KASUS RIIL KOROSI “KOROSI PADA BAGIAN SAMBUNGAN RAILING TANGGA” Disusun guna memenuhi salah satu tugas mata kuliah Korosi
Disusun Oleh: DHITYA OVIM BARKLEY PERDANA (K2514023)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK MESIN FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2017
BAB I PENDAHULUAN
A. KOROSI Sebagian besar orang mengartikan korosi sebagai karat. Sebenarnya, karat adalah salah satu jenis korosi yang dikhususkan untuk bahan logam, sangat lazim terjadi terutama pada besi. Berbagai jenis logam banyak kita gunakan untuk berbagai peralatan sehingga korosi sama dengan penurunan mutu dari peralatan logam tersebut. Peristiwa korosi juga bisa dikatakan 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. Besi sendiri 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. Proses berkarat dipengaruhi oleh lingkungan, yaitu kelembapan dan adanya oksigen. Beberapa bakteri juga dapat menghasilkan enzim oksidasi yang dapat mempercepat terjadinya karat. Salah satu langkah antisipasi korosi adalah dengan inhibitor korosi. Inhibitor korosi yaitu suatu zat kimia yang bila ditambahkan kedalam suatu lingkungan, dapat menurunkan laju penyerangan korosi lingkungan itu terhadap suatu logam.
B. PENGERTIAN KOROSI Korosi adalah penurunan mutu dari peralatan logam. Secara umum korosi dapat digolongkan berdasarkan rupanya, keseragamannya atau keserbanekaanya, baik secara mikroskopis maupun makroskopis. Dua jenis mekanisme utama dari korosi adalah berdasarkan reaksi kimia secara langsung dan reaksi elektrokimia.
Korosi bisa disebut sebagai kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi dengan lingkungan yang korosif. Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam bereaksi secara kimia atau elektrokimia dengan lingkungan. Ada definisi lain yang mengatakan bahwa korosi adalah kebalikan dari proses ekstraksi logam dari bijih mineralnya. Contohnya, bijih mineral logam besi di alam bebas ada dalam bentuk senyawa besi oksida atau besi sulfida, setelah diekstraksi dan diolah, akan dihasilkan besi yang digunakan untuk pembuatan baja atau baja paduan. Selama pemakaian, baja tersebut akan bereaksi dengan lingkungan yang menyebabkan korosi (kembali menjadi senyawa besi oksida). Deret Volta dan hukum Nernst akan membantu untuk dapat mengetahui kemungkinan terjadinya korosi. Kecepatan korosi sangat tergantung pada banyak faktor, seperti ada atau tidaknya lapisan oksida, karena lapisan oksida dapat menghalangi beda potensial terhadap elektroda lainnya yang akan sangat berbeda bila masih bersih dari oksida. Peristiwa korosi berdasarkan 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. Korosi dapat terjadi di dalam medium kering dan juga medium basah. Sebagai contoh korosi yang berlangsung di dalam medium kering adalah penyerangan logam besi oleh gas oksigen (O2) atau oleh gas belerang dioksida (SO2). Di dalam medium basah, korosi dapat terjadi secara seragam maupun secara terlokalisasi. Contoh korosi seragam di dalam medium basah adalah apabila besi terendam di dalam larutan asam klorida (HCl). Korosi di dalam medium basah yang terjadi secara terlokalisasi ada yang memberikan rupa makroskopis, misalnya peristiwa korosi galvani sistem 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. Walaupun demikian sebagian korosi logam khususnya besi, terkorosi di alam melalui cara elektrokimia yang banyak menyangkut fenomena antar muka.
Hal inlah yang banyak dijadikan dasar utama pembahasan mengenai peran pengendalian korosi. C. JENIS-JENIS KOROSI 1. Korosi Merata (Uniform Corrosion) Bentuk korosi ini paling sederhana dan biasanya terjadi pada logam yang homogen baik komposisi kimiawi maupun struktur mikroskopisnya. Biasanya disebabkan oleh reaksi elektrokimia yang terjadi secara merata di seluruh permukaan yang mengalami kontak dengan lingkungan korosif. Serangan korosi merata ini tidak dianggap sebagai serangan yang berbahaya karena laju korosinya lambat dan mudah diketahui, sehingga umur material yang bersangkutan dapat diperhitungkan dengan mudah. Pada jenis ini corrodent menyerang permukaan logam tanpa hambatan dengan kecepatan pengikisan yang merata.
Carbon Steel Plate 2. Korosi Galvanik (Galvanic Corrosion) Korosi galvanik terjadi apabila dua jenis logam yang berbeda (dissimilar metals) saling berhubungan atau tersambung melalui penghantar listrik berada pada larutan yang konduktif (elektrolit). Dalam kondisi ini, maka adanya perbedaan potensial diantara kedua logam tersebut akan menyebabkan terjadinya arus listrik dan arus elektron. Di dalam sel korosi/sel galvanik, arus listrik konvensional akan mengalir dari kutub positif (katoda) ke kutub negatif (anoda), sedangkan arus elektron akan mengalir dari anoda ke katoda. Adanya arus elektron dari anoda ke katoda ini akan menyebabkan terjadinya pengurangan massa logam di daerah anoda. Atau dengan kata lain terjadi korosi di daerah anoda. Semakin tinggi perbedaan potensial diantara kedua
jenis logam ini (anoda dan katoda) semakin besar arus perpindahan elektron yang terjadi dan semakin tinggi laju korosinya. Korosi ini dapat dicegah dengan cara : a. Beri isolator yang cukup tebal hingga tidak ada aliran elektolit b. Pasang proteksi katodik c. Penambahan anti korosi inhibitor pada cairan
3. Korosi Celah (Crevice Corrosion) Yaitu korosi yang terjadi di celah pada permukaan metal, pada sambungan antara dua permukaan metal, antara metal dan non metal atau di bawah sesuatu benda padat/kotoran yang terletak di atas permukaan metal dapat menciptakan terbentuknya korosi celah. Korosi celah ini pada umumnya disebabkan oleh hal-hal sebagai berikut : a. Perubahan acidity di dalam celah b. Kurangnya oksigen di dalam celah c. Pembentukan ion-ion berbahaya di dalam celah d. Menurunnya kadar inhibitor di dalam celah.
4. Korosi Sumuran (Pitting Corrosion) Adalah korosi setempat yang biasanya membentuk lubang yang tajam. Hal ini dapat terjadi jika sebagian daerah permukaan logam menjadi bersifat anodis terhadap bagian yang lain. Korosi sumuran bisa disebabkan karena tidak homogennya permukaan metal, kerusakan mekanis atau secara kimia dari protective oxide coating dan lain-lain. Pada beberapa jenis logam reaktif seperti Aluminium, Titanium dan Chrom/Baja Tahan Karat (Stainless Steel) yang tahan terhadap korosi dimungkinkan karena adanya lapisan pasif berupa oksida pelindung dipermukaannya. Sering jugs mengalami kerusakan karena pengaruh ion-ion agresif seperti Cl-, Br- dan F-. Ion-ion agresif ini pada kondisi tertentu akan merusak atau memecah oksida pelindung pada logam-logam reaktif, walaupun pada daerah yang terbatas. Akan tetapi begitu lapisan oksida pelindung rusak, sel korosi akan langsung terbentuk, dimana bagian logam yang lapisan pelindungnya rusak akan menjadi anode sedangkan bagian yang masih baik sebagai katoda. Pitting/korosi sumuran umumnya terjadi dalam waktu yang cukup lama untuk dapat terlihat, akan tetapi akibatnya tetap tidak diharapkan, karena banyak kasus-kasus kebocoran peralatan justru terjadi dari pitting-pitting ini. Pencegahan pitting korosi ini dapat dilakukan dengan cara pemilihan jenis material yang tahan korosi dan yang memiliki tingkat kebersihan permukaan yang tinggi.
5. Korosi Intergranular 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. Cara Pencegahan: 1. Casting, 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 kegunaannya 2. Welding, pemilihan elektrode yang benar, prosedur pengelasan yang benar, pendinginan yang benar 6. Korosi Erosi (Erossion Corrosion) Gerakan aliran dari corrodent di atas permukaan logam menyebabkan terjadinya kenaikan kerusakan karena erosi mekanis dan korosi, proses ini disebut korosi erosi. Proses korosi erosi pada umumnya disebabkan karena pengikisan lapisan pelindung permukaan a.l. produk korosi yang melekat di permukaan logam. Indikasi dari proses korosi erosi ini adalah adanya alur-alur halus yang tidak begitu dalam pada permukaan logam, sedangkan pola dari alur-alur ini pada umumnya mengikuti pergerakan dari koroden di atas logam.
Kondisi yang memungkinkan terjadinya korosi erosi adalah pada daerah fluida kecepatan tinggi, pada daerah turbulensi, pada daerah tumburan aliran, dsb. Antara lain dapat dilihat pada sudu-sudu pompa, agitator (pemutar) dan pada pipa penyalur terutama di daerah tee dan elbow. Cara mengatasinya dilakukan dengan memodifikasi disain peralatan atau menggunakan jenis material yang lebih tahan korosi dan lebih keras.
7. Korosi Serangan Selektif Korosi Selektif adalah suatu bentuk korosi yang terjadi karena pelarutan komponen tertentu dari paduan logam (alloynya). Pelarutan ini terjadi pada salah satu unsur pemadu atau komponen dari paduan logam yang lebih aktif yang menyebabkan sebagian besar dari pemadu tersebut hilang dari paduannya. Material yang tertinggal telah kehilangan sebagian besar kekuatan fisiknya (karena berpori-pori). Selektif leaching (nama lain dari korosi selektif) bisa terjadi dari sepasang panduan logam satu fasa dan juga dua fasa. Dalam paduan dua fasa, fasa yang kurang mulia akan meluruh terlebih dahulu. Korosi ini sebenarnya bukan ternasuk bentuk korosi elektrokimia tetapi cenderung termasuk ke korosi kimia. Misalnya paduan kuningan (CuZn) yang berada dilingkungan asam dimana Zn akan terlarut dalam asam (dezincification). Korosi selektif ini merupakan terlarutnya logam pada paduan logam karena logam tersebut lebih rentan (lebih anodik) terhadap korosi daripada logam lain dalam paduan. Akibat dari korosi selektif ini, permukaan logam paduan tereduksi dan membuat bagian yang terkorosi menjadi spongy
material yang memiliki kekuatan mekanis yang lemah dan akan pecah jika dikenai tekanan (getas).
Pada korosi selektif, logam paduan mengalami perusakan paduan atau dealloying. Berikut adalah dealloying beberapa logam dan kondisi lingkungannya. Tabel 1. Contoh korosi selektif pada logam Elemen yang dihilangkan Seng (dezincification) Besi (korosi grafitik)
Paduan
Lingkungan
Kuningan (CuZn)
Berair, stagnan
Besi cor kelabu
Tanah, berair
Perunggu aluminium (Cu-Si)
Uap temperatur tinggi dan berasam
Silikon (desiliconification)
Perunggu timah
Uap
Timah (destannification)
Nikel tembaga Baja karbon tinggi dan medium
Fluks panas tinggi dan air berkecepatan rendah Atmosfer teroksidasi, H2 temperatur tinggi
Nikel (denickelification) Carbon (decarburization)
Zat/komponen yang terkorosi dalam paduan selalu bersifat anodik terhadap komponen yang lain. Walaupun secara visual tampak perubahan warna pada permukaaan paduan, namun tidak tampak adanya kehilangan materi berupa takik, perubahan dimensi, retak ataupun alur. Bentuk permukaan tampaknya tetap tidak berubah termasuk tingkat kehalusan/kekasarannya. Namun sebenarnya berat bagian yang terkena jenis karat ini menjadi berkurang, berpori-pori dan yang terpenting adalah kehilangan sifat mekanisnya menjadi getas dan mempunyai kekuatan tarik sangat rendah. Contoh :
1. Dezincification Dezincification adalah terlarutnya zinc yang terjadi pada kuningan yang terpapar lingkungan berair dengan konsentrasi CO2 dan atau klorida tinggi. Dezincfikasi terutama terjadi pada kuningan dengan kadar seng diatas 15–20%, pada lingkungan air yang mengandung ion Cl- seperti air payau & air laut dan air yang mengandung O2. Sedangkan untuk kuningan dengan kadar seng kurang dari 5% biasanya tahan terhadap korosi ini. Produk dari proses dezincfikasi menghasilkan kuningan yang berlubang, rapuh, memiliki kekuatan mekanis yang rendah dan warna kuningan berubah dari kuning ke merah. Terlarutnya Zn menyebabkan adanya lapisan tembaga yang lemah dan tembaga oksida sebagai produk korosi. Keberadaan CuCl2 pada larutan lingkungan kuningan akan mempercepat terlarutnya Zn. Contoh tempat yang dapat mengalami dezincification adalah pipa kuningan pada lingkungan asam. Tipe atau bentuk serangan pada proses desincfikasi dibagi menjadi 2 bagian : 1. Tipe setempat (plug) Tipe korosi ini menyerang secara lokal sampai ke dalam kuningan membentuk lubang.
Korosi ini terjadi pada kuningan yang mempunyai
kadar seng rendah, kondisi lingkungan basa, netral atau sedikit asam. Air dapat merambas melalui lubang ini. Lubang ini bisa muncul jika diberi perlakuan mekaniks seperti ditekuk. 3. Tipe lapisan (merata) Tipe korosi
ini menyerang secara merata pada permukaan
kuningan dan melarutkan seng pada seluruh permukaan kuningan dengan laju yang hampir sama. Korosi tersebut terjadi pada kuningan dengan kadar seng tinggi dan kondisi lingkungan yang asam. Reaksi yang terjadi : Di katoda : Cu2+ + 2e-→Cu Terdapat oksigen terlarut (dalam air) ½ O2 + H2O + 2e-→2OHDi anoda : Cu→Cu2+ + 2e-
Zn→Zn2+ + 2eAtau Air yang mengandung Cl-, ada 2 kemungkinan yang terjadi : 1. Unsur paduan yang yang lebih aktif (seng) terlarutkan secara selektif meninggalkan struktur tembaga yang berpori dan lemah 2. Seng dan tembaga larut, diikuti pengendapan kembali tembaga. Reaksi : Di anoda : Zn→Zn2+ + 2eCu+2Cl-→CuCl2- + 2eDi katoda: CuCl2-→Cu2+ + 2 Cl - + e – Cu→Cu2+ + 2e – Korosi selektif dezincification ini dapat dicegah dengan mengurangi agresivitas larutan dengan menghilangkan O2 terlarut, penggunaan kuningan merah (<15 dengan="dengan" kuningan="kuningan" pengganti="pengganti" sebagai="sebagai" zn="zn"> 15%, dan menambahkan unsur inhibitor dalam paduan seperti As, P, atau Sb. 2. Grafitasi Korosi grafitik adalah korosi selektif yang terjadi pada besi cor kelabu (gray cast iron) yang mempunyai jaringan grafit pada mikrostrukturnya. Grafit bertindak sebagai katoda yang mempercepat kelarutan besi di sekitarnya. Pada graphitic corrosion, bentuk logam dapat dipertahankan oleh jaringan grafit, tetapi logam tetap kehilangan kekuatan mekanis akibat korosi. Contoh tempat yang dapat mengalami korosi grafitik adalah pipa besi cor yang dipendam di dalam tanah. Korosi grafitik dapat dicegah dengan penggunaan besi cor nodular sebagai pengganti besi cor kelabu, coating atau pelapisan logam, dan perlindungan katodik. 8. Korosi Retak Regang (Stress Corrosion Cracking/ SCC) Pengaruh gabungan dari tegangan tarik dan corrodent khusus, pada kondisi tertentu akan menyebabkan terjadinya keretakan pada logam. Sampai saat ini stress corrosion cracking masih merupakan permasalahan metalurgi yang cukup serius dan belum terpecahkan secara tuntas. Tegangan-tegangan yang merupakan
penyebab keretakan ini timbul akibat residual cold work, pengelasan, perlakuan panas atau dari luar pada saat pengoperasian peralatan. Corak keretakannya dapat berupa intergranular atau transgranular dan umumnya disertai kecenderungan pencabangan retak. Metode pencegahan stress corrosion cracking antara lain dengan stress relieving, menghindari koroden yang specific atau pemilihan material yang tepat. 9. Korosi Pengaruh Hidrogen (Hydrogen Damage) Hidrogen damage dapat diklasifikasikan menjadi 3 jenis yaitu : a. Hydrogen Blistering b. Hydrogen Embrittlement c. Hydrogen Attack Hydrogen blistering disebabkan karena penetrasi dari hydrogen ke dalam logam, akibatnya adalah deformasi setempat pada logam dan dalam kasus yang ekstrim dapat menyebabkan kerusakan total pada dinding bejana tekan. Hydrogen embrittlement juga disebabkan karena penetrasi hydrogen ke dalam logam yang menyebabkan terjadinya penurunan ductilitas dan kekuatan tarik dari logam tersebut. Hydrogen attack terjadi pada tekanan dan temperatur operasi yang tinggi (diatas 450oF) dimana pada kondisi tersebut molekul hydrogen akan terdisosiasi menjadi atom-atom hydrogen dan menetrasi ke dalam logam.
BAB II KASUS RIIL KOROSI “KOROSI PADA BAGIAN SAMBUNGAN RAILING TANGGA”
A. BESI Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi dan jarang ditemukan dalam keadaan unsur bebas. Besi banyak digunakan untuk kehidupan manusia sehari-hari dan juga mempunyai nilai ekonomis yang tinggi. Besi adalah logam paling melimpah nomor dua setelah setelah alumunium. Bumi kita ini juga mengandung unsur Besi. Selain itu, besi juga memiliki sifat fisika dan sifat kimia. Sifat Fisika 1. Pada suhu kamar berwujud padat, mengkilap dan berwarna keabu-abuan 2. Merupakan logam feromagnetik karena memiliki empat elektron tidak berpasangan pada orbitan d 3. Merupakan penghantar panas yang baik 4. Kation logam besi berwarna hijau (Fe2+) dan jingga (Fe3+). Hal ini disebabkan oleh adanya elektron tidak berpasangan dan tingkat energi orbital tidak berbeda jauh. Akibatnya, elektron mudah tereksitasi ke tingkat energi lebih tinggi menimbulkan warna tertentu 5. Besi bersifat keras dan kuat 6. Sifat-sifat besi yang lain a) Nomor Atom
: 26
b) Nomor Massa
: 57
c) Massa Atom
: 55,85 g/mol
d) Kepadatan
: 7,8 g/cm 3 pada 20 °C
e) Titik Lebur
: 1536 °C
f) Titik Didih
: 2861 °C
g) Isotop
:8
h) Energi Ionisasi Pertama
: 761 kJ/mol
i) Energi Ionisasi Kedua
: 1556,5 kJ/mol
j) Energi Ionisasi Ketiga
: 2951 kJ/mol
Sifat Kimia
1. Unsur besi bersifat elektropositif yaitu mudah melepaskan elektron. Karena sifat inilah bilangan oksidasi besi bertanda positif. 2. Besi dapat memiliki biloks 2, 3, 4 dan 6. Hal ini disebabkan karena perbedaan energi elekktron pada subkulit 4s dan 3d cukup kecil, sehingga elektron pada subkulit 3d juga terlepas ketika terjadi ionisasi selain elektron pada subkulit 4s. 3. Logam murni besi sangat reaktif secara kimiawi dan mudah terkorosi, khususnya di udara yang lembab atau ketika terdapat peningkatan suhu. 4. Besi memiliki bentuk allotroik ferit yaitu alfa, beta, gamma dan omega dengan suhu transisi 700oC, 928oC, dan 1530oC. Bentuk alfa bersifat magnetik, tapi ketika berubah menjadi beta, sifat magnetnya menghilang meski pola geometris molekul tidak berubah. 5. Mudah bereaksi dengan unsur-unsur non logam seperti sulfur, fosfor, boron, karbon dan silikon. 6. Larut dalam asam-asam mineral encer. 7. Oksidanya bersifat amfoter yaitu oksida yang menunjukkan sifat-sifat asam sekaligus basa. Besi juga bermacam-macam berikut macam-macam besi : 1. Besi Tuang (cast iron) –
Diperoleh dengan cara mendinginkan besi kasar yang diperoleh dari tanur, dengan memasukkannya ke dalam cetakan yang tersedia. Tanur adalah tempat pengolahan bijih besi menjadi logam besi.
–
Besi tuang mengandung 2 – 4% karbon.
–
Besi tuang bersifat keras mudah rapuh sehingga banyak digunakan sebagai pipa leding dan radiator.
2. Besi Tempa (wrought iron) –
Diperoleh dengan cara mengurangi karbon dari besi kasar sampai kadar karbonnya 0,02%. Caranya besi dipanaskan sehingga karbonnya teroksidasi menjadi CO2
–
Sifat besi tempa lebih lunak dibandingkan besi tuang, tetapi lebih kuat.
–
Karena cukup lunak, maka ditempa menjadi peralatan, seperti golok dan cangkul.
3. Baja –
Mengandung karbon sebanyak 0,02%
–
Baja lebih keras dibandingkan besi tempa.
–
Dibuat dengan menambahkan logam lain seperti nikel, krom, mangan, vanadium, molibden dan wolfram sesuai dengan baja yang diinginkan.
B. KOROSI PADA SAMBUNGAN RAILING TANGGA
Railing tangga atau pembatas tangan tangga berfungsi sebagai pegangan dan penjaga untuk menaiki tangga karena sangat berbahaya,terutama bagi yang memiliki anak kecil. Railing bisa terbuat dari stainless steel, kayu, aluminium, besi, dan sebagainya. Model dari railing tangga ini sendiri bermacam-macam sesuai keinginan dan kebutuhan. Railing tangga yang ada di kost saya ini terbuat dari pipa-pipa besi yang dirakit sedemikian rupa sehingga menjadi railing tangga yang akan menjaga dan sebagai pegangan saat menaiki tangga. Perakitan atau penyambungan pipa-pipa besi agar menjadi sedemikian rupa dilakukan dengan cara di las. Dalam pembuatan railing tangga sendiri perlu memperhatikan tingginya, adapun tinggi minimunnya adalah 900 cm. Di sini railing tangga hanya dibuat pada satu sisi saja karena desain tangga yang sempit dan menempel pada dinding. Sehingga hanya membutuhkan
perlindungan atau penjagaan di satu sisi saja. Pengelasan dilakukan untuk menghubungkan setiap bingkai railing tangga yang berbahan dasar dari pipa besi sehingga membentuk pola sesuai yang diinginkan. Setelah perakitan atau penyambungan pipa besi menjadi suatu pola atau bentuk tertentu dari railing tangga maka dilakukan pengecatan. Pengecatan sendiri dilakukan untuk memperindah tampilan dari railing tangga serta sebagi langkah untuk memperlambat terjadinya korosi pada railing tangga. Dalam kurun waktu tertentu railing tangga akan mengalami korosi atau pengkaratan walaupun sudah diberi lapisan cat. Pengkorosian terjadi karena berbagi faktor, karena railing tangga ini tidak berada di dalam rumah melainkan terpapar langsung oleh cuaca luar maka faktor utama dari terkorosinya railing tangga ini adalah cuaca luar yang berganti-ganti setiap saat. Dimana railing tangga terkena paparan panasnya sinar matahari serta terbasahi oleh air hujan secara bergantian dan terus menerus. Bagian railing tangga yang terkorosi terlebih dahulu adalah pada bagian sambungan-sambungan lasnya. Hal ini disebabkan oleh adanya kekosongan unsur/elemen pada kristal ataupun impurities dari proses welding atau pengelasan. Dalam kasus ini saya lebih menekankan korosi yang terjadi pada sambungan las dari railing tangga ini. Sambungan las dari railing tangga ini mengalami korosi intergranular. Korosi intergranular merupakan 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.
C. PROSES TERJADINYA KOROSI PADA BESI Secara umum mekanisme korosi yang terjadi di dalam suatu larutan berawal dari logam yang teroksidasi di dalam larutan, dan melepaskan elektron untuk membentuk ion logam yang bermuatan positif. Larutan akan bertindak sebgai katoda dengan reaksi yang umun terjadi adalah pelepasan H2 dan reduksi O2, akibat ion H+ dan H2O yang tereduksi. Reaksi ini terjadi dipermukaan logam yang akan menyebabkan pengelupasan akibat pelarutan logam ke dalam larutan secara berulang-ulang (Alfin, 2011).
Mekanisme korosi yang terjadi pada logam besi (Fe) dituliskan sebagi berikut: Fe (s) + H2O (l) + 1/2 O2 (g) → Fe(OH)2 (s) Fero hidroksida [Fe(OH)2] yang terjadi merupakan hasil sementara yang dapat teroksidasi secra alami oleh air dan udara menjadi ferri hidroksida [Fe(OH)3], sehingga mekanisme reaksi selanjutnya adalah: 4 Fe(OH)2 (s) + 1/2 O2 (g) + 2H2O (l) → 4Fe(OH)3 (s) Ferri hidroksida yang terbentuk akan berubah menjadi Fe2O3 yang berwarna merah kecoklatan yang biasa kita sebut karat (Vogel, 1979). Reaksinya adalaha; 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O 1. Karakteristik Karat Besi Besi adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak digunakan untuk kehidupan manusia sehari-hari. Dlam tabel periodik, besi mempunyai simbol Fe dan nomor atom 26. Besi juga mempunyai nilai ekonomis yang tinggi. Besi adalah logam yang paling banyak dan paling beragam penggunaannya. Hal itu karena beberapa hal, diantaranya: a) Kelimpahan besi di kulit bumi cukup besar b) Pengolahannya relatif mudah dan murah c) Besi mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan dan mudah dimodifikasi Salah stau kelemahan besi adalah mudah mengalami korosi. Korosi menimbulkan banyak kerugian karena mengurangi umur pakau barbagai barang atau bangunan yang menggunakan besi atau baja. Besi membentuk dua deret garam yang penting, yaitu: 1. Garam besi (II) oksida yang diturunkan dari besi (II) oksida (FeO) Dalam kondisi larutan aqueous, garam besi tersebut mengandung kation Fe2+ (ion besi II) dapat dengan mudah dioksidasikan menjadi ion Fe3+ (ion besi III) dalam suasana netral, basa, atau bahkan dalam kondisi atmodfer yang mengandung oksigen tinggi. 2. Garam besi (III) oksida yang diturunkan dari besi (III) oksida (Fe3O3) Garam ini bersifat lebih stabil dibandingkan garam besi (II). Dalam kondisi aqueous, kation dari Fe3+ berwarna kuning muda, jika larutan mengandung klorida, maka warna kuning yang dihasilkan di permukaannya semaki kuat.
Reaksi antara besi dengan asam klorida menghasilkan garam-garam besi (II) dan gas hidrogen, reaksinya yaitu: Fe + 2H+ → Fe2+ + H2 (g) Fe + 2HCl → Fe2+ + 2Cl- + H2 (g) Sedangkan reksi antara asam sulfat panas dan baja menghasilkan ion-ion besi (III) dan belerang dioksida. Reksinya sebagi berikut: 2Fe + 3H2SO4 + 6H+ → 2Fe3+ + 3SO4 (g) + 6H2O Selain itu endapan putih besi (II) hidroksida (Fe(OH)2) apabila bereaksi dengan atmosfer maka mudah bereaksi dengan oksigen yang pada akhirnya menghasilkan besi (III) hidroksida yang berwarnacoklat-kemerahan. Pada kondisi biasa, Fe(OH)2 tampak seperti endapan hijau kotor.
D. PROSES KOROSI INTERGRANULAR Korosi antar butir terjadi apabila daerah batas butir terserang akibat adanya endapan di dalamnya. Batas butir sering menjadi tempat yang lebih disukai untuk proses-proses pengendapan (precipitation) dan pemisahan (segregation) yang teramati pada banyak paduan. Bahan-bahan asing yang terdapat dalam struktur logam ada 2 macam yaitu logam antara (intermetallic) dan senyawa. Logam antara adalah unsur-unsur yang terbentuk dari atom-atom logam dan mempunyai rumus kimia yang mudah dikenali, contohnya krom karbida (Cr23C6). Unsur ini bisa bersifat anoda atau katoda terhadap logam utama. Senyawa adalah bahan yang terbentuk dari logam dan unsur-unsur bukan logam seperti hidrogen, karbon, silikon, nitrogen maupun oksigen. Setiap logam yang mengandung logam antara atau senyawa pada batas-batas butirnya akan rentan terhadap korosi antar butir (intergranular corrosion) dan yang paling sering adalah dialami oleh baja tahan karat austenitik. Surdia dan Saito mengatakan bahwa korosi antar butir disebabkan oleh presipitasi karbida Cr pada batas butir, yang menyebabkan daerah tersebut kekurangan Cr di dekatnya, dari daerah tersebut korosi dimulai. Dalam keadaan tertentu karbida Cr sendiri kena korosi. Karbida Cr berpresipitasi pada daerah temperatur (500-900) 0C, dan pada (600 -800)0C nilai presipitasi paling tinggi.
Bila baja didinginkan perlahan-lahan atau dibiarkan selama beberapa waktu pada ± 6500C, karbon mengendap membentuk karbida krom (Cr23C6) dalam bentuk presipitat halus pada batas butir. Pembentukan kromium karbida yang terkonsentrasi pada batas butir akan menghilangkan/mengurangi sifat perlindungan kromium pada daerah tengah butir, sehingga akan dengan mudah terserang oleh korosi seperti ditunjukkan pada Gambar 3.
Perlakuan panas → Reaksi Oksidasi dan Reduksi → Peristiwa Sensitisasi Kecenderungan suatu bahan untuk terkorosi sangat ditentukan oleh jenis maupun sifat-sifat bahan maupun lingkungannya. Sifat-sifat bahan sangat ditentukan oleh beberapa faktor di antaranya adalah jenis unsur paduan, cara perlakuan pemanasan maupun cacat-cacat yang menyertai saat pengerjaan. Peristiwa sentisisasi dapat mengakibatkan terjadinya korosi antar butir.
E. DAMPAK YANG DITIMBULKAN Dampak yang ditimbulkan korosi intergranular adalah berupa terjadinya kerusakan pada peralatan, yakni railing tangga. Railing tangga akan terlihat tidak menarik lagi, selain itu lama-kelamaan apabila tidak segera dikendalikan korosi yang terjadi dapat merusak railing tangga. Kerusakan terutama pada bagian sambungan las nya. Kerusakan pada sambungan las akan membuat konstruksinya tidak kuat lagi atau rapuh. Rapuhnya kontruksi railing tangga akan menimbulkan bahaya bagi penggunanya.
F. PENCEGAHAN DAN PENGENDALIAN KOROSI INTERGRANULAR PADA SAMBUNGAN RAILING TANGGA Pencegahan dilakukan untuk menanggulangi dan menghambat terjadinya korosi intergranular. Cara pencegahan korosi inergranular adalah sebagai berikut: 1. Casting, 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 kegunaannya 2. Welding, pemilihan elektrode yang benar, prosedur pengelasan yang benar, pendinginan yang benar Dalam hal ini pencegahan korosi intergranular pada sambungan las railing tangga adalah dengan melakukan pengelasan yang benar dan pemilihan elektroda yang benar serta pendinginan yang benar. Mengapa demikian, karena pada dasarnya dalam kasus ini yang terkorosi adalah bagian sambungannya yang merupakan hasil pengelasan. Walaupun pada kasus ini hanya bagian sambungannya saja yang terkorosi namun tidak menutup kemungkinan untuk bagian permukaan railing tangga ini juga terkorosi. Sehingga untuk mencegah terkorosinya permukaan dari railing tangga adalah dengan melakukan pelapisan yakni dengan pengecatan seluruh permukaan dari railing tangga. Pengendalian korosi pada sambungan railing tangga yang dapat dilakukan adalah dengan metode semprotan logam (metal spray). Dimana logam leleh atau cair disemprotkan pada suatu permukaan dan membentuk lapisan. Logam yang disemprotkan baik murni ataupun paduan dicairkan oleh sumber arus dan diatomisasikan oleh udara membentuk butir- butir yang sangat halus dan disemprotkan pada permukaan benda kerja membentuk lapisan logam padat. Prinsip dari proses ini adalah bahwa semprotan gas tekan tinggi dapat membuat logam menjadi butiran-butiran halus, kecepatan gas tersebut kira-kira 200-270 m/s. Butiran-butiran leleh tersebut kemudian melekat pada permukaan logam yang akan dilindungi melalui proses pendingin cepat seperti pada casting. Bahannya berasal dari bentuk kawat atau serbuk yang kemudian meleleh karena semprotan gas panas yang terbakar (misalnya Oxy- acetylene) atau dengan busur listrik (electric arc).
BAB III PENUTUP
A. KESIMPULAN Korosi adalah reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tak dikehendaki. Dalam bahasa sehari-hari, korosi disebut perkaratan. Pada sambungan railing tangga terjadi korosi intergranular, adalah bentuk korosi yang terjadi pada paduan logam akibat terjadinya reaksi antar unsur logam tersebut di batas butirnya. Kerugian akibat korosi intergranular berupa kerusakan kontruksi yakni bagian sambungan yang membuat konstruksinya rapuh sehingga dapat membahayakan pengguna, serta membuat railing tangga tidak menarik lagi karena adanya warna karat. Salah satu cara pencegahan serangan korosi/karat terhadap sambungan railing tangga adalah melakukan pengelasan dengan benar, pemilihan elektroda yang benar serta pendinginan yang benar. Pemberian lapisan cat dilakukan pada permukaan railing tangga, dan pengendalian yang dilakukan apabila sudah terkorosi dan berlubang tapi belum parah yaitu dengan penyemprotan logam cair pada bagian sambungan railing tangga yang terkorosi tersebut. Sedangkan apabila korosi sudah parah dan mengikis seng yang sangat banyak alangkah baiknya dilakukan perbaikan dengan pengelasan ulang atau mengganti seluruh bagian konstruksi railing tangga.
B. SARAN Pengendalian korosi sebaiknya dilakukan lebih awal ketika baru terlihat mulai adanya korosi sebelum terjadi korosi yang lebih parah dan menyebabkan kerusakan yang parah. Lakukan pencegahan korosi pada railing tangga dengan melakukan pelapisan dengan pengecatan serta melakukan pengelasan yang benar.
DAFTAR PUSTAKA 1. Budianto, Anwar., November 2009, “Pengamatan struktur Mikro Pada Korosi Antar Butir Dari Material Baja Tahan Karat Austenitik Setelah Pengalami Proses Pemanasan” 2. Haryono, Bambang., Desember 1998, “Korosi”. 3. http://miraclesphysics.blogspot.co.id/2012/10/vbehaviorurldefaultvmlo.html 4. http://pandapoo-panda.blogspot.co.id/2012/04/jenis-jenis-korosi-dancara.html 5. Utomo, Budi., Juni 2009, “Jenis Korosi dan Penanggulangannya”. KAPAL, Vol. 6, No.2, Juni 2009. 6. http://zycoluffy21.blogspot.co.id/2014/01/makalah-kasus-riil-korosikorosi-pada.html
