Senin, 16 Februari 2009

KOROSI BESI Pada industri

Mata kuliah : Kimia Terapan
Dosen : DR Mudjiyono
Rina Indrawati
S830208017/IPA/Psains

A. PENDAHULUAN

Korosi pada logam telah berabad-abad menimbulkan masalah dan hal ini jelas menimbulkan kerugian yang tidak sedikit. Hasil riset yang berlangsung tahun 2002 di Amerika Serikat memperkirakan, kerugian akibat korosi yang menyerang permesinan industri, infrastruktur, sampai perangkat transportasi di negara adidaya itu mencapai 276 miliar dollar AS . Ini berarti 3,1 persen dari Gross Domestic Product (GDP)-nya ( http:// www2.kompas.com/ ). Di Indonesia diperkirakan sekitar Rp. 20 triliun bahkan bisa jauh lebih besar dari jumlah itu, hilang percuma setiap tahunnya karena proses korosi . Jumlah nominal ini setara dengan 2%-5% dari total gross domestic product (GDP) dari sejumlah industri yang ada ( http://www.depperin. go.id/data/industri ).

Korosi menyerang hampir semua peralatan yang terbuat dari logam. Mulai dari peralatan dapur, mesin cuci, sampai mesin mobil. Korosi dapat terjadi di rumah, kebun, alat transportasi, industri dan pipa-pipa bawah tanah. Hampir semua sektor industri mempunyai permasalahan dengan korosi. Misalnya sektor industri logam, industri perhubungan, industri pertambangan dan energi, pekerjaan umum, industri pertanian dan lain sebagainya. Permasalahan yang timbul dapat berupa kerusakan, umur pakai barang yang

tidak memenuhi harapan sampai pada faktor keamanan yang tidak memadai.

Proses korosi adalah suatu proses alamiah yang berkaitan dengan penurunan mutu logam sebagai akibat dari hasil interaksi logam tersebut dengan lingkungannya. Dengan demikian, proses korosi akan senantiasa terjadi di berbagai bidang dimana terdapat logam sebagai bahan utamanya. Konsekuensi korosi sangat jelas bagi kita, banyak komponen harus diganti, pelanggan menjadi tidak puas dan banyak lagi masalah finansial yang rumit. Seperdelapan dari produksi baja UK (United Kingdom) diperlukan setiap tahunnya untuk mengganti baja yang terkikis karena perkaratan ( http:// www2.kompas.com/) . Oleh karena itu pengembangan sumber daya manusia dan teknologi di dalam negeri, akan sangat membantu masyarakat untuk mendapatkan biaya penanggulangan yang relatif murah, dan mendapatkan alternatif pemecahan yang didasari oleh kemampuan sendiri

B. KOROSI

Korosi adalah degradasi (perusakan atau penurunan kualitas) sifat logam oleh karena proses elektrokimia,.akibat interaksi dengan lingkungan. Proses korosi biasanya berjalan lambat. Beberapa logam terutama besi dapat mengalami korosi jika dibiarkan di udara terbuka. Logam yang terkorosi akan menghasilkan karat yang berpori-pori sehingga korosi terjadi terus-menerus dan mengakibatkan besi menjadi rapuh.

Karat akan terjadi bila terdapat udara dan kelembaban seperti umumnya kondisi udara di Indonesia yang kelembabannya bisa mencapai sekitar 70%. Besi terlarut dihantarkan menuju area katoda melalui kelembaban yang terdapat pada permukaan logam. Kemudian karena reaksinya dengan keberadaan oksigen dalam udara, terbentuklah karat. Proses terjadinya karat akan dipercepat dengan keberadaan garam. Terjadinya karat akan menimbulkan masalah karena sekali karat terbentuk tidak akan dapat dihentikan, terbentuknya karat hanya dapat diperlambat prosesnya , kecuali diadakan perbaikan menyeluruh dengan memotong / mengganti logam yang sudah terkena karat ini.

Contoh yang paling umum terjadinya proses korosi, yaitu kerusakan logam besi dengan terbentuknya karat oksida . Besi merupakan logam yang mudah berkarat. Ukuran mudah atau tidaknya suatu logam mengalami korosi tergantung dengan harga potensial oksidasinya (Eoks) yaitu ukuran besarnya kecenderungan suatu unsure untuk melepas electron / mengalami reaksi oksidasi . Makin besar potensial oksidasinya maka makin mudah logam tersebut mengalami korosi. Tetapi ada beberapa logam yang tidak mudah mengalami korosi meskipun potensial oksidasinya lebih besar daripada potensial oksidasi besi ( Eoks = + 0,44 volt ) . Contoh logam seperti ini yaitu seng (Zn) dengan Eoks = +0,76 volt dan aluminium (Al) dengan Eoks = +1,66 volt . Hal ini dapat dijelaskan karat besi strukturnya sangat berpori dan mudah mengelupas sehingga perkaratan besi dapat terjadi terus menerus. Sedangkan karat pada seng (Zn) dan aluminium (Al) melekat erat menutupi permukaan logam sehingga karat tersebut dapat melindungi logam dari perkaratan seterusnya.

C. PROSES TERJADINYA KOROSI

Proses dasar korosi logam sangat sederhana yaitu atom-atom yang mengandung logam bereaksi dalam larutan atau membentuk gugusan ion yang bermuatan positip, sehingga dapat terkorosi karena mengalami oksidasi. Poses korosi dapat dijelaskan sebagai proses elektrokimia reaksi redoks (reduksi oksidasi). Logam yang mengalami korosi akan bertindak sebagai anode ( reaksi oksidasi) dan zat pengotornya akan bertindak sebagai katode (reduksi).

Korosi logam melibatkan proses anodik, yaitu oksidasi logam menjadi ion dengan melepaskan elektron ke dalam (permukaan) logam dan proses katodik yang menyerap elektron tersebut dengan laju yang sama . Proses katodik biasanya merupakan reduksi ion hidrogen atau oksigen dari lingkungan sekitarnya.

Proses reaksi korosi dengan tingkat keasaman yang berbeda dapat dilihat berdasarkan potensial redoks yang terjadi sbb:

a. Proses korosi dalam lingkungan basa

Anode : Fe (s) Fe2+(aq) + 2e [x 4] Eo = + 0,44 V

Fe2+(aq) Fe3+(aq) + e [x 4] Eo = – 0,77 V

Katode : O2(g)+ 2 H2O (l) + 4 e → 4OH (aq) [x3] Eo = +0,40 V

Redoks :4Fe(s) + 3O2(g) + 6H2O (l) → 4Fe3+(aq) + 12OH(aq) Eo = +0,07 V

Ion Fe3+ bereaksi dengan ion OH membentuk endapan Fe(OH)3 yang kemudian teroksidasi lebih lanjut membentuk karat , besi (III) oksida :

4Fe3+(aq) +12 OH (aq) → 4 Fe(OH)3 (s) 2 Fe2O3.6H2O (s) ( karat )

b. Proses korosi dalam lingkungan asam

Anode : Fe (s) Fe2+(aq) + 2e [x 4] Eo = + 0,44 V

Fe2+(aq) Fe3+(aq) + e [x 4] Eo = – 0,77 V

Katode : O2(g)+ 4H+(aq) + 4 e 2 H2O (l) [x3] Eo = +1,23 V

Redoks : 4Fe(s) + 3O2(g) + 12H+(g) 4Fe3+(aq) + 6H2O(l) Eo = +0,90 V

Ion Fe3+ yang terbentuk di anode kemudian teroksidasi lebih lanjut oleh air membentuk karat , besi (III) oksida :

4 Fe3+(aq) + 12 H2O (l) 2 Fe2O3.6H2O (s) + 12H+ (aq)

( karat )

erdasarkan kedua reaksi korosi di atas terlihat bahwa harga potensial korosi dalam lingkungan asam lebih besar daripada korosi pada lingkungan basa sehingga dapat disimpulkan bahwa korosi lebih cepat berlangsung pada lingkungan asam . Korosi pada lingkungan asam selain dihasilkan senyawa karat, juga dihasilkan ion H+. Ion H+ ini dapat mempercepat proses korosi selanjutnya.



Gambar 1 . KOROSI ATMOSFERIK


Keterangan Gambar :

Bagian kanan atas ilustrasi gambar 1 menunjukkan permukaan besi yang berkontak dengan air yang mengandung sedikit oksigen terlarut.
Semua komponen yang diperlukan untuk terjadinya korosi kini telah ada. (Ini adalah sel elektrokimia sederhana yang memungkinkan korosi terjadi.)

Bagian yang diperbesar memperlihatkan daerah anodik, katodik, medium yang cocok untuk mentransport elektron (yakni logamnya sendiri) dan larutan dalam air yang memungkinkan ionnya dapat bergerak.

Fe, permukaan logam, adalah anoda. Bagian atas tetesan air berkontak dengan oksigen di udara , sehingga konsentrasi oksigennya lebih besar di sini daripada di dalam tetesan airnya. Daerah dengan konsentrasi yang lebih tinggi ini adalah daerah katodik.

Sekrup tembaga telah digunakan untuk menghubungkan dua pelat besi. Tembaga memiliki kekuatan reduksi yang lebih rendah daripada besi Tembaga akan terkorosi sedikit tetapi merupakan penghantar elektron yang baik. Dengan demikian tembaga akan menjadi permukaan katoda yang baik dengan keberadaan besi, maka akan meningkatkan korosi besi. Sekrup tembaga akan tetap ada bahkan setelah kedua pelat besi habis terkorosi

D. FAKTOR-FAKTOR PENYEBAB KOROSI

Faktor-faktor yang dapat menyebabkan terjadinya korosi antara lain :

1. Kelembaban udara ( O2 dan H2O)

Faktor utama penyebab terjadinya korosi yaitu air dan oksigen. Udara yang lembab akan mengandung air yang banyak sehingga hal ini akan menyebabkan proses korosi lebih cepat terjadi

2. Tingkat Keasaman

Di kawasan industri udara banyak mengandung oksida asam seperti gas SO2 dan CO2 . senyawa ini dapat larut dalam air membentuk larutan yang bersifat asam pada permukaan logam sehingga proses korosi akan berjalan lebih cepat

3. Kontak dengan senyawa elektrolit

Kontak dengan senyawa elektrolit dapat mempercepat terjadi proses korosi karena elektrolit akan member pengaruh , seperti jembatan garam sehingga mobilitas electron akan makin tinggi sehingga proses korosi akan berjalan lebih cepat.

4. Kontak dengan logam lain yang kurang reaktif

Kontak dengan logam lain yang kurang reaktif akan memeprcepat terjadinya proses korosi karena logam yang kurang reaktif mempunyai potensial oksidasi yang lebih kecil daripada logam besi.

5. Permukaan logam (kasar atau halus)

Keadaan permukaan logam yang kasar atau halus akan mempengaruhi terjadinya proses korosi. Keadaan permukaan logam yang kasar akan memudahkan terjadinya kutub-kutub muatan yang akhirnya akan berperan sebagai anode dan katode. Permukaan logam yang halus dan bersih akan menyebabkan korosi sukar terjadi, sebab kutub-kutub yang bermutan akan sukar terjadi pada permukaan yang rata.

6. Adanya zat pengotor

Hadirnya pengotor debu pada permukaan logam akan berpengaruh terhadap penyerapan air atau oksigen dari udara, sehingga kondisi ini akan mempercepat terjadinya korosi

E. DAMPAK KERUGIAN KOROSI

Negara-negara di kawasan tropis seperti Indonesia paling banyak menderita kerugian akibat korosi. Namun sayangnya, belum ada data yang jelas dan pasti tentang besarnya kerugian korosi di Indonesia, padahal korosi menyerang semua peralatan yang terbuat dari Logam.

Dampak kerugian dari korosi antara lain :

1. Biaya pemeliharaan dan perbaikan membengkak karena penggantian material.

2. Produktivitas/ kapasitas produksi industri menurun akibat produksi berhenti atau total shut-down.

3. Menimbulkan kontaminasi pada produk

4. Pencemaran lingkungan hidup

5. Gangguan kesehatan dan keselamatan kerja

6. Kerugian-kerugian yang dapat berupa pencemaran nama baik perusahaan dan opportunity lost lainnya.


F. CUPLIKAN ARTIKEL KERUGIAN KOROSI DI INDONESIA

1. Harian Pikiran Rakyat, Bandung, Kamis, 18 Agustus 2005:

Pipa gas milik Pertamina kembali meledak di Desa Kaplongan, Kabupaten Indramayu, tanggal15 Agustus 2005. Diberitakan dua pekerja mengalami luka berat dan sebuah rumah milik warga mengalami kerusakan yang cukup parah. Menurut Kapolsek Karangampel, ledakan itu terjadi diduga akibat kondisi pipa yang sudah berkarat dan rapuh.

Hal ini diperkuat oleh pernyataan Kepala Humas Pertamina daerah Operasi Hulu Jawa Bagian Barat (DOH-JBB), Sri Kustini, bahwa kejadian tersebut disebabkan oleh kondisi pipa yang sudah keropos akibat korosi luar. Informasi lain yang diperoleh harian ini, menyingkapkan pipa-pipa milik Pertamina DOH-JBB yang melintas didesa tersebut kebanyakan memang sudah dalam kondisi berkarat dan sering mengalami kebocoran.

2. Harian Nasional Kompas, Jumat 02 Juli 2004:

Kondisi Perusahaan Daerah Air Minum Tirta Siak Pekanbaru dilaporkan kritis, menyusul terhentinya pasokan air bersih kepada 2.000 pelanggan akibat krisis energy ilistrik dan buruknya infrastruktur pendistribusian air dari instalasi pengolahan kepada konsumen. Buruknya infrastruktur ini disebabkan karena pipa-pipa penyaluran air sangat keropos dan karatan, sehingga air yang telah diolah dalam kondisi bersih dan siap pakai berubah warna menjadi merah ketika tiba dikonsumen.

Nurul Taufiqu Roehman, peneliti dari Pusat Penelitian Fisika LIPI, mengatakan bahwa kerugian yang berakibat kebocoran pipa berkarat memang menjadi soal yang serius bagi penyuplai air minum. Apalagi setelah diketahui timbale yang dipakai memperkuat kuningan dari korosi ternyata berbahaya bagi kesehatan. Konsentrasi tinggi timbale dapat merusak jaringan saraf, fungsi ginjal dan menurunkan tingkat kecerdasan pada anak.

3. Harian Media Indonesia, Jakarta, Jumat 13 Mei 2005:

Kebocoran pipa milik PT. Medco E & P terjadi pada tanggal 10 Mei 2005 yang mengakibatkan sebanyak 52 kepala keluarga yang terdiri dari 152 jiwa di Desa Sungai Ibul, Kecamatan Talang Ubi, Muara Enim, terpaksa mengungsi karena rumah mereka kebanjiran minyak mentah yang dimuntahkan oleh pipa sebesar 8 inchi yang bocor.

Atas peristiwa tersebut, menurut Hery Setiawan, Kabag Pipa PT. Medco, terdapat 25 barel minyak mentah yang muncrat, namun hal ini disanggah oleh penduduk setempat yang mengatakan bahwa volume minyak yang tumpah lebih dari itu. Lebih lanjuty ang bersangkutan mengatakan pipa yang bocor telah berusia 17 tahun dan penyebab kebocoran pipa karena korosi eksternal atau akibat alam.

G. PENCEGAHAN DAN PENANGGULANGAN KOROSI

Korosi merupakan proses atau reaksi elektrokimia yang bersifat alamiah dan berlangsung dengan sendirinya, Korosi hanya bisa dikendalikan atau diperlambat lajunya sehingga memperlambat proses perusakannya.

Menanggulangi korosi sering membutuhkan perlakuan permukaan yang mahal. Untuk pencegahan korosi dapat dilakukan dengan pengubahan kecenderungan oksidasi besi, pengubahan lingkungan dan logamnya sehingga aliran arus atau elektron tidak terjadi, dan penghambatan persentuhan logam dengan oksigen langsung misalnya dengan pengecatan, galvanisasi, pelapisan dengan timah dsb.

Beberapa cara untuk menanggulangi korosi antara lain :

1. Melapisi besi dengan cat khusus besi atau dengan zat anti karat

Salah satu cara penanggulangan serangan korosi/karat terhadap struktur logam adalah dengan cara menggunakan lapisan bahan organik atau cat. Keunggulan lapisan cat pada sistem proteksi korosi mudah cara penerapannya, dapat dilapis ulang dan lapisannya memiliki nilai estetika. Faktor sangat penting yang mempengaruhi umur lapisan cat terletak pada kelayakan persiapan permukaan logam sebelum dilapisi cat.

2. Membuat logam dengan campuran yang serba sama atau homogen

Ketika pembuatan atau produksi besi atau logam lainnya di pabrik, dibuat campuran logam yang homogen

3. Pada permukaan logam diberi oli atau vaselin

Menghambatan kontak langsung antara logam dengan oksigen atau air

4. Perlindungan katodik

Menghubungkan dengan logam aktif seperti magnesium / Mg melalui kawat agar yang berkarat adalah magnesiumnya. Hal ini banyak dilakukan untuk mencegah berkarat pada tiang listrik besi atau baja. Mg ditanam tidak jauh dari tiang listrik.

5. Melakukan proses galvanisasi

Dengan cara melapisi logam besi dengan seng tipis atau timah yang terletak di sebelah kiri deret volta , misal melapisi dengan zink pada atap seng

6. Elektroplating

Melakukan proses elektrokimia dengan jalan memberi lapisan logam lain. Misal melapisi dengan timah pada kaleng makanan, dengan timbal pada pipa air minum

H. MANAJEMEN PENGENDALIAN KOROSI TERPADU

Pengembangan metoda praktis untuk menyusun strategi pengendalian korosi diindustri dilakukan dengan langsung menangani permasalahan korosi dilapangan. Beberapa metoda telah dikembangkan, seperti Corrosion Assessment, Corrosion Mapping dan Penerapan Manajemen Pengendalian Korosi Terpadu.

Usaha penanggulangan korosi akan berhasil bila :

1. Adanya kemauan dan kesadaran dari semua pelaku industri

Kemauan dan kesadaran dapat dikembangkan melalui kegiatan sosialisasi, interaksi antar berbagai kalangan yang mengalami permasalahan yang sama, dan adanya sedikit kemauan untuk mendapat pengetahuan dasar yang juga mencakup data mengenai resiko yang dapat ditimbulkan oleh korosi pada dunia industri.

2. Adanya pengetahuan yang cukup untuk melakukan usaha penanggulangan,

Pengetahuan yang cukup, dapat diperoleh dengan mengikuti seminar, ceramah atau bahkan mengikuti pelatihany ang bersifat menambah wawasan. Dengan pelatihan pula, maka bisa diperoleh tingkat kompetensi bagi pelaksana lapangan, sehingga dengan demikian,.

3. Adanya sumber daya manusia yang cukup,

Peningkatan Sumber Daya Manusia dapat pula berarti kita dapat mengurangi ketergantungan terhadap pihak asing dan memperoleh kesempatan untuk mengasah keahlian melalui pengalaman praktis di lapangan, bagi tenaga Indonesia sendiri.

4. Adanya sarana dan fasilitas yang cukup dan adanya metoda pengendalian korosi yang baik.

Pengembangan metoda dan peralatan, dapat dilakukan bila kita mengetahui prinsip terjadinya korosi dan melakukan rekayasa pengembangan peralatan dan metoda pengendalian korosi. Dalam hal ini, maka peranan dilakukannya penelitian, sangat penting

5. Adanya kerjasama dari berbagai pihak untuk mengetahui –menguasai –mengatasi “ korosi secara bersama-sama

Bila pada akhirnya, pihak manajemen dapat menerapkan sistim manajemen pengendalian korosi secara terpadu, dimana penanganan masalah korosi dapat dilakukan secara berkesinambungan dan terintegrasi, yang didahului dengan penilaian resiko kegagalan dan kondisi peralatan yang ada, maka kerugian karena korosi akan dapat ditekan seminimal mungkin

I. PENUTUP

1. Korosi merupakan proses atau reaksi elektrokimia yang bersifat alamiah dan berlangsung dengan sendirinya . Korosi logam melibatkan proses anodik dan proses katodik

2. Korosi hanya bisa dikendalikan atau diperlambat lajunya sehingga memperlambat proses perusakannya.

3. Faktor utama penyebab korosi adalah kelembaban udara yaitu oksigen dan air

4. Korosi menimbulkan masalah dan kerugian yang tidak sedikit bahkan bisa mengancam keselamatan manusia

5. Usaha penanggulangan korosi akan berhasil bila pihak manajemen dapat menerapkan sistim manajemen pengendalian korosi secara terpadu
CONTOH- CONTOH KOROSI (1)

CONTOH- CONTOH KOROSI (2)

CONTOH- CONTOH KOROSI (3)

DAFTAR PUSTAKA


Atkins, P.W. 1999. KIMIA FISIKA JILID 1 Edisi ke-4. Diterjemahkan oleh Irma I. Kartohadiprojo. Erlangga. Jakarta

Harini. 2003. ELEKTROKIMIA DALAM PERLINDUNGAN LOGAM. Prosiding Seminar Nasional Elektrokimia. P3IB BATAN. Jakarta

Rahmat . ANALISA WAKTU PELEPASAN KARAT TERHADAP BERAT KARAT YANG MENGELUPAS DALAM LARUTAN HF DAN ABS . makalah Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Semarang

Yayan Sunarya, 2000, KIMIA DASAR 2, Alkemi Grafisindo Press, Bandung

Bambang Widyanto. PERMASALAHAN KOROSI DAN PENANGANANNYA DI INDUSTRI. bambwid@cbn.net.id

Eddy Tasdik (Peneliti B4T);. KOROSI PADA LOGAM-LOGAM UNTUK BANGUNAN

http://www.depperin.go.id/data/industry/

Ismunandar. KARAT , TAK TERLIHATPUN BIKIN SEKARAT. Kimia FMIPA ITB

http://www2.kompas.com/

R-12 KOROSI ATMOSFERIK

http://inorg-phys.chem.itb.ac.id/

PROSES TERJADINYA KARAT

http://www.antikarat.com/prokrt.htm


Tidak ada komentar: