Korosi

A. Proses Terjadinya Korosi

Korosi (Kennet dan Chamberlain, 1991) adalah penurunan mutu logam

akibat reaksi elektro kimia dengan lingkungannya. Korosi atau pengkaratan

merupakan fenomena kimia pada bahan – bahan logam yang pada dasarnya

merupakan reaksi logam menjadi ion pada permukaan logam yang kontak

langsung dengan lingkungan berair dan oksigen. Contoh yang paling umum, yaitu

kerusakan logam besi dengan terbentuknya karat oksida. Dengan demikian, korosi

menimbulkan banyak kerugian.

Korosi logam melibatkan proses anodik, yaitu oksidasi logam menjadi ion

dengan melepaskan elektron ke dalam (permukaan) logam dan proses katodik

yang mengkonsumsi electron tersebut dengan laju yang sama : proses katodik

biasanya merupakan reduksi ion hidrogen atau oksigen dari lingkungan

sekitarnya. Untuk contoh korosi logam besi dalam udara lembab, misalnya proses

reaksinya dapat dinyatakan sebagai berikut :

Anode {Fe(s)→ Fe2+(aq)+ 2 e} x 2

Katode O2(g)+ 4H+(aq)+ 4 e → 2 H2O(l) +

Redoks 2 Fe(s) + O2 (g)+ 4 H+(aq)→ 2 Fe2++ 2 H2O(l)

Dari data potensial elektrode dapat dihitung bahwa emf standar untuk proses

korosi ini, ,yaitu E0sel = +1,67 V ; reaksi ini terjadi pada lingkungan asam dimana

ion H+ sebagian dapat diperoleh dari reaksi karbon dioksida atmosfer dengan air

membentuk H2CO3. Ion Fe+2 yang terbentuk, di anode kemudian teroksidasi lebih

lanjut oleh oksigen membentuk besi (III) oksida :

4 Fe+2(aq)+ O2 (g) + (4 + 2x) H2O(l) → 2 Fe2O3x H2O + 8 H+

(aq)

Hidrat besi (III) oksida inilah yang dikenal sebagai karat besi. Sirkuit listrik

dipacu oleh migrasi elektron dan ion, itulah sebabnya korosi cepat terjadi dalam

air garam.

Jika proses korosi terjadi dalam lingkungan basa, maka reaksi katodik yang

terjadi, yaitu :

O2 (g) + 2 H2O(l)+ 4e → 4 OH-(aq)

Oksidasi lanjut ion Fe2+ tidak berlangsung karena lambatnya gerak ion ini

sehingga sulit berhubungan dengan oksigen udara luar, tambahan pula ion ini

segera ditangkap oleh garam kompleks hexasianoferat (II) membentuk senyawa

kompleks stabil biru. Lingkungan basa tersedia karena kompleks kalium

heksasianoferat (III).

Korosi besi realatif cepat terjadi dan berlangsung terus, sebab lapisan

senyawa besi (III) oksida yang terjadi bersifat porous sehingga mudah ditembus

oleh udara maupun air. Tetapi meskipun alumunium mempunyai potensial reduksi

jauh lebih negatif ketimbang besi, namun proses korosi lanjut menjadi

terhambatkarena hasil oksidasi Al2O3, yang melapisinya tidak bersifat porous

sehingga melindungi logam yang dilapisi dari kontak dengan udara luar.

B. Dampak Dari Korosi

Karatan adalah istilah yang diberikan masyarakat terhadap logam yang

mengalami kerusakan berbentuk keropos. Sedangkan bagian logam yang rusak

dan berwarna hitam kecoklatan pada baja disebut Karat. Secara teoritis karat

adalah istilah yang diberikan terhadap satu jenis logam saja yaitu baja, sedangkan

secara umum istilah karat lebih tepat disebut korosi. Korosi didefenisikan sebagai

degradasi material (khususnya logam dan paduannya) atau sifatnya akibat

berinteraksi dengan lingkungannya.

Korosi merupakan proses atau reaksi elektrokimia yang bersifat alamiah dan

berlangsung dengan sendirinya, oleh karena itu korosi tidak dapat dicegah atau

dihentikan sama sekali. Korosi hanya bisa dikendalikan atau diperlambat lajunya

sehingga memperlambat proses perusakannya.

Dilihat dari aspek elektrokimia, korosi merupakan proses terjadinya transfer

elektron dari logam ke lingkungannya. Logam berlaku sebagai sel yang

memberikan elektron (anoda) dan lingkungannya sebagai penerima elektron

(katoda). Reaksi yang terjadi pada logam yang mengalami korosi adalah reaksi

oksidasi, dimana atom-atom logam larut kelingkungannya menjadi ion-ion dengan

melepaskan elektron pada logam tersebut. Sedangkan dari katoda terjadi reaksi,

dimana ion-ion dari lingkungan mendekati logam dan menangkap elektron-

elektron yang tertinggal pada logam.

Dampak yang ditimbulkan korosi sungguh luar biasa. Berdasarkan

pengalaman pada tahun-tahun sebelumnya, Amerika Serikat mengalokasikan

biaya pengendalian korosi sebesar 80 hingga 126 milyar dollar per tahun. Di

Indonesia, dua puluh tahun lalu saja biaya yang ditimbulkan akibat korosi dalam

bidang indusri mencapai 5 trilyun rupiah. Nilai tersebut memberi gambaran

kepada kita betapa besarnya dampak yang ditimbulkan korosi dan nilai ini

semakin meningkat setiap tahunnya karena belum terlaksananya pengendalian

korosi secara baik bidang indusri. Dampak yang ditimbulkan korosi dapat berupa

kerugian langsung dan kerugian tidak langsung. Kerugian langsung adalah berupa

terjadinya kerusakan pada peralatan, permesinan atau stuktur bangunan.

Sedangkan kerugian tidak langsung berupa terhentinya aktifitas produksi karena

terjadinya penggantian peralatan yang rusak akibat korosi, terjadinya kehilangan

produk akibat adanya kerusakan pada kontainer, tanki bahan bakar atau jaringan

pemipaan air bersih atau minyak mentah, terakumulasinya produk korosi pada alat

penukar panas dan jaringan pemipaannya akan menurunkan efisiensi perpindahan

panasnya, dan lain sebagainya. Bahkan kerugian tidak langsung dapat berupa

terjadinya kecelakaan yang menimbulkan korban jiwa, seperti kejadian runtuhnya

jembatan akibat korosi retak tegang di West Virginia yang menyebabkan 46 orang

meninggal dunia, terjadinya kebakaran akibat kebocoran pipa gas di Minnesota

karena selective corrosion dan meledaknya pembangkit tenaga nuklir di Virginia

akibat terjadinya korosi erosi pada pipa uapnya.   Berdasarkan kondisi

lingkungannya, korosi dapat diklasifikasikan sebagai korosi basah yaitu  korosi

yang terjadi dilingkungan air, korosi atmosferik yang terjadi di udara terbuka dan

korosi temperatur tinggi yaitu korosi yang terjadi dilingkungan bertemperatur

diatas 500 oC.

C. Bentuk-Bentuk Korosi

Bentuk-bentuk korosi dapat berupa korosi merata, korosi galvanik, korosi

sumuran, korosi celah, korosi retak tegang (stress corrosion cracking), korosi

retak fatik (corrosion fatique cracking) dan korosi akibat pengaruh hidogen

(corrosion induced hydrogen), korosi intergranular, selective leaching, dan korosi

erosi.

Korosi merata adalah korosi yang terjadi secara serentak diseluruh

permukaan logam, oleh karena itu pada logam yang mengalami korosi merata

akan terjadi pengurangan dimensi yang relatif besar per satuan waktu. Kerugian

langsung akibat korosi merata berupa kehilangan material konstruksi, keselamatan

kerja dan pencemaran lingkungan akibat produk korosi dalam bentuk senyawa

yang mencemarkan lingkungan. Sedangkan kerugian tidak langsung, antara lain

berupa penurunan kapasitas dan peningkatan biaya perawatan (preventive

maintenance).  

Korosi galvanik terjadi apabila dua logam yang tidak sama dihubungkan dan

berada di lingkungan korosif. Salah satu dari logam tersebut akan mengalami

korosi, sementara logam lainnya akan terlindung dari serangan korosi. Logam

yang mengalami korosi adalah logam yang memiliki potensial yang lebih rendah

dan logam yang tidak mengalami korosi adalah logam yang memiliki potensial

lebih tinggi.

Korosi sumuran adalah korosi lokal yang terjadi pada permukaan yang

terbuka akibat pecahnya lapisan pasif. Terjadinya korosi sumuran ini diawali

dengan pembentukan lapisan pasif dipermukaannya, pada antarmuka lapisan pasif

dan elektrolit terjadi penurunan pH, sehingga terjadi pelarutan lapisan pasif secara

perlahan-lahan dan menyebabkan lapisan pasif pecah sehingga terjadi korosi

sumuran. Korosi sumuran ini sangat berbahaya karena lokasi terjadinya sangat

kecil tetapi dalam, sehingga dapat menyebabkan peralatan atau struktur patah

mendadak.

Korosi celah adalah korosi lokal yang terjadi pada celah diantara dua

komponen. Mekanisme terjadinya korosi celah ini diawali dengan terjadi korosi

merata diluar dan didalam celah, sehingga terjadi oksidasi logam dan reduksi

oksigen. Pada suatu saat oksigen (O2) di dalam celah habis, sedangkan oksigen

(O2) diluar celah masih banyak, akibatnya permukaan logam yang berhubungan

dengan bagian luar menjadi katoda dan permukaan logam yang didalam celah

menjadi anoda sehingga terbentuk celah yang terkorosi.

Korosi retak tegang (stress corrosion cracking), korosi retak fatik (corrosion

fatique cracking) dan korosi akibat pengaruh hidogen (corrosion induced

hydrogen) adalah bentuk korosi dimana material mengalami keretakan akibat

pengaruh lingkungannya. Korosi retak tegang terjadi pada paduan logam yang

mengalami tegangan tarik statis dilingkungan tertentu, seperti : baja tahan karat

sangat rentan terhadap lingkungan klorida panas, tembaga rentan dilarutan amonia

dan baja karbon rentan terhadap nitrat. Korosi retak fatk terjadi akibat tegangan

berulang dilingkungan korosif. Sedangkan korosi akibat pengaruh hidogen terjadi

karena berlangsungnya difusi hidrogen kedalam kisi paduan.

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.

Selective leaching adalah korosi yang terjadi pada paduan logam karena

pelarutan salah satu unsur paduan yang lebih aktif, seperti yang biasa terjadi pada

paduan tembaga-seng. Mekanisme terjadinya korosi selective leaching diawali

dengan terjadi pelarutan total terhadap semua unsur. Salah satu unsur pemadu

yang potensialnya lebih tinggi akan terdeposisi, sedangkan unsur yang

potensialnya lebih rendah akan larut ke elektrolit. Akibatnya terjadi keropos pada

logam paduan tersebut. Contoh lain selective leaching terjadi pada besi tuang

kelabu yang digunakan sebagai pipa pembakaran. Berkurangnya besi dalam

paduan besi tuang akan menyebabkan paduan tersebut menjadi porous dan lemah,

sehingga dapat menyebabkan terjadinya pecah pada pipa.

Kombinasi antara fluida yang korosif dan kecepatan aliran yang tinggi

menyebabkan terjadinya korosi erosi, seperti yang terjadi pada pipa baja yang

digunakan untuk mengalirkan uap yang mengandung air.Pengukuran laju korosi

dapat dilakukan dengan berbagai cara. Pengukuran yang paling sederhana

biasanya dilakukan dengan cara mengukur kehilangan logam (berdasarkan

perbedaan beratnya). Meskipun demikian beberapa metoda pegukuran laju korosi

yang dapat diterapkan antara lain adalah dengan mengukur ion logam yang

terdapat dilingkungan, mengukur konduktivitas lingkungan, mengukur berat jenis

lingkungan atau berdasarkan reaksi dengan metoda elektrokimia. Begitu

banyaknya bentuk bentuk korosi yang dapat terjadi, sehingga seyogianya korosi

tersebut dikenali dengan baik untuk dikendalikan, terutama bagi mereka yang

menangani bidang perencanaan dan perawatan peralatan pabrik, sarana

transportasi dan fasilitas umum lainnya. Sehingga kedepan diharapkan dapat

meningkatkan umur (life time) peralatan yang digunakan dan yang lebih penting

lagi dapat menghindari terjadinya kecelakaan akibat kegagalan material yang

menimbulkan korban jiwa.

Tugas

Bahan Konstruksi Alat Proses Dan Korosi

” Korosi ”

Disusun Oleh :

Tri Aris S. 07.14.001

Antonio Gomes 07.14.007

Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknik Industri

Institut Teknoligi Nasional Malang

2009