi lepas pantai tidak memerlukan supply daya. Paduan yang dijadikan anoda korban akan membangkitkan arus yang diperlukan sebagai akibat adanya perbedaan potensial dengan struktur yang dilindunginya. Adanya pembangkitan arus dari anoda korban mengakibatkan umur anoda korban terbatas. Maka jenis logam yang lazim digunakan sebagai anoda korban antara
lain
:
magnesium,
seng
atau
aluminium pada berbagai derajat kemurnian atau
paduan/campuran
lain
dengan
komposisi khusus. Sistem proteksi katodik arus tanding adalah memanfaatkan arus searah yang disupply dari suatu sumber daya dimana kutup positif dari sumber daya dihubungkan dengan anoda sedangkan kutup negatifnya dihubungkan dengan sistem yang akan diproteksi. Anoda yang digunakan umumnya memiliki umur yang lebih panjang seperti misalnya besi cor berkadar silikon tinggi, grafit atau aluminium. Disamping itu kadang-kadang juga digunakan besi skrap, paduan timah hitam, platina atau paduan platina dengan palladium. Sedangkan sumber daya yang digunakan tergantung pada mudah tidaknya jaringan listrik yang diperoleh. Untuk mengkonversikan arus AC menjadi DC digunakan rectifier. Jika tidak memungkinkan maka dapat digunakan batere atau sel surya sebagai sumber penyuplai arus searah.
karena
itu
bahan
pelapis
harus
tahan
terhadap alkalinitas. 2. Gas hidrogen yang dihasilkan dari sistem proteksi katodik yang tidak sempurna bahkan dapat menegelupas lapisan pelindung. Sedangkan pada perlindungan secara anodik (proteksi anodik), tegangan sistem yang dilindungi
dinaikkan
sehingga
memasuki
daerah anodiknya. Pada kondisi ini sistem terlindungi karena terbentuknya lapisan pasif. Syarat yang harus dipenuhi agar sistem ini berjalan dengan baik adalah karakteristik lingkungannya
harus
stabil.
Pada
jenis
lingkungan yang tidak stabil (berfluktuatif) penerapan sistem proteksi anodik tidak dianjurkan. 5. Pengkondisian Lingkungan
Mengubah
lingkungan
dapat
membantu
mengendalikan korosi dan meningkatkan efektifitas
pengendalian
Dehumidifikasi
dan
korosi.
purifikasi
atmosfir
merupakan dua contoh yang paling umum dilakukan. Fasilitas penyejuk udara yang dapat mengatur humiditas atmosfer menjadi relatif rendah dapat membantu menurunkan perusakan logam. Disamping itu, dengan humiditas yang rendah, fasilitas elektronik yang
terpajang
ke
lingkungan
dapat
diturunkan laju pengrusakannya oleh korosi. Pengkondisian
lingkungan
dapat
juga
diperoleh melalui penambahan zat inhibitor
yaitu suatu zat kimia yang ditambahkan ke
Secara
lingkungan baik secara selang seling maupun
digolongkan
secara
keseragaman
kontinyu
menurunkan
sehingga
atau
bahkan
mampu
umum
korosi
berdasarkan atau
dapat rupanya,
keserbanekaannya,baik
mencegah
secara mikroskopis maupun makroskopis. Dua
tejadinya reaksi korosi. Penurunan laju korosi
jenis mekanisme utama dari korosi adalah
dengan inhibitor dapat diakibatkan oleh
berdasarkan reaksi kimia secara langsung, dan
terbentuknya lapisan pasif atau dengan cara
reaksi elektrokimia. Korosoi dapat terjadi
menghilangkan zat-zat yang agresif dari
didalam medium kering dan juga medium
lingkungan.
basah.
korosi
yang
penyerangan logam besi oleh gas oksigen (O 2) atau
Inhibitor adalah zat adalah zat yang atau
contoh
berlangsung didalam medium kering adalah
Pengertian Inhibitor Korosi
menghambat
Sebagai
menurunkan laju reaksi menurunkan laju reaksi
oleh
gas
belerang
dioksida
(SO 2).
Didalam medium basah, korosi dapat terjadi
berlawanan
secara seragam maupun secara terlokalisasi.
dengan katalis, dengan katalis, yang yang mempercepat laju reaksi.
Contoh korosi seragam didalam medium
Inhibitor
basah adalah apabila besi terendam didalam
kimia. kimia.
Sifat korosi
inhibitor adalah
zat
yang
dapat
mencegah atau memperlambat korosi memperlambat korosi logam. logam. Inhibitor korosi sendiri didefinisikan sebagai suatu zat yang apabila ditambahkan dalam jumlah sedikit ke dalam lingkungan akan menurunkan serangan korosi lingkungan terhadap
logam.
Mekanisme
penghambatannya terkadang lebih dari satu jenis. Sejumlah inhibitor menghambat korosi melalui cara adsorpsi untuk membentuk suatu lapisan tipis yang tidak nampak dengan ketebalan beberapa molekul saja, ada pula yang
karena
pengaruh
lingkungan
membentuk endapan yang nampak dan melindungi
logam
dari
mengkorosi
logamnya
serangan
dan
yang
menghasilkan
produk yang membentuk lapisan pasif, dan ada pula yang
menghilangkan konstituen
yang agresif.
larutan asam klorida (HCl). Korosi didalam medium
basah
yang
terlokalisasi ada makroskopis,
terjadi
secara
yang memberikan rupa misalnya
peristiwa
korosi
galvani sistim besi - seng, korosi erosi, korosi retakan, korosi lubang, korosi pengelupasan, serta korosi pelumeran, sedangkan rupa yang mikroskopis dihasilkan misalnya oleh korosi tegangan, korosi patahan, dan korosi antar butir. Dengan
demikian, apabila didalam
usaha pencegahan korosi dilakukan melalui penggunaan
korosi,
maka
mekanisma dari jenis-jenis korosi
diatas
sangatlah demikian besi,
inhibitor penting
artinya.
Walaupun
sebagian korosi logam khususnya
terkorosi
elektrokimia
di
yang
alam banyak
melalui
cara
menyangkut
fenomena antar muka. Hal inilah yang banyak dijadikan dasar utama pembahasan mengenai
Dewasa ini terdapat 6 jenis inhibitor,
peran inhibitor korosi.
yaitu inhibitor yang memberikan pasivasi anodik, pasivasi katodik, inhibitor
ohmik,
inhibitor organik, inhibitor pengendapan, dan
Mekanisme Kerja Inhibitor Korosi
inhibitor fasa uap. Pembahasan mengenai kimia dari inhibitor korosi dapat menyangkut sifat dari inhibitor, inhibitor, interaksi interaksi inhibitor dengan berbagai lingkungan
yang agresif
pengaruhnya terhadap proses korosi.
serta
Suatu inhibitor kimia adalah suatu zat kimia
yang
dapat
menghambat
atau
memperlambat suatu reaksi kimia. Secara khusus, inhibitor korosi merupakan suatu zat kimia yang bila ditambahkan kedalam suatu
lingkungan tertentu, dapat menurunkan laju
dapat diamati melalui suatu kurva polarisasi
penyerangan lingkungan itu terhadap suatu
yang diperoleh secara eksperimentil.
logam. Pada prakteknya, jumlah yang di tambahkan adalah sedikit, baik secara kontinu maupun periodik menurut suatu selang waktu tertentu. Menurut
Jenis Inhibitor dan Mekanisme Kerjanya
Kurita Indra
Surya
Dalimunte
Hand
Book
mengklasifikasikan
inhibitor korosi sebagai berikut:
membedakan mekanisme kerja inhibitor
1. Inhibitor tipe lapisan oksida atau pasivasi
korosi sebagai berikut :
Inhibitor
(1) Inhibitor teradsorpsi pada permukaan
disebut juga tipe lapisan pasivasi termasuk
logam, dan membentuk suatu lapisan
dalam kelompok ini adalah kromat dan nitrit,
tipis dengan
ketebalan beberapa
yang disebut sebagai pasivator. Inhibitor ini
molekul inhibitor. Lapisan ini tidak dapat
mengalihkan potensial korosi baja karbon
dilihat oleh mata biasa, namun dapat
pada suatu tingkat yang lebih tinggi dan
menghambat penyerangan lingkungan
dengan cepat mengoksidasi ion-ion ferro yang
terhadap logamnya.
dihasilkan pada proses korosi reaksi anoda.
(2) Melalui pengaruh lingkungan (misal pH) menyebabkan
inhibitor
korosi
tipe
lapisan
oksida,atau
Dengan demikian akan terbentuk lapisan tipis
dapat
dan tak berpori (y-Fe 2O3) pada permukaan
mengendap dan selanjutnya teradsopsi
baja karbon yang akan menunjukkan efek
pada
penghambatan
permukaan
logam
serta
korosi
.Karena
lapisan
melidunginya terhadap korosi. Endapan
pelindung tipe oksida ini halus dan tipis serta
yang terjadi cukup banyak, sehingga
menempel dengan bagus pada permukaan
lapisan yang terjadi dapat teramati oleh
logam, tipe ini jarang menurunkan effesiensi
mata.
panas
(3) Inhibitor
lebih
dulu
pada
alat
penukar
panas.
Pada
mengkorosi
umumnya tipe inhibitor ini menunjukkan efek-
logamnya, dan menghasilkan suatu zat
efek penghambatan korosi dengan sangat
kimia yang kemudian melalui peristiwa
bagus. Akan tetapi, ada kelemahan dimana
adsorpsi dari produk korosi tersebut
pasivator-pasivator
membentuk suatu lapisan pasif pada
kecenderungan terkena korosi setempat bila
permukaan logam.
digunakan pada konsentrasi rendah.
ini
mempunyai
(4) Inhibitor menghilangkan kontituen yang agresif dari lingkungannya. Berdasarkan sifat korosi logam secara
2. Inhibitor tipe lapisan endapan
elektrokimia, inhibitor dapat mempengaruhi Inhibitor jenis ini disebut juga sebagai
polarisasi anodik dan katodik. Bila suatu sel korosi dapat dianggap terdiri dari
empat
tipe
lapisan
endapan
akan
pelindung
pada
komponen yaitu: anoda, katoda, elektrolit dan
membentuk
penghantar elektronik, maka inhibitor korosi
katoda-katoda setempat dimana ionion OH
memberikan
menaikkan
dihasilkan oleh korosi reaksi katoda..
polarisasi anodik, atau menaikkan polasisasi
Dalam beberapa hal, jenis inhibitor ini
katodik atau menaikkan tahanan listrik dari
lebih
rangkaian melalui
dibandingkan dengan inhibitor anodik.
kemungkinan
pembentukan endapan
lapisan
yang
berpori
dan
kurang
efektif
tipis pada permukaan logam. Mekanisme Mekanisme ini Inhibitor tipe lapisan endapan dapat
dibedakan menjadi dua bagian yaitu:
tipis
a.
Bahan kimia yang membentuk garam
melindungi permukaan logam yang lemah dari
tidak larut dengan kalsium ion dalam air.
serangan zat-zat agresif. Untuk ini diperlukan
Contoh inhibitor tipe ini antara lain
kontinuitas pembentukan lapisan endapan
polifosfat, ortofosfat, fosfonat, garam-
mengingat lapisan tersebut bisa lepas yang
garam zing.
disebabkan
Contoh
inhibitor
tipe
ini
antara
lain
saja,
namun
oleh
cukup
adanya
efektif
arus
untuk
larutan.
Berbagai data penelitian dengan berbagai
mercaptobenzotiazol,benzotriazole,
kondisi percobaan percobaan menganggap menganggap bahwa Cr(III)
tolitriazole adsorbsi yang sempurna sulit
nampak
terbentuk.
didukung oleh pembentukan lapisan udara,
b.
Bahan kimia yang membentuk garam
sementara itu Cr(IV) teramati di daerah luar
tidak larut dengan ion logamnya:
dari spesimen pengamatan yang didukung
dominan
suatu
pada
spesimen
lapisan
pelindung
yang
Contoh inhibitor tipe ini antara lain: amina,
oleh
yang
surfactants
mengandung Cr(III). Ini menunjukkan bahwa terjadinya reduksi Cr(IV) menjadi Cr(III) pada permukaan spesimen. Secara keseluruhan
Sedangkan Trethwey mengklasifikasikan
tebal lapisan yang terdiri dari spesimen kromium dan aluminium memperlihatkan
inhibitor korosi sebagai berikut :
lapisan 1.
dalam
bentuk
Cr(IV)
memiliki
ketebalan sekitar satu perenam dari tebal
Inhibitor Memasifkan Anoda
Inhibitor anodik adalah zat yang
lapisan keseluruhan. Hasil penelitian dengan
ditambahkan ke dalam elektrolit, sehingga
menggunakan
mampu menahan terjadinya reaksi anodik
adsorpsi sinar x memperlihatkan disagregasi
dioksida. Inhibitor ini berakbat potesial korosi
lapisan yang mengandung Cr(IV) sebanding
bergerak ke arah positive. Cotoh: kromat,
dengan pertumbuhan Cr2O3 yang mengisi
nitrat dan nitrit yang merupakan inhibitor
celah-celah lapisan anodik (dalam hal ini
anodic oksidator (efektif tanpa oksigen),
Al2O3) diatas permukaan logam Al. Cara yang
sedangkan inhibitor non oksidator (efektif
sudah lazim tentang studi pembentukan
dengan adanya oksigen terlarut) seperti
lqpisan pasif pada permukaan logam akibat
boraks, fosfat, silikat.
reaksi antar muka logam dengan inhibitor
Salah satu contoh inhibitor yang memasifkan anoda
adalah
senyawa-senyawa
kromat,
misalnya Na2CrO4 Salah satu reaksi redoks yang terjadi dengan logam besi adalah: (+)
Oksidasi : 2 Fe + 3 H2O Fe2O3 + 6 H + 6e 2-
(+)
Reduksi : 2 CrO 4 + 10 H + 6e Cr2O3 + 5 H2O
teknik
dapat menggunakan
pendar
fluor
dari
diagram potensial pH
dan secara kinetik dengan menggunakan 2-
-
kurva polarisasi. Inhibitor jenis CrO 4 dan NO2
cukup banyak digunakan untuk perlindungan logam besi dam aluminium terhadap berbagai medium korosif. Namun dari studi teoritis maupun eksperimentil, kedua jenis inhibitir tersebut
kurang
baik
digunakan
dalam
medium yang mengandung H 2S dan Cl 2-
Red-oks : 2 Fe + 2 CrO4 + 4 H
(+)
Fe2O3 +
Cr2O3 + 2 H2O Padatan atau endapan Fe 2O3 dan Cr2O3 inilah yang kemudian bertindak sebagai pelindung bagi logamnya. Lapisan endapan
Dengan adanya H2S, sebagian dari
-
.
2CrO 4
bereaksi dengan H 2S yang menghasilkan belerang. Nampaknya Cr2O3 yang terbentuk tidak dapat
terikat kuat pada logamnya. -
Sedangkan pada medium Cl , terjadi kompetisi reaksi dengan logamnya. Misalnya ion klorida
dapat membentuk kompleks terlarut dengan
penangkap oksigen. Inhibutor racun katoda
senyawa Fe(III) yang ada pada permukaan
pada dasarnya berperan mengganggu rekasi
logam besi, sehingga lapisan pelindung Cr Cr2O3
pada katoda. ka toda. Pada kasus pembentukan gas
- Fe2O3 sukar dipertahankan keberadaannya.
hidrogen, reaksi
diawali yang teradsorpsi
pada permukaan katoda. 2.
Inhibitor Memasifkan Katoda 3.
Inhibitor
Inhibitor
Ohmik
dan
Inhibutor
Pengendapan
katodik adalah zat yang
dapat menghambat terjadiya reaksi dikatoda, karena pada daerah katodik terbentuk logam hidroksida
(MOH)
yag
sukar
larut
dan
Sebagai penggunaan
akibat
lain
daripada
inhibitor pembentuk lapisan
menempel kuat pada permukaan logam
pada katoda maupun anoda adalah semakin
sehinga menghambat laju korosi. Dan karena
bertambahnya tahanan daripada rangkaian
adanya inhibitor katodik maka potensial
elektrolit. Lapisan yang dianggap memberikan
korosi bergeser ke arah negative. Dua reaksi
kenaikan tahanan yang memadai biasanya
uatama yang umum terjadi yaitu:
mencapai ketebalan beberapa mikroinchi. Bila lapisan terjadi secara selektif pada daerah
-
2H2O + O2 + 4e 4OH
anoda, maka potensial korosi akan bergeser
-
2H + 2e H2 (reaksi pembentukan
Contoh inhibitor katodik adalah Arsen 3+
(As ), antimon (Sb ), fosfor (P), kation positive dari logam divalent (seperti Zn 2+
harga
yang
lebih
positif,
dan
sebaliknya potensial korosi akan bergeser ke
hidrogen dari proton)
3+
kearah
2+
,
2+
Pb , dan Fe ) , air sadah yang mengandung bikarbonat, soda dan polifosfat.
terjadi pada daerah katoda. Jenis inhibutor pengendapan yang banyak digunakan adalah natrium silikat dan berbagai senyawa fosfat yang pada umumnya baik digunakan untuk melindungi baja keduanya cukup efektif bila
Karena bagi suatu sal korosi, reaksi reduksi oksidasi terbentuk oleh pasangan reaksi reduksi dan reaksi
arah yang lebih negatif bilamana lapisan
kondisi pH mendekati 7 dengan kadar Cl- yang rendah.
oksidasi dengan
kecepatan yang sama, maka apabila reaksi reduksi
(pada
menghambat
katoda)
pula
reaksi
dihambat
akan
oksidasi
(pada
anoda). Inilah yang menjadi
logam dalam medium air atau medium asam. Hal yang kedua adalah melalui penutupan permukaan katoda oleh suatu senyawa kimia tertentu baik yang dihasilkan oleh suatu reaksi atau melalui pengaturan kondisi
larutan,misalnya pH. Secara umum terdapat 3 jenis inhibutor yang mempasifkan katoda, yaitu jenis racun katoda, jenis inhibutor mengendap
pada
katoda
Inhibitor Organik
pedoman
pertama di dalam usaha menghambat korosi
kimia
4.
dan
jenis
Dewasa ini sudah berpuluh bahkan mungkin ratusan jenis inhibitor organik yang digunakan.
Studi
pembentukan
mengenai
lapisan
mekanisme
lindung
atau
penghilangan konstituen agresif telah banyak dilakukan baik dengan cara-cara cara-cara yang umum umum maupun
dengan
cara-cara
baru
dengan
peralatan modern. Pada umumnya senyawasenyawa adalah
organik
yang
senyawa-senyawa
dapat yang
digunakan mampu
membentuk senyawa kompleks baik kompleks
yang
terlarut
yang
diduga karena ekstrak daun tembakau, teh,
mengendap. Untuk itu diperlukan adanya
dan kopi memiliki unsur nitrogen yang
gugus gugus fungsi yang mengandung atom
berfungsi
atom
yang
kovalen
maupun
mampu
kompleks
membentuk
ikatan
misalnya
atom
terkoordinasi,
terhadap
logam
pendonor 2+
Fe untuk
elektron
membentuk
senyawa kompleks.
nitrogen, belerang, pada suatu senyawa tertentu.
sebagai
Sudrajat
dan
mengemukakan
Ilim
bahwa
(2006) ekstrak
juga daun
tembakau, lidah buaya, daun pepaya, daun 5.
Bahan
Alam
sebagai
Alternatif
Inhibitor Korosi
teh, dan kopi dapat efektif menurunkan laju korosimild steel dalam medium air laut buatan yang jenuh CO 2. Efektivitas ekstrak bahan alam sebagai inhibitor korosi tidak terlepas
Umumnya, inhibitor korosi berasal
dari kandungan nitrogen yang terdapat dalam
dari senyawa-senyawa organik dan anorganik
senyawaan kimianya seperti daun tembakau
yang mengandung gugus-gugus yang memiliki
yang mengandung senyawa-senyawa kimia
pasangan
nitrit,
antara lain nikotin, hidrazin, alanin, quinolin,
kromat, fospat, urea, fenilalanin, imidazolin,
anilin, piridin, amina, dan lain-lain (Reynolds,
dan
1994).
elektron
bebas,
senyawa-senyawa
seperti
amina.
Namun
Lidah
buaya
mengandung
aloin,
demikian, pada kenyataannya bahwa bahan
aloenin, aloesin dan asam amino. Daun
kimia sintesis ini merupakan bahan kimia yang
pepaya mengandung N-asetil-glukosaminida,
berbahaya, harganya lumayan mahal, dan
benzil isotiosianat, asam amino (Andrade et
tidak ramah lingkungan, maka sering industri-
al ., ., 1943).
industri
kecil
dan
menggunakan
menengah
inhibitor
pada
jarang sistem
pendingin, sistem pemipaan, dan sistem pengolahan
air
produksi
mereka,
untuk
melindungi besi/baja dari serangan korosi.
Sedangkan daun teh dan kopi banyak mengandung senyawa kafein dimana kafein dari daun teh lebih banyak dibandingkan kopi.
Untuk itu penggunaan inhibitor yang aman, mudah didapatkan, bersifat biodegradable, biaya murah, dan ramah lingkungan sangatlah
6.
Mekanisme Proteksi Ekstrak Bahan Alam
diperlukan. Salah
Mekanisme proteksi ekstrak bahan satu
adalah
alam terhadap besi/baja dari serangan korosi
ekstrak bahan alam khususnya senyawa yang
diperkirakan hampir sama dengan mekanisme
mengandung atom N, O, P, S, dan atom-atom
proteksi oleh inhibitor organik. Reaksi yang
yang memiliki pasangan elektron bebas.
terjadi antara logam Fe dengan medium
Unsur-unsur yang mengandung pasangan
korosif seperti CO2diperkirakan menghasilkan
elektron bebas ini nantinya dapat berfungsi
FeCO3,
sebagai ligan yang akan membentuk senyawa
Fe2(CO3)3 dan
kompleks dengan logam. Dari beberapa hasil
inhibitor ekstrak bahan alam menghasilkan
penelitian
senyawa kompleks. Inhibitor ekstrak bahan
seperti
alternatifnya
Fraunhofer
(1996),
2+
oksidasi
lanjutan
reaksi
antara
mengandung
Fe2+ dengan
diketahui bahwa ekstrak daun tembakau, teh
alam
dan kopi dapat efektif sebagai inhibitor pada
mendonorkan sepasang elektronnya pada
sampel logam besi, tembaga, dan alumunium
permukaan
dalam medium larutan garam. Keefektifan ini
Fe terdifusi ke dalam larutan elektrolit,
2+
yang
menghasilkan
logam mild
nitrogen
steel ketika
ion
2+
-
reaksinya adalah Fe -> Fe + 2e (melepaskan 2+
-
logam adalah mengupayakan agar tidak
elektron) dan Fe + 2e -> Fe (menerima
terjadinya
pertukaran
ion
antara
logam
elektron).
dengan linkungannya atau mengendalikan laju pertukaran ion tersebut. 3. Metode perlindungan korosi yang dipilih didasari pada beberapa hal : perlindungan yang efektif, praktis, dan ekonomis, serta keluasan
pengetahuan
dan
pengalaman
desainer dalam menganalisa system teknik dari suatu peralatan, karakteristik operasi dan Produk
yang
terbentuk
di
atas
mempunyai kestabilan yang tinggi dibanding dengan Fe saja, sehingga sampel besi/baja yang diberikan inhibitor ekstrak bahan alam akan lebih tahan (ter-proteksi) terhadap korosi. Contoh lainnya, dapat juga dilihat dari struktur senyawa nikotin dan kafein yang terdapat dalam ekstrak daun tembakau, teh, dan kopi, dimana kafein dan nikotin yang mengandung gugus atom nitrogen akan menyumbangkan pasangan elektron bebasnya untuk mendonorkan elektron pada logam Fe2+ sehingga terbentuk senyawa kompleks dengan mekanisme yang sama seperti diatas.
interaksi dengan lingkungannya. 4. Inhibitor korosi adalah
suatu zat yang
apabila ditambahkan dalam jumlah sedikit ke dalam lingkungan akan menurunkan serangan korosi lingkungan terhadap logam. 5. Jenis-jenis inhibitor, yaitu inhibitor yang memberikan
pasivasi
anodik,
pasivasi
katodik, inhibitor ohmik, inhibitor organik, inhibitor pengendapan, dan inhibitor fasa uap. 6. Mekanisme kerja inhibitor korosi dapat dibedakan sebagai berikut : a. Inhibitor teradsorpsi pada permukaan logam, dan membentuk suatu lapisan tipis dengan
ketebalan beberapa
molekul inhibitor b. Melalui pengaruh lingkungan (misal pH) menyebabkan inhibitor dapat mengendap
dan
selanjutnya
teradsopsi pada permukaan logam serta melidunginya terhadap korosi. Endapan yang terjadi cukup banyak, sehingga lapisan yang terjadi dapat teramati oleh mata
KESIMPULAN
c. Inhibitor
lebih
dulu
mengkorosi
1. Korosi merupakan proses alamiah yaitu
logamnya,
pengrusakan
terjadinya
zat kimia yang kemudian melalui
pertukaran ion dengan lingkungannya yan
peristiwa adsorpsi dari produk korosi
dikenal dengan arus korosi. Maka laju korosi
tersebut membentuk suatu lapisan
ditentukan oleh besar kecilnya arus korosi
pasif pada permukaan logam
logam
akibat
tersebut.
d. Inhibitor
dan menghasilkan suatu
menghilangkan
kontituen
yang agresif dari lingkungannya. 2. Konsep dasar pengendalian korosi pada
7. Ekstrak bahan alam khususnya senyawa
ANONYMOUS. Standard Methods of Hach
yang mengandung atom N, O, P, S dan
DR/2400. Hach Company. USA. . HACH (2002).
atom-atom
yang
memiliki
pasangan
elektron bebas dapat digunakan sebagai
A.A. El-Meligi, Corrosion Preventive Strategies
inhibitor alternatif dari bahan alam.
as
a
Crucial
Environmental Economics,
DAFTAR PUSTAKA
Need
for
Pollution National
Decreasing and
Research
Saving Centre,
Physical Chemistry Dept, Dokki, Cairo, Egypt, H.M. Uhlig, Corrosion & corrosion Control,
2010
John Wiley & Sons, Inc., N.Y., 1963. Denny A Jones, Principle and prevention of I. S. Van Delinder,
Corrosion basics An
corrosion, Mc Graw Hill, New York, 1995.
Introduction, National Associate of Corrosion Engineers, 1984.
KR. Trethewey, J. Chamberlain, KOROSI untuk Mahasiswa dan Rekayasawan, PT. Gramedia
J.S. Robinson,
Corrosion Inhibitors
Recent
Pustaka Utama, Jakarta, 1991.
Developments, Noyes Data Corp., USA, 1979. William D. Callister, Jr., Materials Science and http://www.chemistry.org/artikel_kimia/berit
Engineering: An Introduction, John Wiley &
a/ekstrak_bahan_alam_sebagai_alternatif_in
Sons, Inc., USA, 2007
hibitor_korosi/, diakses tanggal 23 Desember 2014
Catherine M. Cotell, James A. Sprague, et. Al, ASM Hand book Surface Engineering, ASM
ANONYMOUS. “Kurita Handbook of Water
International, 1994.
Treatment”
Azwar, Modul ajar Korosi Logam, Jurusan FEBRIANTO, “Pengaruh Inhibitor Borat dab
Teknik
Fosfat Terhadap Laju Korosi Innomel 600 dan
Lhokseumawe, Lhokseumawe 2010
Innomel
Proseding
690
dalam
Presentasi
larutan
Ilmiah
Mesin
politeknik
Klorida”.
teknologi
Keselamatan Nuklir IV, Serpong ( 1999 ).
V. Ashworth, 2010, Principles of Cathodic Protection, the Third Edition article 10.1 volume 2, pp 10:3 –10:28, Elsevier B.V
TRETHWEY KR and CHAMBERLAIN J. “Korosi Untuk Mahasiswa Dan Rekayasawan”. PT
Gramedia Pustaka Utama. Jakarta (1991). 234-239.
Negeri
