analisa perbandingan laju korosi material stainless ... - digilib.its.ac.id · analisa perbandingan...
TRANSCRIPT
ANALISA PERBANDINGAN LAJU KOROSI MATERIAL STAINLESS STEEL SS 316 DENGAN CARBON STEEL A 516 TERHADAP PENGARUH AMONIAK
OLEH :INDRA PRASETYAWANNRP. 4104 100 047
1. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Perkembangan pembangunan kapal chemical tankerdengan bahan baja tahan karat.
Stainless steel SS 316 merupakan jenis baja tahan karatyang biasa digunakan sebagai bahan pembuatan tangki-tangki kimia.
Carbon steel A 516 merupakan baja yang seringdigunakan sebagai bahan pembuatan preasure vesseldan tangki bertekanan tinggi.
Pengaruh bahan kimia pada harga laju korosi material.
B. Perumusan Masalah
Laju korosi pada variasi tebal yang berbeda
Perbandingan laju korosi material SS 316 dan A516
C. Batasan Masalah
Material yang digunakan adalah stainless steel SS 316 dancarbon steel A 516.
Menggunakan media korosif amoniak dan air garam(NaCl)
Pengujian dilakukan dengan metode sel tiga elektroda
Variasi tebal untuk masing-masing material adalah 6mm, 7 mm, 8 mm.
Perbandingan harga laju korosi dua material pembandingterhadap dua media korosif.
D. Tujuan
Mengetahui pengaruh ketebalan material terhadap hargalaju korosi.
Mengetahui material yang memiliki ketahanan tinggiterhadap laju korosi dari pengaruh amoniak
E. Manfaat
Mengetahui material yang sesuai digunakan sebagai tangkiruang muat pada muatan amoniak dari segi korosidengan perbandingan material SS 316 dengan A 516
F. Hipotesis
Ketahanan material terhadap korosi dipengaruhi kandungan kromiun
Semakin tebal material memiliki ketahanan korosi semakin tinggi
Identifikasi Masalah
Mulai
Persiapan Pengujian MaterialMempersiapkan ukuran material sebelum dilakukan pengujian.
Studi Literatur
Penentuan material Stainless steel 316 dan carbon steelA516.Mempersiapkan material dan memotong sesuai dengan ukuran dan jumlah specimen yang ditentukan
Mempersiapkan peralatan laju korosi danmembuat media pengkorosifnya
Pengujian Sel tiga elektrodaFoto makro
Hasil : Harga Laju Korosi
Pengolahan Hasil Uji
Kesimpulan
Analisa
2. LANDASAN TEORI
Korosi adalah gejala destruktif yang mempengaruhihampir semua logam [Trethewey, et, al, 1991]Korosi merupakan penurunan mutu logam akibat reaksielektrokimia dengan lingkungannya[Trethewey, et, al, 1991]Paduan utama baja tahan karat adalah Cr atau Cr denganNi dengan tambahan unsur lain seperti Mo, Cu, dan Mn[Wiryosumarto, el, at, 2000]Sel tiga elektroda adalah perngkat laboratorium bakuuntuk penelitian kuantitatif terhadap sifat0sifat korosibahan [Trethewey, et, al, 1991]
Mesin Gergaji Mesin Poles
Spesimen
3. METODOLOGI PENELITIAN
Persiapan
Spesimen uji
Larutan NaCl
Sel Tiga Elektoda
Pengujian Laju korosi
Amoniak
Hasil
4. ANALISA
A. Pengujian korosiPerhitungan laju korosi SS 316 terhadap NaCl
Tebal (mm) Specimen Laju Korosi(mmpy)
Laju KorosiRata-Rata
(mmpy)
61 0.0496
0.05062 0.0576
3 0.0447
71 0.0451
0.04582 0.0484
3 0.0438
81 0.0422
0.04202 0.0437
3 0.0402
Perhitungan laju korosi SS 316 terhadap NaCl
0,04
0,042
0,044
0,046
0,048
0,05
0,052
5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5
Laju
kor
osi (
mm
py)
Tebal (mm)
Grafik laju korosi SS316 larutan NaCl
Grafik kaju korosi
Perhitungan laju korosi SS 316 terhadap Amoniak
Tebal (mm) Specimen Laju Korosi(mmpy)
Laju KorosiRata-Rata
(mmpy)
61 0.0491
0.04892 0.0541
3 0.0435
71 0.0442
0.04452 0.0414
3 0.0478
81 0.0448
0.04212 0.0434
3 0.0380
Perhitungan laju korosi SS 316 terhadap Amoniak
0,04
0,041
0,042
0,043
0,044
0,045
0,046
0,047
0,048
0,049
0,05
5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5
Laju
kor
osi (
mm
py)
Tebal (mm)
Grafik laju korosi SS316 larutan Amoniak
Grafik kaju korosi
Perhitungan laju korosi A 516 terhadap NaCl
Tebal (mm) Specimen Laju Korosi(mmpy)
Laju KorosiRata-Rata
(mmpy)
61 0.0474
0.05582 0.0573
3 0.0626
71 0.0404
0.04962 0.0512
3 0.0572
81 0.0323
0.04462 0.0519
3 0.0497
Perhitungan laju korosi A 516 terhadap NaCl
0,04
0,042
0,044
0,046
0,048
0,05
0,052
0,054
0,056
0,058
5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5
Laju
kor
osi (
mm
py)
Tebal (mm)
Grafik laju korosi A516 larutan NaCl
Grafik kaju korosi
Perhitungan laju korosi A 516 terhadap Amoniak
Tebal (mm) Specimen Laju Korosi(mmpy)
Laju KorosiRata-Rata
(mmpy)
61 0.0426
0.05252 0.0593
3 0.0556
71 0.0374
0.04812 0.0509
3 0.0559
81 0.0310
0.04512 0.0550
3 0.0494
Perhitungan laju korosi A 516 terhadap Amoniak
0,044
0,045
0,046
0,047
0,048
0,049
0,05
0,051
0,052
0,053
5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5
Laju
kor
osi (
mm
py)
Tebal (mm)
Grafik laju korosi A516 larutan Amoniak
Grafik kaju korosi
Perbandingan laju korosi terhadap Amoniak
0,039
0,041
0,043
0,045
0,047
0,049
0,051
0,053
0,055
5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5
Laju
kor
osi (
mm
py)
Tebal (mm)
Grafik laju korosi terhadap amoniak
SS316
A516
Perbandingan laju korosi terhadap NaCl
0,039
0,041
0,043
0,045
0,047
0,049
0,051
0,053
0,055
0,057
5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5
Laju
kor
osi (
mm
py)
Tebal (mm)
Grafik laju korosi terhadap NaCl
SS316
A516
B. Hasil Reaksi Kimia
Pada larutan amoniak (NH4OH): Larutan NH4OH mengalami elektrolisis I menjadi
2H2O 2H2 + O2
O2 bereaksi dengan Fe mengalami elektrolisis II, menjadi: 2Fe + O2 + 2H2O 2Fe2+ + 4OH-
Elektrolisis III, menghasilkan:2Fe3+ + 3/2 O2 + x H2O + 7 OH- Fe2O3. x H2O + 7 OH-
KOROSI
Pada larutan NaCl: Larutan NaCl mengalami elektrolisis I menjadi
2Cl- + 2H2O Cl2 + H2 + 2 OH-
H2 bereaksi dengan Fe mengalami elektrolisis II, menjadi:2Fe + O2 + 4H+ 2Fe2+ + 2H2O
Elektrolisis III, menghasilkan:2Fe3+ + 3/2 O2 + x H2O + H+ Fe2O3 x H2O + 6 H+
KOROSI
c. Hasil Foto MakroPengaruh NaCl
Material A 516
Material SS 316
c. Hasil Foto MakroPengaruh Amoniak
Material A 516
Material SS 316
5. KESIMPULAN
Pada pengujian dengan metode elektrolisis, semakin tebal material, laju korosi semakin rendah
Material SS 316 memiliki ketahanan terhadap korosi lebih tinggi dibandingkan dengan material A 516
Terima Kasih
Tabel Hasil Pengujian
Kembali
DiagramTafel
Rumus
Rumus laju korosi = K ai/nD mpy (fontana, M.G, 1986)Dimana K = konstanta (0.129 mpy)a = berat atom logam terkorosi i = kecepatan arus (μA/cm3)n = jumlah elektron valensi logam terkorosiD = density logam terkorosi (gr/ cm3)
Perhitungan Laju Korosi
Kembali
Diagram Tafel
Kembali
y = -6,565x + 10,88
y = 6,775x - 10,19
y = 1,069x2 + 0,142x + 0,014
y = -1,005x2 + 0,073x - 0,014
-18
-15,5
-13
-10,5
-8
-5,5
-3
-0,5
2
4,5
7
9,5
12
14,5
17
0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 2,25 2,5 2,75 3 3,25 3,5 3,75
Pote
nsia
l (m
V)
Log (I/A)
Grafik Polarisasi untuk Specimen SS316 tebal 6 mm larutan NaCl 30%
Perhitungan
Tingkat ketahanan korosi berdasarkan laju korosi
Konversi :1 mpy = 0.0254 mm/yr = 25.4 μm/yr = 2.90 nm/yr = 0.805 pm/sec
3. METODOLOGI PENELITIAN
Spesimen Uji
Amoniak
SS 316 A 516
6 mm
7 mm
8 mm
6 mm
7 mm
8 mm
6 mm
7 mm
8 mm
7 mm
8 mm
6 mm
Keterangan :
NaCl
Kembali
Rangkaian sel tiga elektroda
Anode(-)
Cathode (+)
Adaptor
Voltage
Current
Kembali
Y1 = 6.775 x – 10.19 Y2 = -6.565 x + 10.88 Icorr Laju korosi= K a i
n Da = Berat atom logam terkorosiK = 0.00327i = Icorrn = jumlah elektron valensi logam terkorosiD =Density
Kembali
Kembali
Lanjut
NH4OHAnion: 4OH- 2H2O + 4e + O2 x1 …..OksidasiKation: 2H2O 2OH- + H2 + x2......Reduksi
Anion: 4OH- 2H2O + 4e + O2
Kation: 4H2O + 4e 4OH- + 2H2 +
4OH- + 4H2O 2H2O + O2 + 4OH- + 2H2
2H2O 2H2 + O2
Anoda: Fe Fe2+ + 2e x 2 ......OksidasiKatoda: O2 + 2H2O + 4e 4OH- + x 1 ......Reduksi
2Fe + O2 + 2H2O 2Fe2+ + 4OH-
Kembali
Kembali
NH4OHAnoda: 2Fe2+ 2Fe3+ + 2e x2
Katoda: O2 + 2H2O + 4e 4OH- + x1
Anoda: 4Fe2+ 4Fe3+ + 4eKatoda: O2 + 2H2O + 4e 4OH- +
4Fe2+ + O2 + 2H2O 4Fe3+ + 4OH-
2Fe3+ + (x + 3) H2O Fe2O3. x H2O + 7OH-
2Fe3+ + 3/2 O2 + x H2O + 7 OH- Fe2O3. x H2O + 7 OH-
Korosi
Lanjut
NaClAnoda: 2Cl- Cl2 + 2e ……OksidasiKatoda: 2H2O + 2e H2 + 2OH- + ......Reduksi
2Cl- + 2H2O Cl2 + H2 + 2 OH-
Anoda: Fe Fe2+ + 2e x2 ........OksidasiKatoda: O2 + 4H+ + 4e 2H2O + x1 ........Reduksi
Anoda: 2Fe 2Fe2+ + 4eKatoda: O2 + 4H+ + 4e 2H2O +
2Fe + O2 + 4H+ 2Fe2+ + 2H2O
Kembali
Kembali
NaClAnoda: 2Fe2+ 2Fe3+ + 2e x2Katoda: O2 + 4H+ + 4e 2H2O + x1
Anoda: 4Fe2+ 4Fe3+ + 4eKatoda: O2 + 4H+ + 4e 2H2O +
4Fe2+ + O2 + 4H+ 4Fe3+ + 2H2O2Fe3+ + (x + 3) H2O Fe2O3. x H2O + 6H+
2Fe3+ + 3/2 O2 + x H2O + H+ Fe2O3 x H2O + 6 H+
Korosi