pengaruh konsentrasi klorida dan perubahan …

16
1 PENGARUH KONSENTRASI KLORIDA DAN PERUBAHAN MIKROSTRUKTUR TERHADAP KETAHANAN KOROSI BAJA TAHAN KARAT 316L PADA LARUTAN NaCl DENGAN METODE POLARISASI SIKLIK Andi Rustandi, Muhammad Faisal Rendi Departemen Teknik Metalurgi dan Material, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Kampus Baru UI Depok, Depok, 16436, Indonesia Email: [email protected] ; [email protected] Abstrak Logam merupakan kebutuhan utama dari infrastruktur pada industri. Korosi pada logam merupakan suatu hal yang tidak dapat dihindari, dan seringkali menjadi penyebab utama kegagalan dalam berbagai industri, terutama industri minyak dan gas yang berada di lepas pantai. Pemilihan material yang sesuai dapat mencegah terjadinya korosi pada industri, sehingga meminimalisir penggantian komponen dalam waktu yang singkat. Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari perilaku korosi pada pipa baja tahan karat austenitik 316L pada lingkungan NaCl yang bervariasi. Parameter elektrokimia dievaluasi dengan menggunakan metode polarisasi siklik untuk mengetahui perilaku korosi yang terjadi pada lingkungan NaCl. Pemanasan dilakukan untuk mendapatkan perbedaan bentuk mikrostruktur dari keadaan awal. Kemudian diuji didalam lingkungan NaCl 3,5% yang memiliki kelarutan oksigen tertinggi dan bandingkan dengan logam yang tidak dipanaskan pada konsentrasi yang sama. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ketahanan korosi berubah berdasarkan konsentrasi NaCl, logam paling tahan dengan korosi pada NaCl 1%, dan paling lemah ketahanannya pada NaCl 3,5%. Perubahan mikrostruktur yang menjadi lebih tidak seragam dan kemunculan sensitasi menurunkan ketahanan korosi. Dari hasil polarisasi siklik didapati bahwa mekanisme korosi pada lingkungan NaCl adalah korosi sumuran. The Effect of Chloride Concentration and Microstructure Transformation to Corrosion Resistance of Austenitic Stainless Steel 316L in NaCl Solution Using Cyclic Polarization Method Abstract Steels are basic needs for industrial infrastructure. Corrosion in steels can’t be avoided and often plays a role as a major cause of failure in industries, especially offshore oil and gas. Proper material selection is one of the best ways to prevent corrosion and minimize component replacement caused by corrosion. This study investigates corrosion behaviour of austenitic stainless steel 316L in various NaCl solutions. Electrochemical parameter is evaluated by cyclic polarization, and also to determine which corrosion behaviour has occurred. Heat is given to obtain different microstructure shapes from the initial one. Then tested Pengaruh konsentrasi ..., Muhammad Faisal Rendi, FT UI, 2016

Upload: others

Post on 02-Nov-2021

13 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: PENGARUH KONSENTRASI KLORIDA DAN PERUBAHAN …

 1  

PENGARUH KONSENTRASI KLORIDA DAN PERUBAHAN MIKROSTRUKTUR TERHADAP KETAHANAN KOROSI BAJA TAHAN KARAT 316L PADA LARUTAN NaCl DENGAN METODE POLARISASI

SIKLIK

Andi Rustandi, Muhammad Faisal Rendi

Departemen Teknik Metalurgi dan Material, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Kampus Baru UI Depok, Depok, 16436, Indonesia

Email: [email protected] ; [email protected]

Abstrak Logam merupakan kebutuhan utama dari infrastruktur pada industri. Korosi

pada logam merupakan suatu hal yang tidak dapat dihindari, dan seringkali menjadi penyebab utama kegagalan dalam berbagai industri, terutama industri minyak dan gas yang berada di lepas pantai. Pemilihan material yang sesuai dapat mencegah terjadinya korosi pada industri, sehingga meminimalisir penggantian komponen dalam waktu yang singkat.

Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari perilaku korosi pada pipa baja tahan karat austenitik 316L pada lingkungan NaCl yang bervariasi. Parameter elektrokimia dievaluasi dengan menggunakan metode polarisasi siklik untuk mengetahui perilaku korosi yang terjadi pada lingkungan NaCl. Pemanasan dilakukan untuk mendapatkan perbedaan bentuk mikrostruktur dari keadaan awal. Kemudian diuji didalam lingkungan NaCl 3,5% yang memiliki kelarutan oksigen tertinggi dan bandingkan dengan logam yang tidak dipanaskan pada konsentrasi yang sama.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa ketahanan korosi berubah berdasarkan konsentrasi NaCl, logam paling tahan dengan korosi pada NaCl 1%, dan paling lemah ketahanannya pada NaCl 3,5%. Perubahan mikrostruktur yang menjadi lebih tidak seragam dan kemunculan sensitasi menurunkan ketahanan korosi. Dari hasil polarisasi siklik didapati bahwa mekanisme korosi pada lingkungan NaCl adalah korosi sumuran.  

The Effect of Chloride Concentration and Microstructure Transformation to Corrosion Resistance of Austenitic Stainless Steel 316L in NaCl Solution Using

Cyclic Polarization Method

Abstract Steels are basic needs for industrial infrastructure. Corrosion in steels can’t

be avoided and often plays a role as a major cause of failure in industries, especially offshore oil and gas. Proper material selection is one of the best ways to prevent corrosion and minimize component replacement caused by corrosion. This study investigates corrosion behaviour of austenitic stainless steel 316L in various NaCl solutions. Electrochemical parameter is evaluated by cyclic polarization, and also to determine which corrosion behaviour has occurred. Heat is given to obtain different microstructure shapes from the initial one. Then tested

Pengaruh konsentrasi ..., Muhammad Faisal Rendi, FT UI, 2016

Page 2: PENGARUH KONSENTRASI KLORIDA DAN PERUBAHAN …

 2  

in 3.5% NaCl solution and compared to the un-heated with the same solution concentration. The results shown that corrosion resistance affected by Chloride presence, with 1% concentration was the strongest, and 3.5% was the most susceptible. Microstructure transformation to more un-uniform than before heated, and presence of sensitization decreases the corrosion resistance. From the cyclic curve, it is known that the corrosion behaviour that occurred was pitting corrosion. 1. Pendahuluan

Korosi merupakan suatu proses degradasi material atau hilangnya suatu material baik secara kualitas maupun kuantitas melalui suatu reaksi kimia atau elektrokimia yang spontan dengan lingkungannya[1]. Untuk mengatasi masalah korosi, diciptakan berbagai material yang dapat menahan laju korosi, salah satunya adalah baja tahan karat 316L.

Namun baja tahan karat 316L rentan terhadap serangan korosi lokal seperti korosi sumuran pada lingkungan yang terdapat ion klorida. Secara luas, baja tahan karat 316L digunakan untuk aplikasi pada bidang eksplorasi minyak dan gas atau industri-industri yang memiliki lingkungan kerja mengandung ion klorida. Ketahan korosi dari baja tahan karat adalah hasil dari terbentuknya lapisan pasif pada permukaan logam sedangkan konsentrasi dari ion klorida akan mempengaruhi ketahanan dari lapisan pasif baja tahan karat tersebut.

Pada aplikasinya, baja tahan karat 316L digunakan sebagai pipa yang digunakan untuk mengalirkan fluida. Dimana seringkali dilakukan proses fabrikasi berupa pengelasan untuk proses penyambungan. Pengaruh temperatur tinggi dari proses pengelasan tersebut berdampak terhadap ketahanan korosi dari material baja tahan karat 316L tersebut.

2. Dasar Teori

2.1. Korosi Sumuran

Merupakan salah satu jenis korosi terpusat pada permukaan logam dimana

sebagian kecil areanya terkorosi yang kemudian berujung pada pembentukan

lubang atau sumuran, dan sisa dari permukaan yang masih banyak tidak terserang.

Logam yang membentuk lapisan pasif seperti aluminium dan baja lebih rentan

terhadap korosi jenis ini. Korosi jenis ini merupakan yang paling berbahaya.

Dimana korosi sumuran dapat mengakibatkan kegagalan akibat penetrasi dengan

hanya sangat sedikit kehilangan berat secara keseluruhan. Korosi ini juga banyak

menjadi penyebab kegagalan yang dialami industri kimia. Kerusakan yang besar

Pengaruh konsentrasi ..., Muhammad Faisal Rendi, FT UI, 2016

Page 3: PENGARUH KONSENTRASI KLORIDA DAN PERUBAHAN …

 3  

dari korosi sumuran dapat digambarkan dengan kenyataan bahwa umumnya

keseluruhan sistem harus diganti.

Umumnya, lingkungan yang paling konduktif untuk terjadinya korosi

sumuran adalah lingkungan air laut. Dimana ion-ion seperti Cl- , Br- dan I- , dalam

konsentrasi tertentu mengakibatkan korosi sumuran pada baja.

Kondisi terpenting bagi korosi sumuran untuk berlangsung adalah logam

harus berada pada kondisi pasif, yaitu adanya lapisan pada permukaan logam.

Rusaknya lapisan tersebut pada beberapa tempat mengakibatkan hilangnya

pasifitas dan terinisiasinya korosi sumuran pada permukaan logam [2].

Pada dasarnya, terdapat tiga proses yang berpengaruh dalam korosi

sumuran, yaitu:

a) inisiasi korosi sumuran

Faktor yang memegang peranan penting dalam proses ini adalah potensial

sumuran (pitting potential) dimana nilai tersebut menunjukkan mulai

tumbuhnya pitting yang ditandai dengan rusaknya lapisan pasif. Rusaknya

lapisan ini dapat dilihat dimana rapat arus akan meningkat tajam. Jadi

sumuran baru mulai tumbuh ketika potensialnya lebih besar dari potensial

sumurannya. Bila logam memiliki potensial lebih kecil, maka terjadi

kecenderungan untuk melepas electron yang akan menyebabkan oksidasi.

Semakin tinggi potensial sumuran dari suatu material, semakin tahan

material tersebut terhadap serangan korosi sumuran.

b) propagasi korosi sumuran

pada tahap ini potensial proteksi pada daerah terserang sumuran akan

mengalami pasivsasi atau membentuk lapisan pasif. Potensial proteksi

menentukan apakah sumuran yang berpropagasi dapat terus bertumbuh

atau tidak. Jka potensial lebih besar dari nilai potensial proteksi maka

logam akan tetap dalam kondisi pasif. Sehingga sumuran baru dapat

tumbuh jika potensial lebih besar dari potensial sumurannya.

c) kerusakan akibat korosi sumuran

Pengaruh konsentrasi ..., Muhammad Faisal Rendi, FT UI, 2016

Page 4: PENGARUH KONSENTRASI KLORIDA DAN PERUBAHAN …

 4  

langkah-langkah utama yang berpengaruh dalam proses korosi sumuran

baja karbon dan baja tahan karat, menurut Wranglen [3] inklusi sulfida menjadi

penyebab dari terjadinya inisiasi korosi. Reaksi berikut terjadi pada bagian dalam

sumuran (gbr. 2.1) :

Fe Fe2+ + 2e …………………………….( 2.1)

Fe2+ +H2O FeOH+ + H+ …………….……(2.2)

MnS +2H+ H2S + Mn+2 …………….……(2.3)

Reaksi diatas merupakan reaksi anodik dan mengakibatkan menurunnya

pH akibat terbentuknya ion H+ yang bereaksi dengan inklusi MnS dan membentuk

H2S dan Mn+2 . Hidrogen berubah menjadi H+ menangkap elektron yang dilepas

dari reaksi anodik. S2- dan HS- menstimulasi penyerangan korosi. Dikarenakan

kelebihan muatan positif yang terbentuk, konsentrasi dari Cl- meningkat seiring

berjalannya waktu. Sehingga seiring berjalannya proses dan waktu, kedalaman

dari sumuran terus bertambah dan bertambah.

Korosi yang terbentuk pada permukaan sumuran dapat berupa Fe3O4 atau

(FeOOH). Korosi yang terbentuk mencegah tercampurnya produk hasil dari anoda

dan katoda. pH larutan pada bagian mulut sumuran menurun akibat terbentuknya

H+ terbentuk dari hidrolisis FeOH+ atau Fe3+.

FeOH+ + H2O Fe(OH)2+ +H+ ………………….(2.4)

Fe3+ + H2O FeOH2+ + FeOH+ ……………….(2.5)

Proses tersebut terus berlangsung, pH turun, dan reaksi tersebut menjadi

autokatalisis. Pada bagian luar sumuran, permukaan tetap terlindungi secara

katodik.

Pengaruh konsentrasi ..., Muhammad Faisal Rendi, FT UI, 2016

Page 5: PENGARUH KONSENTRASI KLORIDA DAN PERUBAHAN …

 5  

Gambar 2.1. Reaksi elektrokimia yang berlangsung ketika sumuran terinisiasi pada inklusi sulfide

pada baja karbon

2.2. Pengaruh Kelarutan Oksigen

Umumnya oksigen tidak terdapat pada kedalaman lebih dari 100 meter,

sehingga pada daerah tersebut tidak ada pengaruh oksigen pada proses korosi [4].

Akan tetapi oksigen dapat mempengaruhi korosi internal bila terdapat

kontaminasi dengan udara luar (atmosfer). Oksigen merupakan oksidator kuat

yang mengakibatkan potensial korosi logam pada lingkungan air atau fluida yang

mengandung oksigen terlarut meningkat. Kelarutan oksigen didalam air

merupakan faktor yang menentukan laju korosi. Dalam penelitian yang dilakukan

oleh Ismail, dkk. [5] Terlihat bahwa keberadaan oksigen mempengaruhi laju korosi

dari suatu material. Dan pengaruhnya untuk setiap larutan berbeda-beda.

Pengaruh konsentrasi ..., Muhammad Faisal Rendi, FT UI, 2016

Page 6: PENGARUH KONSENTRASI KLORIDA DAN PERUBAHAN …

 6  

Gambar 2.2. Pengaruh kelarutan oksigen terhadap laju korosi [5]

Untuk material baja, pemanasan diatas temperatur ruang akan

meningkatkan laju korosi, meskipun kelarutan oksigen menurun. Diatas 80°C, laju

korosi akan menurun pada open system dimana oksigen dapat keluar menuju

udara bebas. Tidak seperti closed system dimana oksigen tidak dapat berpindah

meskipun temperatur terus meningkat, seperti yang terjadi pada boiler[4].

Digambarkan pada gambar 2.3.

Gambar 2.3. Pengaruh temperatur terhadap laju korosi pada Fe didalam larutan air yang

mengandung oksigen [4]

Kelarutan oksigen dipengaruhi oleh kadar klorida dimana kelarutan

optimal terjadi pada konsentrasi 3,5% Cl- . dengan demikian laju korosi

Pengaruh konsentrasi ..., Muhammad Faisal Rendi, FT UI, 2016

Page 7: PENGARUH KONSENTRASI KLORIDA DAN PERUBAHAN …

 7  

maksimum terjadi pada konsentrasi ion klorida tersebut. Hal ini ditunjukkan pada

Gambar 2.4.

Gambar 2.4. Pengaruh kadar ion Cl- terhadap kelarutan oksigen

2.3. Polarisasi siklik

Pengujian polarisasi siklik [6] dilakukan dengan tujuan mengetahui terjadi

atau tidaknya pitting pada material. Kurva yang dihasilkan akan membentuk arah

yang berlawanan (reverse) pada titik tertentu, dan akan bergerak dalam arah

berkebalikan hingga membentuk suatu loop tertutup pada potensial yang lebih

aktif dan arus akan menurun hingga angka minimal. Hasil yang didapat dari plot

tersebut dinamakan dengan kurva polarisasi siklik ditunjukkan pada gambar. 2.5.

Gambar 2.5. Proses Korosi menunjukkan plot polarisasi siklik [2]

Pengaruh konsentrasi ..., Muhammad Faisal Rendi, FT UI, 2016

Page 8: PENGARUH KONSENTRASI KLORIDA DAN PERUBAHAN …

 8  

Dari diagram hasil polarisasi siklik didapati tiga wilayah yang

dikategorikan sebagai berikut[2]:

(1) Wilayah 1: wilayah ini merepresentasikan imunitas dari pitting dan pada

potensial yang lebih negatif dari Epp (protection potential) pitting

diekspektasikan tidak terjadi

(2) Wilayah 2: pada wilayah ini, pitting yang baru tidak terinisiasi, tetapi

pits yang terbentuk pada wilayah 3 akan berpropagasi. Sehingga wilayah

ini disebut wilayah propagasi.

(3) Wilayah 3: pada wilayah ini, pits terinisiasi dan berpropagasi pada dan

diatas potensial tertentu, yang disebut dengan breakdown, atau critical

pitting potential (Ep).

Potensial korosi adalah potensial dimana laju oksidasi setara dengan laju

reduksi. Yaitu potensial dimana logam yang terkorosi berlangsung pada kondisi

tertentu terkait dengan waktu, suhu, aerasi, kecepatan, dsb. Jika nilai dari pitting

potential (Ep) lebih positif dibandingkan potensial korosi (Ec), ketahanan dari

logam terhadap pitting akan tinggi. Meskipun nilai ini hanya menjadi acuan untuk

memahami parameter korosi.

gambar 2.6. Kurva Siklik Perbandingan kehadiran Cl- [4]

Pengaruh konsentrasi ..., Muhammad Faisal Rendi, FT UI, 2016

Page 9: PENGARUH KONSENTRASI KLORIDA DAN PERUBAHAN …

 9  

Gambar 2.6 menunjukkan penampakan grafik polarisasi siklik dengan

perbandingan kehadiran Cl-. Terlihat adanya arus balik pada kurva tersebut.

2.4. Baja Tahan Karat Austenitik

Baja tahan karat 316L tergolong kedalam jenis baja tahan karat austenitik

golongan D [7]. struktur Kristal FCC yang ditambahkan paduan terhadap kromium

dan besi, seperti nikel, mangan, karbon, dan nitrogen. Rentang kandungan nikel

berkisar antara 3.5%-3.7%, Mn berkisar 1.15%, nitrogen berkisar 0.1%-0.4% dan

karbon dengan kisaran 0.02%-1.0%.

Nilai ketahanan baja tahan karat 316L terhadap korosi sumuran dapat

diprediksi dengan Pitting Resistance Equivalent Number (PREN). Nilai PREN

untuk stainless steel 316L adalah 26[2].

Berdasarkan standard Outokumpu 4432 [8] yang setara ASTM 316L,

dijelaskan bahwa aplikasi umum yang menggunakan 316L sebagai materialnya

adalah system air minum, system pendingin, system air pembuangan, flanges dan

valves. Jika dilihat dari tipikal sector aplikasinya, terlihat bahwa baja tahan karat

316L digunakan pada lingkungan yang butuh ketahanan korosi terhadap

lingkungan air. Perkembangan teknologi juga memungkinkan baja tahan karat

316L untuk aplikasi ortopedik [9].

Jenis perlakuan stress relieve dapat dilakukan antara 454° hingga 593°C

selama 60 menit [10] dengan kemungkinan kecil terserang sensitasi. Pemanasan

diatas suhu 593°C tidak direkomendasikan dikarenakan ancaman serius terjadinya

sensitasi pada batas butir yang mengakibatkan jatuhnya ketahanan korosi.

2.5. Efek Variabel Metalurgi Pada Korosi Baja Tahan Karat Austenitik

Variabel Metalurgi [11] dapat mempengaruhi perilaku korosi dari baja tahan

karat austenitic, ferritik, duplex, dan martensitik. Distribusi karbon disinyalir

menjadi variable penting yang mempengaruhi kerentanan baja paduan tersebut

terhadap korosi intergranular, teteapi nitrogen dan fasa-fasa metalik juga berperan

penting, dikarenakan semakin banyaknya elemen paduan dan grade baja tahan

karatnya.

Pengaruh konsentrasi ..., Muhammad Faisal Rendi, FT UI, 2016

Page 10: PENGARUH KONSENTRASI KLORIDA DAN PERUBAHAN …

 10  

Korosi intergranular, pada suhu berkisar diatas 1035°C, karbida kromium

terlarut sempurna didalam baja tahan karat austenitic. Namun, ketika dipanaskan

perlahan dari tempratur yang tinggi tersebut, atau di panaskan kembali pada

rentang suhu 425 hingga 815°C, karbida kromium menjadi presipitat pada batas

butir. Karbida ini mengandung lebih banyak kromium dibanding matrixnya.

Jika baja tahan karat austenitik didinginkan secara cepat dibawah 425°C,

karbida tidak membentuk presipitat, dan baja tetap tahan terhadap korosi

intergranular. Pemanasan kembali pada suhu 425-815°C. laju presipitasi

maksimum terjadi pada suhu sekitar 675°C [11].

3. Metodologi Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk melihat pengaruh perubahan konsentrasi dan

perubahan mikrostruktur terhadap korosi baja tahan karat 316L. Pengujian

dilakukan menggunakan AUTOLAB potensiostat yang dijalankan dengan

software NOVA 1.10. Pengujian dilakukan dengan metode siklik. Variasi

konsentrasi didapatkan dengan merubah kandungan NaCl pada larutan aquades.

Kandungan NaCl yang digunakan adalah sebesar 1%, 2%, 3.5%, 4%, 5%.

Pembuatan larutan dilakukan bedasarkan ASTM G-61 [12]. Perubahan

mikrostruktur didapatkan dengan cara memanaskan sampel pada temperatur

1100°C dan ditahan selama 20 menit serta dilanjutkan dengan pendinginan cepat

pada media air di suhu ruang. Pengaruh dari perubahan mikrostruktur tersebut

diuji pada konsentrasi NaCl 3.5%.

4. Hasil Penelitian

4.1. Hasil Metalografi

Pengaruh konsentrasi ..., Muhammad Faisal Rendi, FT UI, 2016

Page 11: PENGARUH KONSENTRASI KLORIDA DAN PERUBAHAN …

 11  

(a)

(b)

Gambar 4.1. (a) Penampakan mikrostruktur awal sampel, etsa Beraha. (b) sampel yang

dipanaskan 1100°C selama 20 menit kemudian diikuti dengan pendinginan cepat

pada media air. Etsa Beraha.

Pengaruh konsentrasi ..., Muhammad Faisal Rendi, FT UI, 2016

Page 12: PENGARUH KONSENTRASI KLORIDA DAN PERUBAHAN …

 12  

4.2. Hasil Pengujian Pengaruh Konsentrasi NaCl

Gambar. 4.2. Kurva siklik pengaruh konsentrasi NaCl terhadap ketahanan korosi terpusat

4.3. Hasil Pengujian Pengaruh Perubahan Mikrostruktur

Gambar 4.3. perbandingan kurva siklik sampel awal dengan sampel yang dipanaskan

1100°C selama 20 menit dan di dinginkan cepat pada media air.

Pengaruh konsentrasi ..., Muhammad Faisal Rendi, FT UI, 2016

Page 13: PENGARUH KONSENTRASI KLORIDA DAN PERUBAHAN …

 13  

5. Pembahasan

5.1. Pembahasan Pengaruh Konsentrasi NaCl

Dari gambar 4.2 didapatkan informasi bahwa pada semua konsentrasi NaCl

yang berbeda, kurva polarisasi siklik dimulai pada potensial yang tidak jauh dari

angka -0.4 V, dimana hal tersebut merupakan karakteristik dari baja tahan karat

austenitik [13].

Untuk konsentrasi larutan NaCl 1% zona pasif sampel berakhir pada +0.47

V. didapatkan nukleasi korosi sumuran dan loop yang tepat. Return potential

terjadi pada +1.09 V; 0.0076 A, yang menunjukkan karakteristik propagasi korosi

sumuran [13] dan hysteresis positif akibat kerusakan irreversible yang diakibatkan

korosi sumuran juga didapatkan. Kurva siklik berakhir dengan repassivation pada

-0.09 V.

Pada konsentrasi NaCl 2% zona pasif sampel berakhir pada +0.55 V.

didapatkan nukleasi korosi sumuran dan loop yang tepat. Return potential terjadi

pada +1.28 V; 0.0072 A, karakteristik propagasi korosi sumuran terlihat [13] dan

hysteresis positif akibat kerusakan irreversible yang diakibatkan korosi sumuran

didapatkan kembali. Kurva siklik berakhir dengan repassivation pada +0.02 V.

Pada konsentrasi NaCl 3,5% zona pasif sampel berakhir pada +0.16 V.

didapatkan nukleasi korosi sumuran dan loop yang tepat. Return potential terjadi

pada +1.09 V; 0.0067 A, terlihat karakteristik propagasi korosi sumuran [13] dan

hysteresis positif akibat kerusakan irreversible yang diakibatkan korosi sumuran

kembali didapatkan. Kurva siklik berakhir dengan repassivation pada -0.1 V.

Pada konsentrasi NaCl 4% zona pasif sampel berakhir pada +0.37 V.

didapatkan nukleasi korosi sumuran dan loop yang tepat. Return potential terjadi

pada +1.05 V; 0.0069 A, karakteristik propagasi korosi sumuran terlihat [13] dan

hysteresis positif akibat kerusakan irreversible yang diakibatkan korosi sumuran

juga didapatkan. Kurva siklik berakhir dengan repassivation pada -0.05 V.

Dan pada konsentrasi NaCl 5% zona pasif sampel berakhir pada +0.48 V.

didapatkan nukleasi korosi sumuran dan loop yang tepat. Return potential terjadi

Pengaruh konsentrasi ..., Muhammad Faisal Rendi, FT UI, 2016

Page 14: PENGARUH KONSENTRASI KLORIDA DAN PERUBAHAN …

 14  

pada +1.09 V; 0.0076 A, yang menunjukkan karakteristik propagasi korosi

sumuran [13] dan hysteresis positif akibat kerusakan irreversible yang diakibatkan

korosi sumuran didapatkan. Kurva siklik berakhir dengan repassivation pada

+0.11 V.

Sehingga dari data polarisasi siklik yang didapatkan, dapat terlihat bahwa

urutan ketahanan baja tahan karat 316L terhadap korosi sumuran pada variasi

NaCl dari yang paling tahan adalah 1%, 2%, 5%, 4%, dan 3,5%. Secara umum

kecenderungan yang didapat pada hasil pengujian sudah sesuai dengan literatur

grafik kadar ion terhadap kelarutan oksigen dalam air, dimana larutan NaCl

dengan kadar 3,5% menjadi yang paling korosif, dan konsentrasi 1% menjadi

yang paling tahan dengan korosi sumuran.

5.1. Pembahasan Pengaruh Perubahan Mikrostruktur

Hasil Kurva siklik pada gambar 4.3 dari sampel yang telah dipanaskan

dengan uji polarisasi siklik pada larutan konsentrasi NaCl 3,5% menunjukkan

zona pasif sampel berakhir pada +0.12 V. didapatkan nukleasi korosi sumuran dan

loop yang tepat. Return potential terjadi pada +1.08 V; 0.0064 A, terlihat

karakteristik propagasi korosi sumuran [13] dan hysteresis positif akibat kerusakan

irreversible yang diakibatkan korosi sumuran kembali didapatkan. Kurva siklik

berakhir dengan repassivation pada -0.2 V.

Dibandingkan data sebelumnya, yaitu sampel yang tidak dipanaskan pada

konsentrasi NaCl 3,5% zona pasif sampel berakhir pada +0.16 V. didapatkan

nukleasi korosi sumuran dan loop yang tepat. Return potential terjadi pada +1.09

V; 0.0067 A, terlihat karakteristik propagasi korosi sumuran [13] dan hysteresis

positif akibat kerusakan irreversible yang diakibatkan korosi sumuran kembali

didapatkan. Kurva siklik berakhir dengan repassivation pada -0.1 V.

Dari hasil yang didapatkan terlihat bahwa ketahanan korosi sumuran sampel baja

316L yang telah mengalami perubahan mikrostruktur jauh lebih rendah dari baja

tahan karat 316L yang tidak dilakukan proses pemanasan. Pemanasan

mengakibatkan bentuk butir menjadi tidak seragam, tidak seperti sampel yang

tidak diberi perlakuan panas. Ketidak seragaman batas butir diindikasikan menjadi

Pengaruh konsentrasi ..., Muhammad Faisal Rendi, FT UI, 2016

Page 15: PENGARUH KONSENTRASI KLORIDA DAN PERUBAHAN …

 15  

penyebab utama ketahanan korosi sumuran menurun. Keberadaan bintik hitam

yang tampak pada mikrostruktur sampel yang telah dipanaskan, memperlihatkan

terbentuknya suatu fasa yang juga menjadi penyebab menurunnya ketahanan

korosi.

6. Kesimpulan

1. Urutan konsentrasi NaCl mulai dari yang paling korosif hingga paling tidak

korosif secara berturut-turut adalah: 3.5%, 4%, 5%, 2%, 1% Hal ini

dipengaruhi oleh kelarutan oksigen.

2. Pemberian perlakuan panas pada temperatur 1100 °C dan ditahan selama 20

menit dan diikuti dengan pendinginan cepat pada media air, mengakibatkan

terjadinya perubahan mikrostruktur pada sampel yang menjadi lebih tidak

seragam. Selain itu terdapat bintik hitam yang terlihat muncul pada

mikrostruktur berupa fasa yang berbeda dengan kondisi sebelum

dipanaskan.

3. Pemberian perlakuan panas pada temperatur 1100 °C dan ditahan selama 20

menit dan diikuti dengan pendinginan cepat pada media air, mengakibatkan

terjadinya perubahan mikrostruktur pada sampel yang menjadi lebih tidak

seragam. Selain itu terdapat bintik hitam yang terlihat muncul pada

mikrostruktur berupa fasa yang berbeda dengan kondisi sebelum

dipanaskan.

7. Referensi

[1]. Biro Riset LM FEUI. (2010). Analisis Industri Mintyak dan Gas Indonesia:

Masukan Bagi Pengelolaan BUMN. Jakarta. LM FEUI

[2]. Ahmad, Zaki, "Principles of Corrosion Engineering and Corrosion

Control", Elsevier Science & Technology Book, 2006

[3]. Wranglen, G. (1969). Con. Sc, 9, 585.

Pengaruh konsentrasi ..., Muhammad Faisal Rendi, FT UI, 2016

Page 16: PENGARUH KONSENTRASI KLORIDA DAN PERUBAHAN …

 16  

[4]. Jones, Denny A., (1997). Principles and Prevention of Corrosion, 2nd Ed.

Singapore: Prentice Hall International, Inc

[5]. A.Ismail, N.H. Adan. Effect of Oxygen Concentration on Corrosion Rate of

Carbon Steel in Seawater, American Journal of Engineering Research, 2014

[6]. Dong Chaofang, Luo Hong, Xiao Kui, Liu Qian, Sun Ting, Li Xiaogang,

Effect of temperature and Cl- concentration on pitting of 2205 duplex

stainless steel, 201

[7]. Corrosion handbook: Stainless Steels. Sandviken, Sweden: Sandvik Steel &

Avesta Sheffield, 1994.

[8]. Outokumpu 4432 - standard for Austenitic

[9]. ASM Handbook Volume 9, Metallography and Microstructures (USA :

ASM International, 2004)

[10]. North American Steel, Stainless steel 316 and 316L.

[11]. ASM Handbook Volume 13A, Corrosion : Materials (USA : ASM

International, 2004)

[12]. ASTM G61-86 – Standard Test Method for Conducting Cyclic

Potentiodynamic Polarization Measurements for Localized Corrosion

Susceptibility of Iron-, Nickel-, or Cobalt-Based Alloys. ASTM

International

[13]. B.Bermudez-Reyes, et.al, “Cyclic Polarization and Immersion Corrosion

Test on HA/ZrO2/316LSS for Application on Orthopedics Prosthesis”,

International Journal of Electrochemical Science, 2012, February 2012.

Pengaruh konsentrasi ..., Muhammad Faisal Rendi, FT UI, 2016