pbk kuliah 4

47

Upload: hanafi

Post on 09-Nov-2015

259 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

use it well

TRANSCRIPT

  • Pengetahuan Bahan Konstruksi (FTK 129)

  • Korosi Pitting/SumuranKorosi lokalMenyerang pada logam yang :- selaput pelindungnya robek secara mekanik.- Memiliki tegangan konsentrasi lokal.- Memiliki konsentrasi kimia heterogen (inklusi, segregasi , presipitasi)Sulit dibedakan dengan korosi celah.- korosi celah dipicu oleh beda konsentrasi O2- korosi sumuran dipicu oleh faktor metalurgi

  • Korosi ini disebut juga dengan korosi setempat, korosi ini terbentuk dari rusaknya lapisan pasif, dan terbentuk secara 2 tahap yaitu : inisiasi dan propagasiReaksi Korosi :Oksidasi : M Mn+ + ne-Reduksi : Cl- + M + H2O HCl + M(OH)nH2 e- + H+Cl-

  • Korosi ini tegolong paling berbahaya, karena ; Sering terjadi Susah diramalkan tidak teramati pada tahap awal

    Korosi ini disebabkan karena; Strong Oxidizer oleh pasivassi) Acid Solution terbentuk oleh proses korosi lokal Cl- content pitting agent

  • Pada korosi merata kehilangan berat = laju korosiPada pitting = tidak terdeteksi dengan kehilangan beratContoh :- Pada baja lunak (mild steel) sering terjadi inklusi Mangaan Sulfida (Katodik) sehingga daerah disekitarnya menjadi anodik- Baja Coldworked, tidak memiliki lapisan pelindung oksida sehingga lebih mudah terserang korosi pitting (sumuran)

  • Mekanisme pembentukan sumuran

  • 1. Mula mula terjadi korosi merata2. Daerah sentral kekurangan O2 karena jarak diffusi O2 lebih panjang anoda terjadi pelarutan M+ ditengah titik air terjadi karat dipusat berbentuk cincin Dipengaruhi oleh Temperatur, kadarMolibdenum (Mo)Dinyatakan dalam CPT (Critical PittingTemperatur), yang nilainya merupakanfungsi dari kadar Cr, Mo. SS Duplex memiliki kadar Mo tinggisehingga CPT nya tinggi pula.

  • Pitting Faktor = P/d ; P = kedalamana Maks d = penetrasi dari mass loosTahap inisiasi pada korosi Pitting ialah terbukanya logam dilampisan pasif yang di sebabkan oleh adanya Cl-

  • Dari Gambar 7.13 jones Selaput pasif pecah secaran lambat membentuk ion ferri FeOOH + H2O Fe3+ + 3OH-Adanya Cl- sebagai katalisator pembebasan ion Fe3+ dari lapisan terluar selaput pasif FeOOH + Cl- FeOCl + OH- FeOCl + H2O Fe3+ + Cl- + 2OH-FeOCl salt island (p.garam) yang mempercepat kelarutan selaput pasif menghasilkan Fe3+. Setelah selaput pasif larut maka akan kontak langsung dengan permukaaan baja dan membentuk Fe2+ merupakan awal tejadinya korosi sumuran

  • Crevice Corrosion (korosi celah)Korosi celah terjadi karena perbedaan konsentrasi O2 terlarut ( sel aerasi differential)GAMBAR

  • Bentuk-bentuk Crevice Corrosion Deposit porous dan basket corrosion kemungkinan terjadi crevice lebih besar Filiform tidak berbahaya karena tidak menyerang kedalam

  • Crevice Corrosion (Korosi Celah)

    Merupakan salah jenis korosi satu lokal.Korosi ini disebabkan oleh adanya sejumlahkecil sekali larutan yang ter-stagnasi (diam),karena adanya hole, gasket.

    Sambungan penyebab timbulnya celah,sehingga korosi ini sering juga disebut korosideposit, korosi retakan, korosi packing, korosiinterface, korosi tapal kuda dan korosi garisair, korosi pasak.

  • Faktor penyebab crevice corrosion :

    Faktor lingkungan Adanya pasir, debu yang bisa menimbulkan deposit membuat terjadinya stagnasi larutan sehingga timbul korosi celah, adanya retakan, adanya beda konsentrasi oksigen lokal,dllMisalnya : Stainless steel 18 8 yang dipilih karetdan dicelup dalam air laut bisa pada terpotong bagian yang ada karetnya karena korosi celah.

  • MekanismeKorosi terjadi karena konsentrasi oksigen lokal atau ion logam lokal antara celah dan sekitarnya, sehingga korosi ini sering disebut concentration cell Corrosion

  • Tahap tahap terjadinya crevice corrosion

    Mula mula elektrolit seragam konsentrasinya, sehingga korosi yangterjadi adalah general corrosion (aman), kadar oksigen seragam.

    Oksigen sebagai bahan baku reaksi katodik, reaksi reduksi :O2+H2O+2e 2(OH)- sedang elektron dari reaksi reduksidiperoleh dari reaksi anodik (oksidasi) adalah 2M 2M+ + 2e-

    Pengambilan oksigen yang terlarut untuk reaksi katodik menyebabkanoksigen didalam celah menipis dan habis, sehingga proses katodik(pembentukan hidroksil OH- terhalang)

    Didalam celah terjadi kelebihan ion ion positif (M+ ), sehingga ionnegatif dari luar celah misalnya (Cl) berdiffusi masuk agar terjadikondisi setimbang (energi minimum)M+ + Cl- + H2O produk korosi MOH + H+ + H+ dan Cl- menurunkan pH larutan

    Korosi celah ini bersifat autokatalitik artinya begitu reaksi awal terjadi,sel sel tidak lagi bergantung pada keadaan luar.

  • Menghindari korosi celah Gunakan sambungan las. Tutup sambungan non welded dengan las atau solder. Hindari zona stagnasi. Periksa secara intensif dan periodik zone celah celah. Gunakan media korosif (larutan) yang uniform. Hindari packing yang basah. Gunakan gasket yang solid

  • SCC (stress Corrosion Cracking) = Retak korosi teganganCFC ( Corrosion Fatique Cracking) = Retak korosi lelahHE/ HIC ( Hydrogen Embrittlement / Hydrogen Induced Cracking) = Perapuhan HidrogenENVIROMENTALLY INDUCED CRACKING (RETAKAN AKIBAT KOROSI)

  • Stress Corrosion Cracking (SCC) retak (kegagalan rapuh) pada logam/paduan yang dikenai tegangan tarik di dalam lingkungan korosif tertentuLogam mengalami korosi SCC bila :1. Ada internal stress2. Ada media lingkungan korosif

    Keduanya berjalan simultan SCCContoh : checkerplate (pelat kembang), lekukan pada bodi mobil, elbow pipa,dll

  • Perjalanan retakan tegak lurus arah tegangan tarik

    Retakan : Intergranular Transgranular retakan bercabang, runcing)Efek metalurgis- logam murni tdak rawan SCC- Paduan lebih rawan

  • Efek ElektrokimiaLaju pertumbuhan retakan ~ arus anodik pada permukaan elektorda yang mengalami regangan SCC dimulai dengan pelarutan anodik (korosi) dilanjutkan perjalanan retakan oleh tegangan tarik

  • Corrosion Fatique Cracking (CFC) Kegagalan rapuh (retak) akibat tegangan berfluktuasi (peridiodik) dalam lingkungan korosifRetakan tak bercabang, ujung tumpul, penjalaran retakan transgranular tegak lurus arah tegangan listrik.

  • HE/ HIC (Hydrogen Embrittlement /Hydrogen Induced Cracking) retak akibat penetrasi dan difusi atom-atom H ke dalam kisi kristal paduanAsal H ; H2O + e- H+ + OH- (reduksi air pada lingkaran netral/ basa)Dan H + e- H ( asam)

    Atom H kecil masuk teristorsi kisi kristal tegangan crack voids berisi gas H2 T naik crackTemperature mengurangi kelarutan H2 dalam logamHIC bisa dicegah dengan pemanggangan; ketahanan meningkat dengan waktu pemangganganStruktur kristal FCC lebih tahan terhadap HIC d/p BCCTegangan tarik statikLingkungan korosif apa aja

  • Kerawan terhadap HIC

    Crack : tak becabang, ujung runcing, penjalaran : IG/TGTidak ada produk korosi dalam retakanPermukaan patahan = SCCPolarisasi katodik + rawan HIC

  • PencegahanSCCLogam :- mengurangi stress- shotpeening sandblast tetapi pakai butir-butir baja - stress - relief anneal Lingkungan: - mengurangi konsentrasi O2 ( oxidizing agent)- inhibitorCoating tidak efektif karena tidak sanggup menahan kimia/ fisika agresif lingkungan Proteksi katodik tetapi akan mempercepat HIC

  • CFC :

    - pencegahan korosi umum; + PH, mengurangi Oksigen, inhibitor, proteksi katodik.- coating tidak efektif

    HIC :

    - dengan membuang/ menghilangkan sumber H- mengurangi strees, annealing- coating, inhibitor (yang tidak menahan H+ ) atau pasivator

  • Korosi Batas Butir (Intergranular Corrosion)Korosi ini sering disebut : Intergranular Attact (IGA), Intergranular Corr (IGC) Mekanisme korosi Batas butir pada baja Orientasi kristalografi Acak daerah tidak stabil dg energi tinggi mudah terkorosi intergranular/BB Korosi BB sering dijumpai pada Stainless steel Austenitik SS tahan terhadap korosi merata, tetapi pada temperatur tertentu yaitu temperatur sensitis (450800 der C), SS sangat rentan terhadap korosi BB

  • Korosi Intergranular (IGC)IGC disebabkan adanya impurtis pada batas butir, memperkaya salah satu elemen pemadu atau menipiskan salah satu elemen pemaduEx: FeCrNiMo (SS) T = 425 815 oC C 0,03 % Terjadi sensitisasi => pembentukan senyawa M23C6 dan pengendapannya diatas butirT < 425oC Laju difusi e tidak mungkin terbentuknya M23C6T > 815 oC => M23C6 larut

  • Weld Decay (las runtuh)Sensitisasi pada austanetic stainlees steel selama pengelasan diketahui sebagai weld secay. Gambar 9.5 Jones

    Pencegahan menghindari T senitisasi menambah stabilizer mengurangi kadar C

  • Dealloying Dezincification (kuningan/ brass)Paduan Cu-Zn (70%/30%), penghilangan zinc pada kuningan

    Graphitic corrosion (grey cast iron)Grafit bertindak sebagai katoda yang mempercepat pelarutan anodi dekat besi (Fe), embentuk sel grafiti, besi terlarut membentuk poros yang berisi grafit, voids, dan rusak

  • Mekanisme :Zn larut karena EZn
  • Selective leaching = dealloyingDemetallification : Pengurangan elemen logamtertentu dalam paduan. Contoh : dezincification denickelification dealuminification destannification etc.

  • Kuningan (brass)Brass 70/30 + 0,05% Arsen selective leaching turunBrass 60/40 + 1% Timah Putih (Naval Brass) selective leaching turunBrass 60/40 + 4% Pb Machinability naik, selective leaching turun

  • Brass 70/30 (yellow brass)bentuk pipa berada di air laut separo tebal terserang dezinficationkenaikan kadar Zn menaikkan korosi karena Zn lebih anodik dibanding CuMekanisme korosi :1. Brass terlarut2. Zn terlarut dimedia3. Cu tetap menempel pada Brass

  • Paduan superProses oksidasi paduan super adalah prosesselective leaching

  • Korosi ErosiKorosi erosi dipercepat oleh orosi (kerusakan film permukaan logam oleh aliran fluida (impingemen attack)

    Biasanya terjadi pada struktur yang meningkatkan laju alir atau turbulensi, seperti elbow, perubahan diameter pipa/tube, dan sudut turbin/pompa

    Faktor yang memperparah : - padatan yang terus pensi - aliran fasa uap (uap + titik embun /droplet)

    Penyebab : Turbulensi Partikel dalam aliran Peronggaan/Kavitasi

  • Turbulensi aliran disebabkan oleh :

    Perubahan drastis diameterpipa Sambungan yang kurang baik Celah Endapan

  • Corrosion ErosionLogam yang rawan korosi erosi: kekuatan rendah, kurang tahan korosiBentuk serangan; grooves, gullies, horse shoe-pad, teardrops, wavesPencegahanMengurangi laju alir dan turbuensiMengurangi korosivitas fluida, + pH, - dissolved O2 , + inhibitor (pasivator)Pemilihan material yang tahan korosi dan kekuatan tinggi, (mahal)

  • Korosi KavitasiKorosi yang dipercepat oleh kavitasi (gelembung udara/gas) yang biasanya karena tegangan permukaan

    Tempat; permukaan yang berhadapan dengan aliran yang mengalami penurunan tekanan

    P < 0 P setempat < P uap local boiling gelembung : uap + cairanAliran gelembung menbrak pecah mengikis permukaan korosi

    Pencegahan

  • Peronggaan (Kavitasi)Kavitasi disebabkan oleh pecahnya gelembung uap dipermukaan logam,mekanismenya :1. Fluida menerjang permukaan logam2. Tekanan hidrodinamika lokal turun3. Timbul gelembung dipermukaan logam4. Aksi mekanik, misalnya adanya putaran, menyebabkan tekanan hidrodinamik lokal naik5. Gelembung pecah, timbul gaya tekan yang besar pada permukaan Logam6. Terjadi deformasi plastik pada logam

  • ContohBila permukaan logam kasar maka korosi erosi semakin dasyat. Baling baling Propeller Impeller Wet linerPencegahan : Metal tahan korosi + keras Mengurangi pressure drop Permukaan komponen halus Pemilihan Bahan Stellite (Co, Cr, W, Fe, C) Stainless Steel 304

  • FrettingFaktor-faktor terhadap korosi fretting

    Beban pengontakan dua logam bergerak relatifTidak aliran fluida kering/lembabVibrasiAda tekanan normal terhadap permukaan PencegahanPelumasPenambahan bantalanmengurangi./ menambahkan tekanan (beban)Mengkasarkan permukaanBahan terhadap abrasi (keras)