“ PERANCANGAN ALAT UJI KOROSI SALT SPRAY CHAMBER DAN APLIKASI PENGUKURAN LAJU KOROSI PLAT BODY AUTOMOBILES PRODUKSI EROPA DAN PRODUKSI JEPANG PADA MEDIA NaClDENGAN VARIASI KONSENTRASI ”

RANDI AGUNG PRATAMA

(2710100089)

ABSTRAKPada era globalisasi, penggunaan logam memegang peranan yang sangat penting dalam

perkembangan teknologi dan industri saat ini, terutama dalam industri automotive. Masalah yangtimbul terkait dengan penggunaan logam adalah korosi. Salt spray test merupakan salah satupengujian laju korosi dengan menggnakan larutan yang korosif dalam ruangan tertutup sehinggabenda uji akan mengalami korosi dalam waktu yang lebih singkat.

Metode yang digunakan dalam perancangan ini adalah studi literatur. Sebelum dilakukannyaperancangan salt spray chamber terlebih dahulu dibuat desain alat uji korosi salt spray chamber.Untuk menguji kinerja alat salt spray chamber digunakan plat body automobiles buatan jepang daneropa dengan ukuran yang sudah ditentukan yaitu dengan ukuran panjang 6 cm, lebar 4cm, dantebal 0,1 cm. Pengujian tersebut dilakukan selama 48 jam setelah selesai pengujian 48 jamdilakukan penimbangan berat pada larutan NaCl yang berkonsentrasi 3%, 4%, dan %5 sebagaimedia korosif, tekanan semprot pada kompresor 43,5 psi dan temperatur dijaga pada 35oC.

Hasil perancangan alat salt spray chamber test dapat bekerja dengan baik sesuai dengantujuan. Hal ini terbukti dengan berfungsinya alat tersebut sebagai suatu alat yang mampumengkorosikan plat body automobiles dengan hasil pengujian didapatkan laju korosi rata ratauntuk plat body mobil produksi jepang sebesar 2,3539 mm/thn. Pada pengujian berikutnyadidapatkan laju korosi rata-rata untuk plat body produksi Eropa sebesar 2,1161 mm/thn. Makadidapatkan kesimpulan bahwa plat body automobiles buatan jepang lebih rentan terhadap korosidibandingan dengan plat body automobiles produksi eropa dikarenakan plat produksi eropa terdapatunsur chrom yang lebih banyak.

Kata kunci : korosi, plat body automobiles, salt spray chamber test

LATAR BELAKANG

Logam adalah sumber dayayang tidak dapat diperbaharui

Terjadi masalah pada logam berupa korosi,

keretakan, dan kelelahan

Korosi mengakibatkan kerugian baik dari segi ekonomis maupun segi

struktural

terciptanya suatu peralatanyang dapat digunakan untuk

mengetahui laju korosi

Salt spray chamber test merupakan salat satu

pengujian laju korosi yang dilakukan di laboratorium

perancangan mengenai alat uji salt

spray

PERUMUSAN MASALAH

• Bagaimana perancangan alat uji salt sprayyang baik sesuai Standar ASTM B 117 untukmengukur laju korosi suatu material logam.

• Bagaimana aplikasi penggunaan alat uji saltspray yang dirancang dengan melakukansuatu tes uji korosi terhadap sebuah samplematerial logam.

Batasan masalah

Perancangan dilakukan dengan menyertakan pengujian plat body automobiles yang berbeda yaitu produksiEropa dan Jepang.

Dalam perancangan ini larutan yang digunakan adalahNaCl dengan konsentrasi yang berbeda (3%, 4%, dan5%).

Pelapisan (coating) pada spesimen dianggap homogen. Permukaan (surface) material dianggap homogen. Dimensi pemotongan dan komposisi kimia material

dianggap homogen. Temperatur didalam chamber alat uji korosi dianggap

konstan

Tujuan yang ingin dicapaidalam karya tulis iniadalah menghasilkanperancangan alat ujikorosi salt spray chamberyang baik denganmelakukan pengujianpada spesimen untukmengukur laju korosi platbody automobiles.

Manfaat Penelitian

Menambah wawasan tentang ilmu korosi mahasiswa teknik material dan metalurgi ITS mengenai salt spray chamber test.Mengetahui bagaimana laju korosi yang

terjadi pada suatu material logam.

Salt Spray Chamber Test 1. Tipe pengujian korosiyang dipercepat(Accelerated Corrosion Testing).

2. Standar ujinya adalahASTM B117, atau JIS K5400.

3. Tujuan,mensimulasikanperfoma sifat korosisuatu produk

4. Tidak mewakilisepenuhnya kondisilingkungan yang akanmempengaruhikomponen tersebut.

Natrium Klorida (NaCl)

• Efek korosif yang sangat agresif pada logam.• Sangat kuat mencegah terjadinya pasifasi.• Ion klorida akan terabsorbsi ke permukaan

logam yang akan menyebabkan ikatan antaraoksida-oksida logam yang berikatan akantersaingi akibat masuknya ion ini ke dalam sela-sela ikatannya, sehingga akan memperlemahstruktur ikatan logam yang bersangkutan

(Widharto, 1999).

Korosi adalah kerusakan atau berkurangnya suatu material yang disebabkan olehreaksi kimia dengan lingkungannya (Trethewey, 1991).Korosi dapat terjadi jika memenuhi empat faktor , faktor-faktor tersebut adalah:

Anoda Katoda Larutan elektrolit Adanya kontak metalik

Faktor Penyebab Korosi

Faktor Temperatur

Faktor gas terlarutCO2 + H-2O H2CO3

Fe + H2CO3 FeCO3 +H2

Faktor pH Laju korosi akan meningkat pada pH < 7 dan pada pH >13.

Faktor Bakteri Pereduksi atau Sulfat Reducing Bacteria (SRB)Adanya bakteri pereduksi sulfat akan mereduksi ion sulfat menjadi gas H2S, yang mana jika gas tersebut kontak dengan besi akan menyebabkan terjadinya korosi.

Faktor Padatan Terlarut - Klorida (Cl) - Karbonat (CO3)- Sulfat (SO4)

Carbon 0,10 to 0,25

Molybdenum 0,10 to 0,60

Manganese 0,25 to 1,60

Silicon 0,05 to 0,90

Copper 0 to 1,50

Chromium 0 to 1,25

Nickel 0 to 2,00

Phosphorus 0,03 to 0,15

Faktor Penyebab Korosi Pada Otomotif

Kondisi Operasi

Proses DesainProses Manufaktur

Metode perancangan alat uji salt spray chamber

Studi literaturBuku-buku dan jurnal-jurnal (handbook of corrosion, handbook thermal spray), informasi dan penelitian yang mempelajari mengenai permasalahan korosi.

DiskusiDiskusi dilakukan dengan dosen mata kuliah, dosen pembimbing

EksperimentalPengujian langsung sesuai dengan prosedur dan metode yang ada.

Diagram AlirMulai

Preparasi alat dan bahan

Pembuatan alat uji salt spray chamber motode continue

Selesai

Uji kelayakan alat

Mulai

Uji kelayakan alatPreparasi spesimen uji

Penimbangan berat awal

Uji korosi salt spray chamber Larutan Nacl 3%, 4%, dan %5

t = 48 jam

Penimbangan berat akhir

Kesimpulan

Selesai

Flow Chart perancangan alat

Flow Chart Aplikasi alat

Alat-alat yang Diperlukan

Bahan-bahan yang diperlukan

Larutan NaCl

Lem tembak

Air

Aquades

Desain Alat Uji Salt

Spray Chamber

1

2

3

4

Dimensi alat uji salt spray tampak atas

Tutup Thamber

Tampak samping

Keterangan :1. Saluran angin kompresor2. Dudukan spesimen3. Tiang pengabut4. Saluran larutan NaCl5. Saluran pemanas udara

5

Prinsip Kerja Salt Spray Chamber Test

Alat yang dibutuhkan untuk perancangan alat uji korosi Salt Spray Chamber

rellay

Larutan uji

Untuk larutan NaCl 5 % dalam 1 liter

= 0.05 kg = 50 gram

Material body automobiles :Plat ketebalan 1 mmBerukuran 40 x 60 mmSebanyak 3 spesimen

Dimana dalam perancangan alat ini terdapat 2 spesimen yaitu :Spesimen plat body automobiles produksi eropa sebagai spesimen MSpesimen plat body automobiles produksi jepang sebagai spesimen C

Material Uji

Benda uji dibersihkan dari kotoran ( lemak dan debu ) dan karat – karat dipermukaan logam dengan metodepickling sesuai standar ASTM G1-99

Specimen dibersihkan dengan larutan asam nitrat 100 mL dan dilarutkan didalam aquades hingga 1000mL.

Semua spesimen yang masuk ke larutan pembersihkemudian dibersihkan dengan aquades dan methanol kemudian dikeringkan dengan alat pengering.

Setelah itu ditimbang berat awal masing – masingspesimen sebelum diuji.

Preparasi benda uji

Pengujian kabut garam memakai standar ASTM B 117-97.Langkah-langkah persiapan alat uji kabut garam (salt spray chamber) yaitu : Buka tutup Salt Spray Chamber dengan melepaskan baut dan mur yang terpasang

pada sisi sisi Salt Spray Chamber. Letakkan sampel pelat hingga kemiringan 15o - 30o terhadap garis vertikal dan

ditempatkan pada rak- rak yang terbuat dari polimer.Larutan uji 5% natriumklorida (NaCl).

Temperatur uji 35°C dengan pH 6,5 – 7,2 dan tekanan sebelum kenozzle 3 bar ( 43.5 psi )

Waktu ekspos specimen uji secara periodic mulai 48 jam Diharapkan dalam setiap 24 jam untuk mengecek keadaan mulut spray Gun

dikarenakan rawan mengalami pengendapan garam Pada saat pengujian diambil 3 spesimen uji difoto secara makro perbesaran 2x kemudian dibersihkan melalui proses pickling, setelah itu ditimbang untuk

mendapatkan berat.

Uji Kabut Garam

Perhitungan Laju Korosi dengan Metode Kehilangan Berat

Laju Korosi = ( K x W ) / ( D x A x T )

Dimana :K = Konstanta ( 8,76 x 104 )W = berat yang hilang, ( gram )D = density benda uji korosi ( 5,73 gr / cm3 ) A = luas permukaan ( cm2 ) T = waktu ( jam )

Hasil Perancangan alat uji korosi Salt Spray Chamber

Ukuran Chamber luar 122 x 92 x 81 cmUkuran Chamber dalam

111x 80 x 73 cm

Sudut kemiringandudukan spesimen

15 – 30 °

Temperature 35 – 60 ° CLama pengujian 48 jamUkuran spesimen 6 x 4 cmKecepatan alir media korosif

1 – 12 ml/jam

Tekanan semprot kompresor

43,5 psi

pH 6.5 – 7.2Sudut kemiringan atap ± 110°Media korosif Konsentrasi 3 – 5%

Standart Operation Procedure (SOP) alat uji korosi Salt Spray Chamber

Buka penutup salt spray chamber

Letakkan spesimen uji

Lakukan pengecekan pada tiang pengabut

Mengatur temperature

Atur tekanan kompresor sebesar 43,5 psi atau 3 bar

Masukan larutan NaCl

Terakhir sambungkan semua socket

7

1 2

3 4

5 6

Hasil uji karakteristik Salt Spray Chamber

Kompresor permasalahan tekanan pada kompresor ini, kompresor ini lebih sering berfungsi atau kompresor

lebih sering menyala dibandingkan dengan kondisi mati. Solusi dalam memenuhi tugas akhir ini dengan mengganti kompresor yang lebih besar tenaganya

dari 0,5 pk menjadi 1 pk dan pada tekanan kompresor tetap pada 43,5 bar sesasuai standar ASTM B117 yang ada.

Larutan NaCl Penempatan chamber untuk larutan NaCl diletakkan lebih tinggi dari pada alat uji salt spray

chamber agar larutan dapat mengalir dengan tekanan.

Pemanas Udara Kendala utama pada perancangan alat uji korosi salt spray chamber ini adalah alat pemanas yang

dapat menyesuaikan dan bisa memberikan panas yang maksimal atau merata sehingga awal perancangan ini memakai elemen heater.

menggati pemanas elemen heater dengan hairdryer dan dirancnag ulang untuk membuat saluran pipa agar dapat menyalurkan udara panas kedalam chamber.

Spesimen

Hasil pengujian alat uji korosi salt spray chamber pada specimen plat bodi mobil

Hasil foto makro spesimen produksi eropa (M) Hasil foto makro spesimen produksi Jepang (c)

NaCl 3%

NaCl 4% NaCl 5%

NaCl 3%

NaCl 4% NaCl 5%

Specimen awalSpecimen awal

Perhitungan laju korosi plat body automobiles produksi eropa

Konsentrasi(%)

Berat awal(g)

Berat akhir (g)

Kehilangan berat(g)

3% 15.6743 15,5299 0,1444

4% 15,7974 15,6327 0,1647

5% 15,9785 15,7893 0,1892

Perhitungan selisih berat spesimen eropa ( M )

W (g) D (g/cm³) A (cm²) T (jam) CPR (mm/th)

0,1444 5.73 25 48 1,83965096

0,1647 5.73 25 48 2,09827225

0,1892 5.73 25 48 2,41040140

laju korosi rata - rata spesimen M 2,11610820

Perhitungan laju korosi specimen Eropa ( M )

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

48 48 48

CP

R (

mm

/th

)

Waktu ( jam )

laju korosi spesimen M

Laju korosi spesimen eropa ( M ) dengan interval waktu 48 jam

Perhitungan laju korosi plat body automobiles produksi jepang

Konsentrasi(%)

Berat awal(g)

Berat akhir (g)

Kehilangan berat (g)

3% 12,3247 12,1703 0,1544

4% 12,4578 12,2673 0,1905

5% 12,5521 12,3427 0,2094

W (g) D (g/cm³)

A (cm²)

T (jam)

CPR (mm/th) Konsentrasi NaCl (%)

0,1544 5.73 25 48 1,96705061 3%

0,1905 5.73 25 48 2,42696335 4%

0,2094 5.73 25 48 2,66774869 5%

laju korosi rata - rata spesimen C 2,35392088

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

48 48 48

CP

R (

mm

/th

)

Waktu ( jam )

Laju Korosi spesimen C

Perhitungan selisih berat spesimen jepang( C ) Perhitungan laju korosi specimen jepang ( C )

Laju korosi spesimen jepang (C) dengan interval waktu 48 jam

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan1. dihasilkan alat uji korosi salt spray chamber dengan spesifikasi alat dengan laju aliran media

korosif sampai 30 ml/jam, tekanan semprot <43,5 psi, temperature <60oC Plat bodyautomobiles dan standar pemakaian alat ( SOP ) yang mampu mengkorosikan semua jenisbaja khususnya pada plat body automobiles.

2. Plat automobiles buatan lokal lebih rentan mengalami korosi dibandingkan plat bodyautomobiles buatan Eropa. Dari hasil selisih berat dua specimen yang diuji selisih terbesaradalah pada waktu ekspose 48 jam paling tinggi kehilangan beratnya, diikuti dengan waktuekspos 72 jam

Saran1. Pada saat pengujian salt spray chamber diharapkan untuk sering mengecek nozzle setiap 12

jam dikarenakan rawan terjadi penyumbatan sehingga kabut yang keluar tidak maksimal.2. Dibutuhkan compressor yang memiliki spesifikasi lebih tinggi ( power > 1 HP ) sehingga

mampu mengakomodasi kebutuhan salt spray chamber yaitu bertekanan 43,5 psi.

TERIMA KASIH