STUDI PENGARUH LINGKUNGAN 1 M H2SO4 TERHADAP

LAJU KOROSI GALVANIK PADA BAJA AISI 1045 DENGAN

PADUAN ALUMUNIUM DAN TEMBAGA

(skripsi)

Oleh:

IIN MARDIANSA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2010

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Pengujian

Dalam perkembangan teknologi dan industri dewasa ini penggunaan logam salah

satu material penunjang sangat besar kegunaannya. Tanpa pemanfaatan logam

maka kemajuan teknologi akan sulit berlangsung. Pesawat terbang struktur-

struktur beton proses-proses kimia pembangkit tenaga listrik dan sistem

konstruksi merupakan contoh pemanfaatan logam dalam teknologi. Maka dari itu

sudah merupakan kewajiban kita untuk memanfaatkan logam dengan baik agar

daya gunanya maksimum. Namun demikian anugerah dari alam yang sangat

berharga ini dapat menurun daya gunanya terutama akibat reaksinya dengan

lingkungan yaitu suatu pristiwa elektrokimia yang disebut korosi.

Masalah korosi ini ditemukan sejak dimulainya penggunaan logam dalam

peradaban manusia. Dalam banyak hal korosi tidak dapat dihindarkan tetapi kita

dapat berusaha mengendalikannya. Oleh sebab itu pemahaman korosi dan

pengendaliannya penting bagi kita semua meskipun pemahaman kita mengenai

korosi masih sangat terbatas.

Beraneka ragam bentuk industri sekarang memungkin penggunaan berbagai

macam logam dalam sebuah kesatuan struktur dalam proses industri sangat

mungkin terjadi. Penyambungan dengan las, pembuatan bodi kendaraan, dan

pelapisan merupakan contoh kegiatan industri yang sangat memungkinkan

terjadinya perpaduan dua logam yang berlainan yang memiliki potensial yang

berbeda, yang apabila kedua logam ini dihubungkan secara langsung oleh

elektrolit berupa air atau larutan elektrolit lainya maka akan memungkinkan

terjadinya korosi galvanik.

Penelitian korosi galvanik sudah banyak dilakukan oleh para insiyur mesin akan

tetapi perkembangan ilmu dan teknologi saat ini menuntut penelitian tentang ilmu

korosi semakin berkembang. Seperti penelitian yang dilakukan seorang

mahasiswa Universitas Sriwijaya, dimana penelitian yang dilakukannya yaitu

korosi galvanik baja karbon pada lingkungan 0,1 M H2SO4 ditambah 3,5% NaCl

dan dengan variasi demensi dan kecepatan pengadukan, dari penelitian tersebut

didapatkan data yaitu perbedaan demensi antara material yang bersifat katodik

dan anodik mempengaruhi kecepatan laju korosi. Dimana apabila material yang

bersifat katodik memiliki demensi yang lebih besar maka material anodik akan

semakin cepat terjadinya korosi. Begitu juga dengan semakin tinggi kecepatan

pengadukan maka semakin tinggi pula laju korosi yang terjadi.

Penelitian yang dilakukan oleh Didik wahjudi mahasiswa universitas Brawijaya

yang berjudul “Pengaruh jenis elektroda terhadap laju korosi galvanik”. Korosi

galvanik terjadi pada penyambungan dua logam yang berbeda. Hal ini dapat

terjadi pada beberapa bagian konstruksi seperti konstruksi tangki dan saluran-

saluran perpipaan. Faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya korosi yaitu

pengaruh konsentrasi, medium elektrolit, efek perbandingan luasan katoda-anoda

dan variasi penggunaan elektroda. Dalam penelitian ini difokuskan pada

penelitian korosi galvanik dengan mempertimbangkan faktor-faktor seperti yang

telah disebutkan diatas. Penentuan laju korosi galvanik didasarkan pada

perubahan berat yang terjadi pada suatu luasan tertentu dalam selang waktu

tertentu. Hasil percobaan menunjukkan laju korosi semakin meningkatkan dengan

naiknya konsentrasi elektrolit. Selain itu laju korosi dapat diperkecil dengan

perbandingan luasan anoda-katoda yang besar pada konsentrasi yang sama. Data

lain yang didapat dengan penelitian ini adalah korosi semakin mengecil bila

digunakan elektroda yang sesuai dengan logam induk anoda yang mana dalam

penelitian ini logam induk anoda adalah baja karbon rendah.

Dari beberapa data diatas perlu adanya penelitian tentang korosi pada baja karbon

sedang AISI 1045 tetapi dengan variasi atau parameter yang berbeda sehingga

dapat menambah pengetahuan tentang korosi dengan berbagai variasi, karena

pada kenyataannya kebanyakan kerusakan pada peralatan dan struktur bangunan

disebabkan korosi yang terjadi dilingkungan.

1.2 Tujuan Penelitian

Pengujian ini dimaksudkan untuk mempelajari secara eksperimental hubungan

antara lingkungan H2SO4 terhadap laju korosi galvanis serta proteksi katodik

pada baja karbon AISI 1045 dengan paduan tembaga dan alumunium. Adapun

tujuan pengujian ini adalah untuk:

Mengetahui bagaimana laju korosi galvanik baja karbon AISI 1045

dengan paduan alumunium dan tembaga dalam lingkungan 1 M

H2SO4.

Mengamati dan menganalisa proteksi katodik (corrotion protection)

pada baja dengan paduan Alumunium.

Mengamati dan menganalisa fenomena yang terjadi pada baja yang

dipadukan dengan tembaga, dimana tembaga bertindak sebagai katodik

dan baja sebagai anodik.

Mengamati perbandingan laju korosi serta fenomena-fenomena yang

terjadi lainnya pada paduan baja dengan waktu ekspos yang yang

berbeda.

1.3. Batasan Masalah

Ruang lingkup penelitian terbatas pada :

1. Spesimen merupakan jenis baja karbon AISI 1045 dan tidak mengalami

proses pelapisan.

2. Interval waktu pencelupan dilakukan selama 240 jam, 480 jam, 720 jam.

Selama waktu itu akan diamati fenomena yang ada dalam wadah pengujian

misal perubahan warna atau gejala-gejala terjadinya korosi pada baja

maupun terhadap gejala pada alumunium dan tembaga.

3. Lingkungan yang digunakan adalah 1 M H2SO4 dengan pengenceran

aquades 10 liter

4. Pengambilan data dilakukan setiap 10 hari atau 240 jam sekali, proses

pengambilan data penelitian ini dilakukan selama 3 kali yaitu selama 30

hari. Pengambilan data penelitian setelah baja dibersihkan dari kotoran-

kotoran yang menempel pada spesimen.

5. Pengamatan terhadap fenomena yang terjadi pada wadah pengujian akan

kita lakukan secara langsung dan perhitungan laju korosi akan dilakukan

setelah penimbangan ahir pada setiap ahir waktu ekspos masing-masing

spesimen uji.

1.4 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan yang digunakan oleh penulis dalam penyusunan

tugas akhir ini adalah sebagai berikut: I Pendahuluan, pada bab ini menguraikan

tentang latar belakang, tujuan dan manfaat, batasan masalah serta sistematika

penulisan. II Teori Dasar, berisikan landasan teori dari beberapa literatur yang

mendukung pembahasan tentang studi kasus yang diambil, yaitu korosi galvanik

pada Baja AISI 1045 dengan paduan alumunium dan tembaga. III Metodologi,

pada bab ini menjelaskan metode yang digunakan penulis dalam pelaksanaan

penelitian. IV Hasil Dan Analisis, pada bab ini berisikan data-data yang

diperlukan dan pembahasan tentang studi kasus yang diteliti. V Simpulan Dan

Saran, pada bab ini berisikan kesimpulan dan saran untuk hasil yang lebih baik

pada penelitian selanjutnya. Daftar Pustaka, berisikan literatur-literatur atau

referensi-referensi yang diperoleh penulis untuk menunjang penyusunan laporan

penelitian. Lampiran, berisikan beberapa hal yasng mendukung penelitian.

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Korosi

Seiring perkembangan perindustrian dunia, penelitian terhadap efisiensi,

ketahanan, umur pakai, dan berbagai jenis sifat baja karbon semakin bekembang,

hal ini dikarenakan penggunaan baja karbon semakin berkembang diberbagai

jenis industri. Baja karbon sedang banyak sekali dipakai oleh industri otomotif

sebagai komponen bodi kendaraan dan komponen otomotif lainnya.

Salah satu masalah baja karbon yang sering menjadi pokok penelitian para ilmuan

adalah tingkat korosi, korosi adalah proses kimiawi alami yang bisa disebabkan

oleh kondisi lingkungan sekitarnya. Jenis korosi diantaranya korosi galvanik,

korosi galvanik terjadi karena elektro kimiawi dua logam yang berbeda potensial

dihubungkan langsung dalam elektrolit sama.

Penggunaan pertama prinsip dasar korosi galvanik adalah pada tahun 1852, ketika

Sir Humphry Davy, salah seorang perwira AL Inggris, melekatkan sebongkah besi

pada bagian luar badan kapal berlapis tembaga yang terendam air. Besi cenderung

lebih mudah mengalami korosi yang menimbulkan karat dibandingkan dengan

tembaga sehingga ketika dilekatkan pada badan kapal, laju korosi pada tembaga

akan menjadi turun. Peristiwa inilah yang menjadi awal penggunaan perlindungan

katodik atau sering disingkat CP (corrotion protection) atau sering juga disebut

dengan perlindungan pengorbanan (sacrificial protection).

.Hukum termodinamika mengungkapkan kepada kita tentang kecenderungan

keadaan energi tinggi untuk beruba kedalam energi yang rendah. Kecenderungan

inilah yang membuat logam-logam bergabung kembali dengan unsur-unsur yang

ada dilingkungan sekitarnya yang ahirnya membentuk gejalah yang disebut

korosi. Jadi secara umum korosi adalah reaksi elektrokimia antara logam dengan

lingkungannya sehingga dapat menurunkan kekuatan dan merusak demensi serta

struktur material dari logam tersebut.

Reaksi korosi yang terjadi adalah sebagai berikut :

Fe2+ + 2 OH- Fe(OH)2            (terjadi pada permukaan yang lebih anodik).

2H2O + 2e- H2 + 2OH-             (terjadi pada permukaan lebih katodik).

O2 + 2H2O + 4e- 4OH-             (terjadi pada permukaan lebih katodik).

Fe(OH)2 dapat teroksidasi lebih lanjut oleh oksigen terlarut menjadi Fe(OH)3:                 

2 Fe(OH)2 + ½ O2 + H2O 2 Fe(OH)3

Campuran Fe(OH)2 dan Fe(OH)3 dikenal sebagai karat. 

2.2 Sel Korosi Basah Sederhana

Dinyatakan bahwa bila ada perbedaan potensial antara dua titik maka arus akan

mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah. Kebanyakan pengukuran di

laboratorium korosi dapat dilakukan menggunakan rangkaian–rangkaian listrik

secara sederhana, seperti pada gambar dibawah ini.

Gambar 2.2 korosi basah sederhana

2.3 Reaksi Elektrokimia

Empat komponen yang dapat mempengaruhi reaksi elektrokimia adalah:

2.3.1 Anoda

Anoda biasanya terkorosi dengan melepaskan elektron-elektron dari atom-atom

logam netral untuk membentuk ion-ion anoda. Ion ini mungkin tetap tinggal

dalam larutan atau bereaksi membentuk hasil korosi yang tidak larut, biasanya

disebut reaksi anoda atau reaksi oksidasi. Reaksi ini bisa saja menghalangi

pelarutan logam lebih lanjut sehingga korosi terhenti. Bila demikian

permukaan tersebut mengalami pemasifan (passivated). Reaksi suatu logam M

biasa dinyatakan dalam persamaan sederhana.

M M2+ + ze-

Dengan banyak elektron yang diambil dari masing-masing atom ditentukan

oleh valensi logam tersebut. Umumnya z = 1,2,atau 3

2.3.2 Katoda

katoda biasanya tidak mengalami korosi walaupun tetap terjadi kerusakan

dalam kondisi tertentu. Dua reaksi reduksi yang penting dan umum yang

mungkin terjadi pada katoda tergantung pada pH larutan yang dijadikan

sebagai elektrolit adalah

1. pH < 7 : H+ + e- H (atom)

2. 2H H2 (gas)

3. pH > 7 : 2H 2O + O2 + 4e- 4OH-

2.3.3 Elektrolit

Elektrolit adalah larutan yang bersifat menghantarkan listrik. Dalam

lingkungan cairan mempunyai konduktivitas yang cukup baik untuk berfungsi

sebagai elektrolit. H2SO4 sebuah elektrolit yang sangat baik dalam

menghantarkan listrik, dimana sering kita jumpai penggunaannya sebagai

elektrolit aki. Sehingga penggunaan H2SO4 sebagai elektrolit dalam penelitian

sangat beralasan karena daya hantar litrik larutan ini tidak diragukan lagi.

Disamping itu penggunaan H2SO4 dalam mendukung industri saat ini juga

sangat banyak kita temukan, misal dalam industri perminyakan, dan pertanian.

Sehingga penelitian tentang karakteristik H2SO4 terhadap kegagalan material

produksi harus kita ketahui.

2.3.4 Hubungan listrik

Dalam sebuah sel korosi basah sederhana, seperti pada gambar 2.2, elektroda

yang memproduksi elektron untuk rangkain luar yang masih negatif disebut

anoda karena menerima arus positif (ion-ion positif) melalui elektrolit. Jadi

arus positif mengalir dari anoda sebuah sel korosi kedalam elektrolit.

2.3.5 Polarisasi

Ketika suatu logam tidak berada dalam kesetimbangan dengan larutan yang

mengandung ion-ionnya. Potensial elektrodanya berbeda dengan potensial

korosi bebas dan selisih antara keduanya biasa disebut polarisasi.

Penyimpangan dari potensial kesetimbangan ini disebabkan karena arus listrik

yang mengalir dari atau ke sebuah elektroda. Misalkan sebuah sel terdiri dari

seng dalam larutan ZnSO4 dan tembaga dalam larutan CuSO4, elektroda-

elektroda itu dihubungkan dengan tahanan R, voltmeter V dan Amperemeter.

2.4 Korosi Galvanik

Dalam realitas kehidupan korosi galvanik sering disebut dengan proteksi katodik

karena korosi galvanik merupakan bagian dari proteksi katodik. Proteksi katodik

merupakan salah satu cara untuk mencegah terjadinya korosi pada logam. Prinsip

kerjanya adalah dengan mengubah benda kerja menjadi katoda.Katodik proteksi

dilakukan dengan mengalirkan elektron tambahan kedalam material.  Terdapat

dua jenis proteksi katodik, yaitu metode impressed current dan galvanic couple.

Dalam penelitian ini saya menggunakan pengujian dengan metoda galvanic

couple.

Metode galvanik couple adalah metode dengan menghubungkan benda kerja

dengan logam lain yang memiliki potensial reduksi yang lebih kecil. Hal ini akan

menyebabkan terjadinya suatu sel galvanik dan menjadikan benda kerja sebagai

suatu katoda.

Keuntungan-keuntungan dilakukannya galvanik couple ini adalah:

•    tidak diperlukan adanya sumber energi

•    mudah untuk dilakukan (ongkos pemasangan murah)

•    kemungkinan terjadinya interferensi katodik pada struktur lain kecil

•    self-regulating

•    kemungkinan terjadinya overprotecting kecil

•    distribusi potensial merata

Tetapi cara ini juga memiliki keterbatasan, yaitu:

•    arus terbatas

•    anoda yang habis harus digantiStandard

•    anoda akan menambah berat dari struktur

Jenis yang kedua adalah dengan metode impressed current. Metode ini

menggunakan masukan arus listrik dan anoda inert yang tidak akan habis

sehingga sistem ini dapat digunakan pada waktu yang lama. Metode impressed

current ini biasanya digunakan pada lingkungan yang memiliki resistivitas yang

tinggi.

Keuntungan digunakannya metode ini adalah:

•    level dari proteksi dapat diatur

•    arus yang digunakan tinggi

•    area proteksi yang luas

•    dapat memproteksi struktur yang tidak dicoating dengan baik

Sementara itu terdapat beberapa kerugian apabila menggunakan metode ini:

•    kemungkinan terjadinya interferensi sangat besar

•    perlu perawatan yang baik

•    kemungkinan terjadinya overprotection sangat besar

•    adanya biaya untuk menjalankan energi eksternal

Sebuah sel galvanik terbentuk bila dua logam tak sejenis yang memiliki potensial

yang berbeda dihubungkan secara elektrik pada saat logam tersebut dicelupkan

dalam larutan elektrolit. Maka secara tidak langsung kita dapat mengetahui bahwa

logam yang terkorosi terlebih dahulu yang kita sebut sebagai logam yang bersifat

anodik, sedangkan logam yang tidak mengalami korosi atau proses kerusakan

akibat lingkungan yang ada disekitarnya terjadi dengan lambat dan membutuhkan

waktu yang lebih lama disebut logam yang bersifat katoda. Sebagai conoh bentuk

reaksi korosi yang sederhana seperti reaksi pemecahan Zinc

Zn Zn2+ + 2e-

Elektron-elektron yang sama yang memasuki Baja (arus katoda) dan terjadi

polarisasi katoda. Sedangkan reaksi reduksi katoda

2H+ + 2E- H2

Korosi galvanik bisa juga terjadi dalam atmoasfer. Kemampuan korosi ini

galvanik ini tergantung dari jenis dan jumlah kandungan elektrolit yang ada

(kelembaban).

Pada prinsipnya korosi galvanik bisa saja terjadi dimana saja asalkan komponen-

komponen yang menyebabkan terjadinaya korosi ini terpenuhi secara garis besar

syarat terjadinya korosi galvanik ada tiga macam, yaitu:

Adanya dua jenis material yang memiliki potensial yang berbeda

Adanya larutan elektrolit sebagai penghubung kedua material

Adanya kontak langsung antara kedua material.

Sebagai contoh, korosi akan lebih besar terjadi didaerah pantai dibanding dengan

atmosfer kering daerah pedesaan. Kondensasi atmosfer daerah pantai

mengandung garam karenanya daerah pantai akan lebih konduktif dan secara

tidak langsung akan menjadikan atmosfer pantai lebih bersifat korosif. Ada

beberapa faktor yang mempengaruhi korosi galvanik diantaranya (Harinto Brown)

sebagai berikut:

2.5.1 pengaruh jarak

Kecepatan korosi galvanik antara dua materil dipengaruhi oleh jarak material

tersebut semakin dekat kedua logam maka akan semakin tinggi korosi yang

terjadi, sebaliknya semakin jauh maka akan semakin lambat korosi terjadi.

Dalam hal ini konduktifitas larutan elektrolit juga sanagat mempengaruhi

semakin tinggi molaritas larutan maka akan secepat laju korosi yang terjadi.

Miasalnya daerah sambungan akan lebih besar korosi yag terjadi karena

material berhubungan langsung.

2.5.2 pengaruh bidang

Selain faktor jarak ada juga yang sangat mempengaruhi dari laju korosi

galvanik yaitu pengaruh bidang ini berhubungan dengan luas dari materil, yaitu

perbandingan luas daerah anodik dengan luas daerah katodik. Perbedaan inilah

yang sangat mempengaruhi laju korosi material. densitas arus adalah lebih

besar untuk daerah anoda yang memiliki luas yang kecil dibanding anoda yang

memiliki luas yang lebih besar dbanding dengan daerah katoda. Densitas arus

lebih besar pada sebuah daerah anoda kecil akan mengakibatkan korosi yang

lebih cepat, akan tetapi jika luas daerah anoda lebih besar atau sama dibanding

dengan daerah katoda maka korosi akan terjadi dengan lambat.

2.5.3 Lingkungan

Tingkatan korosi galvanik tergantung pada keagresifan dari lingkungannya.

Pada umumnya logam dengan ketahanan korosi yang lebih rendah dalam suatu

lingkungan akan berfungsi sebagai anoda.

2.6 Baja dan paduannya

Baja karbon adalah paduan unsur utama besi dan karbon dengan penambahan

sedikit unsur lain seperti Si, Mn, P, S dan Cu. Sifat dari baja karbon ini sangat

tergantung dari kadar kabbonnya. Semakin tinggi kadar karbon dari baja maka

kekuatan dan kekerasan juga akan semakain tinggi dan elastisitasnya akan

menurun. Berdasarkan kadar karbonnya baja dapat diklasifikasikan (Smallman,

1985) menjadi:

Baja karbon rendah, Baja karbon rendah adalah baja yang memiliki kadar

karbon (C) < 0,3 %. Memmiliki sifat las baik. dipakai untuk bahan pipa,

dimana API (Asosiasi pipa Internasional) mensyaratkan karbon

maksimum 0,18% untuk pipa. Struktur mikro dominan adalah Ferit

dengan Sementit dibatas bulir (sementit tersier),

Baja karbon Sedang, Baja karbon sedang adalah baja yang memiliki kadar

karbon antara 0,3 – 0,7 %. Banyak diaplikasikan untuk profil, untuk

kebutuhan baja struktur dan bodi kendaraan karena sifat kekerasanya

cukup baik dan sifat mampu lasnya baik.

Baja karbon Tinggi, baja karbon tinggi adalah baja karbon memiliki kadar

karbon 0,7 – 1,7% digunakan untuk pekakas, rel kereta api.

2.7 Deret Galvanik

Deret galvanik adalah suatu daftar harga-harga potensial korosi untuk berbagai

logam paduan yang berguna dalam kehidupan. Selain itu deret galvanik juga

mencantumkan harga-harga potensial korosi untuk logam-logam murni. Deret

galvanic merupakan suatu deret yang mempunyai manfaat praktis yang sangat

besar karena dapat memperkirakan secara cepat beda potensial antara dua logam

yang tidak sejenis. Tingkat ketahanan berbagai logam terhadap korosi ini dapat

dilihat pada table deret galvanik seperti yang terlihat pada table 2.1

Makin jauh letak dua logam dalam deret Galvanik, makin parah korosi yang

mungkin dialami oleh logam. Untuk meminimumkan terjadinya korosi galvanik

salah satunya adalah dengan pemilihan pasangan logam dengan perbedaan

potensial yang sangat kecil. Deret galvanik hanya memberikan informasi tentang

kecenderungan terjadinya korosi galvanik pada pasangan dua logam atau logam

paduan.

Jenis korosi ini dapat diketahui dengan baik karena adanya dua logam yang

kontak secara elektrik dan tercelup dalam larutan air membentuk sel elektrokimia.

Dimana salah satu logam yang relatip kurang mulia akan mengalami korosi dan

logam yang lebih mulia tidak akan terjadi korosi. Tanda kurung menunjukan jika

logam yang dalam tanda kurung disatukan sedikit kemungkinan terjadi korosi

galvanik ini.

Table 2.2 juga sebuah deret yang biasa disebut deret Elektrokimia (standar EMF

series untuk logam). Daftar ini membandingkan potensial reduksi atau oksidasi

logam, tetapi berbeda dengan deret galvanic dalam beberapa hal,yaitu:

Deret elektrokimia memuat data elektrokimia yang bersifat mutlak dan

kuantitatif untuk perhitungan teliti, namun deret galvanic menyatakan

hubungan antara logam yang satu dan lainnya Dan dibuat dari hasil

perbandingan kualitatif atas aktivitas logam.

Deret elektrokimia harus dan hanya memuat data tentang unsur-unsur

logam, deret galvanic memuat informasi baik mengenai logam murni

maupun paduan.

Deret elektrokimia diukur pada kondisi baku dan tidak bergantung pada

unsur lain dalam lingkungan, sedangkan deret galvanic diukur pada

kondisi temperature, tekanan, dan elektrolit tertentu.

Table 2.1 memperingkatkan deret galvanik untuk sejumlah logam pada 25 0C

dengan air laut sebagai elektrolit. Potensial yang diurutkan dalam deret galvanik

adalah potensial yang benar-benar bebas dan pada umumnya dapat ditafsirkan

bahwa makin jauh letak logam dalam deret ini maka aktivitasnya akan semakin

besar. Jadi perbedaan aktivitas yang besar antara baja dengan tembaga menjadi

pertimbangan tentang bahaya dalam mengkombinasikan kedua material logam ini,

begitu juga dengan alumunium yang memiliki perbedaan letak dengan baja akan

memberikan pertimbangan dalam penggunaan material ini secara bersamaan.

Namun dalam kehidupan yang nyata pengaruh volume dan demensi dari kedua

material yang sudah disebutkan diatas akan berpengaruh terhadap laju korosi,

memang benar apabila kombinasi antara baja dengan tembaga, baik demensi

maupun massa lebih besar tembaga maka tembaga akan menjadi katodik.

Tembaga akan mempercepat laju korosi baja. Namun ini tidak begitu belaku kalau

massa dan demensi baja lebih besar maka potensial tembaga akan disebar

keseluruh permukaan baja yang ahirnya fungsi katodik tembaga tidak akan terlalu

berpengaruh terhadap laju korosi dari baja. Aturan umum dalam hal ini adalah

anoda besar boleh digunakan jika katoda relative lebih kecil, tetapi anoda sangat

berbahaya bila dikombinasikan dengan katoda yang besar. Hal ini disebabkan

oleh kerapatan arus yang merupakan faktor penentu laju korosi.

TABEL 2.1

Tabel. 2.1 indeks anodik

2.8 Asam sulfat

Salah satu bahan kimia yang digunakan dibidang industri adalah asam sulfat

(H2SO4). Asam sulfat terbuat dari belerang. Belerang yang berbentuk padat

dipanaskan sehingga belerang akan bereaksi dengan oksigen membentuk belerang

dioksida (SO2) yang berwujud gas. Senyawa SO2 ini dipanaskan kembali hingga

membentuk belerang trioksida (SO3) yang juga berbentuk gas. Gas SO3 ini

direaksikan dengan air sehingga wujudnya berubah dari gas menjadi cair. Cairan

yang terbentuk inilah yang dinamakan asam sulfat (H2SO4). (Poppy K, dkk,2007)

Reaksi ionisasi asam merupakan larutan yang menghasilkan elektrolit yang dalam

air terurai menghasilkan ion positif dan ion negative. Bentuk reaksi ionisasi

(Poppy K, dkk,2007) H2SO4 adalah:

H2SO4 (aq) 2H+ (aq) +SO 4

2- (aq)

Gambar skema kegunaan asam sulfat (Poppy K, dkk,2007)

Asam sulfat (H2SO4) banyak digunakan dalam dunia industri, seperti industri

pembuatan pupuk, industri pengolahan minyak, dan industri pewarnaan tekstil.

Gambar limbah asap pabrik yang berbahaya. (Poppy K, dkk,2007)

Limbah pabrik yang mengandung asam sangat berbahaya karena mengakibatkan

korosi pada bangunan dan jembatan. Asap kendaraan yang mengandung gas

karbon dioksida akan bereaksi membentuk asam karbonat. Sedangkan asap pabrik

yang mengeluarkan gas sulfur dioksida akan bereaksi dengan air membentuk

asam sulfat (H2SO4). (Poppy K, dkk,2007)

Gambar Hutan rusak akibat hujan asam. (Poppy K, dkk,2007)

Dibeberapa daerah telah terjadi hujan asam,hujan asam terjadi disebabkan

banyaknya partikel-partikel atau senyawa yang berasal dari asap limbah pabrik

dan asap kendaraan yang sangat tinggi. Hujan asam yang terjadi jelas merusak

lingkungan misalnya hutan menjadi rusak akibat hujan asam.(Poppy K, dkk,2007)

2.9 Pengaruh faktor Metalurgi

Korosi galvanik merupakan korosi yang memerlukan anoda dan katoda. Pada

logam murni daerah anoda biasanya batas bulir. Pada paduan logam dengan

impurities (pengotor) banyak factor yang mempengarui korosi:

Segregasi presipitasi.

Phasa banyak

Inklusi

Pengerjaan dingin

Tegangan yang tidak merata

Faktor metalurgi mempengaruhi korosi karena faktor metalurgi itu

menciptakan daerah anodik seperti gambar dibawah ini:

Gambar: faktor metalurgi yang dapat mempengaruhi korosi

III. METODE PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat

Penelitian dimulai dari bulan Oktober 2010 dan dilakukan di Laboratorium

Material, Teknik Mesin Universitas Lampung.

B. Bahan dan Alat.

Material uji yang digunakan adalah plat baja karbon sedang AISI 1045, tembaga

dan Alumunium, dan peralatan yag digunakan untuk melakukan penelitian ini

adalah sebagai berikut:

1. Mesin gergaji untuk memotong material.

2. Mesin freis untuk menghaluskan dan meratakan materil.

3. Larutan Aquades

4. Asam Sulfat (H2SO4 )

5. Bak kaca dengan ukuran tinggi 20 cm, lebar 20 cm, panjang 40 cm.

6. Kawat tembaga untuk mengikat alat uji.

7. Timbangan digital untuk mengukur massa material.

8. Solder listrik untuk menyatukan kedua permukaan material uji.

9. Termometer pengukur temperatur larutan

10. Mikroskop optik untuk mendapatkan gambar bentuk korosi.

C. Diagram Alir (Flow Chart)

Proses jalannya penelitaian dapat dilihat pada flow chart dibawah ini:

MULAI

BAJA KARBON AISI 1045, ALUMUNIUM

DAN TEMBAGA

MEMFREIS BAJA KARBON, TEMBAGA DAN ALUMUNIUM

MENGUKUR DAN KEMENGAMBIL UKURAN YANG DIINGINAN DARI

MATERIAL UJI

PENIMBANGAN I, PENCELUPAN, PEMBERSIHAN MATERIAL UJI,

PENIMBANGAN II, PENGAMBILAN DATA

SELESAI

DATA HASIL PENGUJIAN

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAAN PEMBAHASAN

SIMPULAN DAN SARAN

Gambar : diagram alir (flow chart) penelitian

D. Pelaksanaan Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan beberapa tahap, yaitu:

1. Tahap penyiapan

a. Penyiapan spesimen

Gambar spesimen uji

Spesimen yang diamati adalah baja karbon sedang AISI 1045. Baja ini sebagai

logam induk akan diuji terhadap alumunium dan tembaga penyiapan spesimen

sebagai berkut:

Baja dengan tebal 0,3 cm dipotong dengan ukuran panjang 4 cm lebar

2 cm, sebanyak 3

Tembaga dan alumunium diukur dan dipotong masing-masing dengan

tebal 0,3 cm dan panjang 4 cm dan lebar 2 cm.

Kemudian masing-masing spesimen ini dihaluskan permukaannya

dengan cara pengampelasan hingga 1500. Tujuan pengampelasan ini

supaya didapatkan luas permukaan yang rata dan sesuai dengan luas

permukaan yang dihitung secara teoritis.

Selanjutnya dilakukan penomoran spesimen agar dapat diketahui

dengan jelas identitas spesimen hingga tidak terjadi kesalahan dalam

pengolahan data. Dalam hal ini penomoran spesimen secara berurutan

menurut paduan baja, yaitu:

1. Tipe I yaitu Baja – Alumunium : nomor 1

2. Tipe II yaitu Baja – tembaga : nomor 2

3. Tipe III Baja dengan tanpa paduan : nomor 3

Langka selanjutnya yaitu penghilangan lemak (degreasing). Tujuannya

adalah untuk menghilangkan lemak yang kemungkinan menempel

pada spesimen. Penghilangan ini dengan mencelupkan spesimen

dengan Alkohol 70% selama 10 menit. Kemudian dikeringkan dengan

drier.

Kemudian dilakukan penimbangan awal (penimbangan I) satu persatu

spesimen yang telah didegreasing untuk mendapatkan berat awal

spesimen sebelum pencelupan pada larutan H2SO4.

Spesimen yang telah ditimbang, kemudian disambungkan satu denagn

lain, yaitu baja-alumunium dan baja-tembaga dengan kawat kuningan

dan kemudian disolder antara permukaan masing-masing spesimen.

b. Penyiapan Wadah Larutan

Wadah larutan untuk pengujian ini adalah satu balok yang kaca dengan

demensi panjang 40 cm, tinggi dan lebar 20 cm.

c. Penyiapan Larutan

Larutan yang digunakan dalam pengujian ini adalah larutan 1 M H2SO4 dengan

pegenceran aquades penggunaan larutan ini dimaksudkan untuk

mempermudah proses korosi karena H2SO4 merupakan asam yang sangat baik

dalam proses konduksi listrik. Dengan pertimbangan peggunaan larutan 10

liter maka banyaknya H2SO4 yang diperlukan adalah:

Berat jenis = 1,8 gr H2SO4 /cm3 H2SO4

= 1800gr H2SO4 /lt H2SO4

Maka jumlah H2SO4 yang dibutuhkan adalah:

= 1 M × 10.000 ml / 12 M

= 833,333 ml atau 8,33 Liter

Jadi yang dibutuhkan untuk membuat larutan 1 M H2SO4 adalah 8,33 liter.

2. Tahap Pencelupan

Pada tahap pencelupan ini, spesimen-spesimen yang telah disambung

direndam dalam wadah yang berisi larutan 1 M H2SO4. Pencelupan dilakukan

selama 240 jam, kemudian dibersihkan dan diambil datanya, setelah itu

dilakukan pencelupan kedua dan ketiga yang langkanya sama seperti pada

langka pertama. Selama pencelupan itu dilakukan pengamatan dan mencatat

fenomena korosi pada baja dalam larutan.

3. Tahap Penyelesaian

Setelah perendaman selesai dilakukan tahap berikutnya adalah tahap

penyelesaian yang terdiri dari tahapan pembersihan spesimen dan tahap

penimbangan ahir (penimbangan II).

Pembersihan spesimen

Spesimen yang telah direndam selama 240 jam perlu dibersihkan agar

spesimen itu benar benar bebas dari oksida yang menempel selama

proses pengkorosian tersebut. Proses pembersihan ini digunakan larutan

kimia menurut standar ASTM.10 (Standard Practice for Preparing,

Cleaning and Evaluating Corrosion Test Specimens ), yaitu:

Asm sulfat (H2SO4, spgr 1,84) = 100 ml

Air (H2O) = 1000 ml

Temperatur = 50 oC (122 oF)

Waktu = 10-50 menit

Penimbangan Ahir (penimbangan II)

Setelah proses pembersihan selesai, maka dilakukan penimbangan

ahir. Penimbangan ini bertujuan untuk mendapatkan data berat ahir

guna mendapatkan data kehilangan berat spesimen. Kehilanagan berat

ini digunakan untuk perhitungan laju korosi spesimen pengujian ini.

4. Pengamatan Mikroskopik

Tahap pengamatan mikroskopik adalah pengamatan terhadap pemukaan

material uji yang telah melalui pengkorosian galvanik dengan material paduan

yang telah disebutkan diatas.