Korosi dan
Cara Pencegahannya
Korosi
atau perkaratan sangat lazim terjadi pada besi. Besi 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.
Dampak
dari peristiwa korosi bersifat sangat merugikan. Contoh nyata adalah
keroposnya jembatan, bodi mobil, ataupun berbagai konstruksi dari besi
lainnya.Siapa di antara kita tidak kecewa bila bodi mobil kesayangannya
tahu-tahu sudah keropos karena korosi. Pasti tidak ada. Karena itu,
sangat penting bila kita sedikit tahu tentang apa korosi itu, sehingga bisa
diambil langkah-langkah antisipasi.
Peristiwa
korosi sendiri merupakan 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.
source: http://mydiary.abatasa.co.id/post/detail/51118/pengertian-korosi-lemari-asam
Ion besi (II) yang terbentuk pada anoda selanjutnya teroksidasi menjadi ion besi (III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi (karat besi), Fe2O3.xH2O.
Dari reaksi terlihat bahwa korosi
melibatkan adanya gas oksigen dan air. Karena itu, besi yang disimpan
dalam udara yang kering akan lebih awet bila dibandingkan ditempat yang
lembab. Korosi pada besi ternyata dipercepat oleh beberapa faktor,
seperti tingkat keasaman, kontak dengan elektrolit, kontak dengan pengotor,
kontak dengan logam lain yang kurang aktif (logam nikel, timah, tembaga), serta
keadaan logam besi itu sendiri (kerapatan atau kasar halusnya permukaan).
Pencegahan korosi
Pencegahan korosi didasarkan pada dua prinsip
berikut :
a.
Mencegah kontak
dengan oksigen dan/atau air
Korosi
besi memerlukan oksigen dan air. Bila salah satu tidak ada, maka peristiwa
korosi tidak dapat terjadi. Korosi dapat dicegah dengan melapisi besi
dengan cat, oli, logam lain yang tahan korosi (logam yang lebih aktif seperti
seg dan krom). Penggunaan logam lain yang kurang aktif (timah dan
tembaga) sebagai pelapis pada kaleng bertujuan agar kaleng cepat hancur di
tanah. Timah atau tembaga bersifat mampercepat proses korosi.
b.
Perlindungan
katoda (pengorbanan anoda)
Besi
yang dilapisi atau dihubugkan dengan logam lain yang lebih aktif akan membentuk
sel elektrokimia dengan besi sebagai katoda. Di sini, besi berfungsi
hanya sebagai tempat terjadinya reduksi oksigen. Logam lain berperan sebagai
anoda, dan mengalami reaksi oksidasi. Dalam hal ini besi, sebagai katoda,
terlindungi oleh logam lain (sebagai anoda, dikorbankan). Besi akan aman
terlindungi selama logam pelindungnya masih ada/belum habis. Untuk
perlindungan katoda pada sistem jaringan pipa bawah tanah lazim digunakan logam
magnesium, Mg. Logam ini secara berkala harus dikontrol dan diganti.
c.
Membuat
alloy atau paduan logam yang bersifat tahan karat,
Misalnya
besi dicampur dengan logam Ni dan Cr menjadi baja stainless (72% Fe, 19%Cr,
9%Ni).
Penyebab
Korosi dan Laju Korosi
Ada beberapa faktor yang
mempengaruhi suatu logam dapat terkorosi dan kecepatan laju korosi suatu logam.
Sua logam yang sama belum tentu mengalami kasus korosi yang sama pula pada
lingkungan yang berbeda. Begitu juga dua logam pada kondisi lingkungan yang
sama tetapi jenis materialnya berbeda, belum tentu mengalami korosi yanga sama.
Dari hal tersebut, maka dapat dikatakan bahwa terdapat dua faktor yang dapat
mempengaruhi korosi suatu logam, yaitu faktor metalurgi dan faktor lingkungan.
1. Faktor Metalurgi
Faktor metalurgi adalah pada material itu sendiri. Apakah suatu logam dapat tahan terhadap korosi, berapa kecepatan korosi yang dapat terjadi pada suatu kondisi, jenis korosi apa yang paling mudah terjadi, dan lingkungan apa yang dapat menyebabkan terkorosi, ditentukan dari faktor metalurgi tersebut.
Yang termasuk dalam faktor metalurgi antara lain:
a. Jenis logam dan paduannya
Pada lingkungan tertentu, suatu logam dapat tahan tehadap korosi. Sebagai contoh, aluminium dapat membentuk lapisan pasif pada lingkungan tanah dan air biasa, sedangkan Fe, Zn, dan beberapa logam lainnya dapat dengan mudah terkorosi.
b. Morfologi dan homogenitas
Bila suatu paduan memiliki elemen paduan yang tidak homogen, maka paduan tersebut akan memiliki karakteristik ketahanan korosi yagn berbeda-beda pada tiap daerahnya.
c. Perlakuan panas
Logam yang di-heat treatment akan mengalami perubahan struktur kristal atau perubahan fasa. Sebagai contoh perlakuan panas pada temperatur 500-800 0C terhadap baja tahan karat akan menyebabkan terbentuknya endapan krom karbida pada batas butir. Hal ini dapat menyebabkan terjadinya korosi intergranular pada baja tersebut. Selain itu, beberapa proses heat treatment menghasilkan tegangan sisa. Bila tegangan sisa tesebut tidak dihilangkan, maka dapat memicu tejadinya korosi retak tegang.
d. Sifat mampu fabrikasi dan pemesinan
Merupakan suatu kemampuan material untuk menghasilkan sifat yang baik setelah proses fabrikasi dan pemesinan. Bila suatu logam setelah fabrikasi memiliki tegangan sisa atau endapan inklusi maka memudahkan terjadinya retak.
2. Faktor Lingkungan
Faktor-faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi korosi antara lain:
a. Komposisi kimia
Ion-ion tertentu yang terlarut di dalam lingkungan dapat mengakibakan jenis korosi yang berbeda-beda. Misalkan antara air laut dan air tanah memiliki sifat korosif yang berbeda dimana air laut mengandung ion klor yang sangat reaktif mengakibatkan korosi. Gambar berikut menunjukkan pengaruh komposisi elemen paduan terhadap ketahan korosi terhadap paduan tembaga.
b.Konsentrasi
Konsentrasi dari elektrolit atau kandungan oksigen akan mempengaruhi kecepatan korosi yang terjadi. Pengaruh konsentrasi elektrolit terlihat pada laju korosi yang berbeda dari besi yang tercelup dalam H2SO4 encer atau pekat, dimana pada larutan encer, Fe akan mudah larut dibandingkan dalam H2SO4 pekat. Pengaruh konsentrasi terhadap laju korosi dapat dilihat pada gambar berikut.
1. Faktor Metalurgi
Faktor metalurgi adalah pada material itu sendiri. Apakah suatu logam dapat tahan terhadap korosi, berapa kecepatan korosi yang dapat terjadi pada suatu kondisi, jenis korosi apa yang paling mudah terjadi, dan lingkungan apa yang dapat menyebabkan terkorosi, ditentukan dari faktor metalurgi tersebut.
Yang termasuk dalam faktor metalurgi antara lain:
a. Jenis logam dan paduannya
Pada lingkungan tertentu, suatu logam dapat tahan tehadap korosi. Sebagai contoh, aluminium dapat membentuk lapisan pasif pada lingkungan tanah dan air biasa, sedangkan Fe, Zn, dan beberapa logam lainnya dapat dengan mudah terkorosi.
b. Morfologi dan homogenitas
Bila suatu paduan memiliki elemen paduan yang tidak homogen, maka paduan tersebut akan memiliki karakteristik ketahanan korosi yagn berbeda-beda pada tiap daerahnya.
c. Perlakuan panas
Logam yang di-heat treatment akan mengalami perubahan struktur kristal atau perubahan fasa. Sebagai contoh perlakuan panas pada temperatur 500-800 0C terhadap baja tahan karat akan menyebabkan terbentuknya endapan krom karbida pada batas butir. Hal ini dapat menyebabkan terjadinya korosi intergranular pada baja tersebut. Selain itu, beberapa proses heat treatment menghasilkan tegangan sisa. Bila tegangan sisa tesebut tidak dihilangkan, maka dapat memicu tejadinya korosi retak tegang.
d. Sifat mampu fabrikasi dan pemesinan
Merupakan suatu kemampuan material untuk menghasilkan sifat yang baik setelah proses fabrikasi dan pemesinan. Bila suatu logam setelah fabrikasi memiliki tegangan sisa atau endapan inklusi maka memudahkan terjadinya retak.
2. Faktor Lingkungan
Faktor-faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi korosi antara lain:
a. Komposisi kimia
Ion-ion tertentu yang terlarut di dalam lingkungan dapat mengakibakan jenis korosi yang berbeda-beda. Misalkan antara air laut dan air tanah memiliki sifat korosif yang berbeda dimana air laut mengandung ion klor yang sangat reaktif mengakibatkan korosi. Gambar berikut menunjukkan pengaruh komposisi elemen paduan terhadap ketahan korosi terhadap paduan tembaga.
b.Konsentrasi
Konsentrasi dari elektrolit atau kandungan oksigen akan mempengaruhi kecepatan korosi yang terjadi. Pengaruh konsentrasi elektrolit terlihat pada laju korosi yang berbeda dari besi yang tercelup dalam H2SO4 encer atau pekat, dimana pada larutan encer, Fe akan mudah larut dibandingkan dalam H2SO4 pekat. Pengaruh konsentrasi terhadap laju korosi dapat dilihat pada gambar berikut.
Suatu logam yang berada pada
lingkungan dengan kandungan O2 yang berbeda akan terbagi menjadi dua bagian
yaitu katodik dan anodik. Daerah anodik terbentuk pada media dengan konsentrasi
O2 yang rendah dan katodik terbentuk pada media dengan konsentrasi O2 yang tinggi.
c.Temperatur
Pada lingkungan temperatur tinggi, laju korosi yang terjadi lebih tinggi dibandingkan dengan temperatur rendah, karena pada temperatur tinggi kinetika reaksi kimia akan meningkat.
Semakin tinggi temperatur, maka laju korosi akan semakin meningkat, namun menurunkan kelarutan oksigen. Sehingga pada suatu sistem terbuka, diatas suhu 800C, laju korosi akan mengalami penurunan karena oksigen akan keluar sedangkan pada suatu sistem tertutup, laju korosi akan terus menigkat karena adanya oksigen yang terlarut.
d. Gas, cair atau padat
Kandungan kimia di medium cair, gas atau padat berbeda-beda. Misalkan pada gas, bila lingkungan mengandung gas asam, maka korosi akan mudah terjadi (contohnya pada pabrik pupuk). Kecepatan dan penanganan korosi ketiga medium tersebut juga dapat berbeda-beda. Untuk korosi di udara, proteksi katodik tidak dapat dilakukan, sedangkan pada medium cair dan padat memungkinkan untuk dilakukan proteksi katodik.
e. Kondisi biologis
Mikroorganisme sepert bakteri dan jamur dapat menyebabkan terjadinya korosi mikrobial terutama sekali pada material yang terletak di tanah. Keberadaan mikroorganisme sangat mempengaruhi konsentrasi oksigen yang mempengaruhi kecepatan korosi pada suatu material.
Faktor-faktor metalurgi dan lingkungan harus dievaluasi secara integral. Dalam suatu industri, sering diterapkan beberapa jenis logam dalam suatu kondisi lingkungan, atau sebaliknya satu jenis logam berada dalam beberapa jenis kondisi lingkungan. Kondisi yang paling rumit adalah beberapa jenis logam berada pada beberapa jenis lingkungan
c.Temperatur
Pada lingkungan temperatur tinggi, laju korosi yang terjadi lebih tinggi dibandingkan dengan temperatur rendah, karena pada temperatur tinggi kinetika reaksi kimia akan meningkat.
Semakin tinggi temperatur, maka laju korosi akan semakin meningkat, namun menurunkan kelarutan oksigen. Sehingga pada suatu sistem terbuka, diatas suhu 800C, laju korosi akan mengalami penurunan karena oksigen akan keluar sedangkan pada suatu sistem tertutup, laju korosi akan terus menigkat karena adanya oksigen yang terlarut.
d. Gas, cair atau padat
Kandungan kimia di medium cair, gas atau padat berbeda-beda. Misalkan pada gas, bila lingkungan mengandung gas asam, maka korosi akan mudah terjadi (contohnya pada pabrik pupuk). Kecepatan dan penanganan korosi ketiga medium tersebut juga dapat berbeda-beda. Untuk korosi di udara, proteksi katodik tidak dapat dilakukan, sedangkan pada medium cair dan padat memungkinkan untuk dilakukan proteksi katodik.
e. Kondisi biologis
Mikroorganisme sepert bakteri dan jamur dapat menyebabkan terjadinya korosi mikrobial terutama sekali pada material yang terletak di tanah. Keberadaan mikroorganisme sangat mempengaruhi konsentrasi oksigen yang mempengaruhi kecepatan korosi pada suatu material.
Faktor-faktor metalurgi dan lingkungan harus dievaluasi secara integral. Dalam suatu industri, sering diterapkan beberapa jenis logam dalam suatu kondisi lingkungan, atau sebaliknya satu jenis logam berada dalam beberapa jenis kondisi lingkungan. Kondisi yang paling rumit adalah beberapa jenis logam berada pada beberapa jenis lingkungan
