pbk kuliah i

Dosen Ir. Pocut Nurul Alam, MT

Materi :1. Pendahuluan2. Prinsip – prinsip Korosi3. Pengukuran Laju orosi4. Pengendalian Korosi

Referensi :1. DA Jones, “Principles and Prevention of

Corrosion”, 2. Mars G. Fontana, “Corossion Engineering”

KOROSI

KEHIDUPAN MANUSIA

PERALATAN RUMAH TANGGA

AUTOMOTIVE

PESAWAT

PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK

PABRIK KIMIA

STRUKTUR BETON

DLL

Proses degradasi Material akibat berinteraksi dengan Lingkungan

PHYSICALCHEMICAL

ELECTROCHEMICAL

CORROSION RESISTANCE

THERMODYNAMIC

METALLURGICAL

Iklim/cuaca Chemical

Rural : Pegunungan, Pedesaan Urban : Perkotaan Industri Laut

Bahan - bahan Kimia

Terjadi Perubahan Sifat Logam yaitu :- Sifat Mekanik turun : Kekuatan, Kekerasan , ductile (keuletan) dll.- Sifat Fisika berubah : Konduktivitas elektrik, sifat magnetik, melting point, dll

Proses apa yang terjadi : ?????

Berarti ada suatu reaksi Reaksi yang terjadi adalah : reaksi

antara material (logam/paduan) dengan Lingkungan

Reaksi pada Korosi :- Reaksi Kimia- Reaksi Elektrokimia

Korosi tidak terjadi hanya pada logam saja, tetapi bisa juga terjadi pada material lainnya.

Umumnya korosi yang dipelajari hanya pada material yang terbuat dari logam beserta paduannya.

Korosi pada Logam dapat di bagi 2 (dua) yaitu:

1. Korosi Aqueous/Korosi Aquatik2. Korosi Temperatur Tinggi

Interaksi dengan lingkungan melalui reaksi elektrokimia.

Terjadi pada suhu kamar.

Berarti pada reaksi ini terjadi reaksi yang melibatkan ?????- elektron- perpindahan - katoda- anoda- elektrolit

Prinsip Korosi berdasarkan proses elektrokimia melibatkan katoda dan anoda yang dikontakkan dengan suatu elektrolit

Larutan Aqueous dapat berperan sebagai elektrolit dan merupakan lingkungan yang sering menimbulkan problem korosi.

Reaksi Oksidasi logam menjadi kation : M Mn+ + ne

Reaksi Reduksi Lingkungan :2 H+ + 2e- H2 Hidrogen

Evolusi O2 + 2H2O + 4e- 4OH-

Netral /BasaO2 + 4H+ + 4e- 2H2O Asam

Contoh : Korosi yang terjadi antara Zn & HClZn + 2HCl ZnCl2 + H2 (1)

Seng bereaksi dengan larutan asam membentuk Seng Klorida dan melepaskan gelembung (bubble) hidrogen pada permukaan.

Reaksi pembentukan ion adalah :Zn + 2H+ + 2Cl- Zn2+ + 2Cl- + H2 Penghilangan Cl- reaksinya menjadi :Zn + 2H+ Zn2+ + H2 (2)

Reaksi (2) dapat ditulis menjadi :Zn Zn2+ + 2e Reaksi anodik

(3) 2H+ + 2e H2 Reaksi katodik

(4)

Reaksi (3) disebut dengan oksidasi dimana bilangan oksidasi Zn meningkat 0 +2 (melepaskan elektron)

Reaksi (4) disebut dengan reduksi dimana bilangan oksidasi Hidrogen berkurang dari +1 0 (menerima elektron)

Dari Gambar 1.1 menjelaskan bahwa :- Pelarutan logam (3) melepaskan elektron dari bulk logam berpindah ke permukaan

dimana bereaksi dengan ion H+ dalam larutan membentuk H2 (4) - Air diperlukan sebagai elektrolit pembawa ion.- Reaksi korosi di dalam air di nyatakan dengan reaksi pelepasan elektron oleh logam (reaksi anodik), dapat dikurangi dengan menurunkan potensial dengan elektron berlebih, seperti proteksi katodik pada pipeline, offshore oil drilling structure, steel hot water tanks.

Reaksi Anodik :M Mn+ + ne-

Contoh : Fe Fe2+ + 2e-

Ni Ni2+ + 2e-

Al Al3+ + 3e-

Reaksi Katodik : Reduksi ion hidrogen dalam larutan asamReaksi reduksi ion yang teroksidasi dalam larutan reaksi redoks Ion ferri ion ferro Fe3+ + e- Fe2+ atau Sn4+ + 2e- Sn2+ Reduksi Oksigen terlarut dalam suasana netral dan asam :

O2 + 2H2O + 4e- 4OH-

O2 + 4H+ + 4e- 2H2O

Reduksi Air : 2H2O + 2e- H2 + 2OH-

Reaksi Oksidasi : Meningkatkan bilangan oksidasiSpesi yang teroksidasi disebut dengan reduktorReaksi reduksi menurunkan bilangan oksidasiSpesi yang tereduksi disebut oksidatorTempat reaksi oksidasi Anoda (-)Tempat reaksi reduksi Katoda (+)Contoh :

1. Fe Fe2+ + 2e- Eº = -0.44 volt 2H+ + 2e 2H+ Eº = 0 volt

2. Cu Cu2+ + 2e- Eº = + 0.34 volt2H+ + 2e 2H+ Eº = 0 volt

Fe akan terkorosi, sedangkan Cu tidak, untuk terjadi korosi Eº anoda harus lebih kecil dari Eº (reaksi oksidasi < reaksi reduksi)

Korosi pada larutan aqueous terjadi karena pada antarmuka ada beda potensial listrik sehingga terjadi reaksi perpindahan muatan atau elektron yang melibatkan kerja elektrik

Terjadi perubahan energi bebas yaitu energi bebas elektrokimia

Reaksi elektrokimia (redoks) yang melibatkan elektron (e-) aliran listrik

Hubungan antara energi kimia energi Listrik

∆G = - nFE energi kimia = energi listrik

Terjadi pada temperatur (suhu) Tinggi T ≥ 400oC

Reaksi yang terjadi antar material dengan gas dan dapat disertai dengan difusi dalam fasa padat seperti proses karborisasi, metal dusting dll.

Reaksi yang terjadi adalah reaksi kimia Contoh : M + H2O MO + H2

Reaksi tetap reaksi redoks tetapi tidak ada terjadi perpindahan elektron

Pada korosi suhu tinggi (suhu dimana H2O sudah bersifat seperti gas)Interaksi : Reaksi antar logam (termasuk paduan) dengan :- komponen-komponen gas- komponen dalam lelehan garam yang bereaksi adalah kerak oksida yang

kita harapkan protektif dengan lelehan garam.

- dengan lelehan logam lainmisalnya : membentuk ikatan

intermetallic

Pada korosi suhu tinggi terjadi : Logam menipis Sifat mekanik berubah Misal akibat : - karburisasi/dekarburisasi

- nitridasi Terbentuk kerak hasil interaksi dengan

lingkungan yang :

- bersifat protektif

- bersifat tidak protektif

Laju degradasi cepat Membentuk produk reaksi yang titik

lelehnya lebih rendah Membentuk produk yang volatile Produknya porous dan retak.

Turbin gas Industri Heat treatment Proses Pengolahan Mineral & Metallurgi Industri Kimia Pengilangan Minyak Ceramic Pembakaran Batubara dsb

Oksidasi logam Sulfidasi Nitridasi Karburisasi/dekarburisasi Korosi akibat logam berinterkasi dengan

halogen Korosi dalam lelehan garam Garam

Na2SO4

Ash/Salt Deposit Corrosion Akibat interaksi dengan lelehan logam lain

Metal dusting : korosi yang disebabkan karburisasi yang sangat cepat

Penambahan paduan Menaikkan temperatur dan menambahkan H2O Penambahan H2S Pengaturan komposisi lingkungan untuk

mengendalikan korosi logam secara termodimika