Tugas Perancangan Sistem Pengendalian Korosi

IMAH LULUK KUSMINAH2713201004

JURUSAN TEKNIK MATERIAL DAN METALURGIFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA

2013

Soal :

Paduan zirconium dengan 1,8 % Fe dan sedikit kromium yang biasanya disebut dengan paduan zircalloy dioksidasi pada temperatur 200o C, 350 o C, 450 o C, 550 o C, 650 o C, dan 700 o Car pada waktu oksidasi 100 jam. Proses oksidasi dilakukan di lingkungan udara pada tekanan atmosfer. Kinetika oksidasi diperoleh seperti pada gambar. Oksidasi dilakukan secara kontinyu dengan menggunakan peralatan Thermogravimetri. Alat ini bisa melakukan penimbangan selisih massa secara kontinyu setiap saat. Hitunglah :

a) Konstanta Laju Korosi pada masing-masing temperatur oksidasib) Energi aktivasi proses

Jawaban :

200oC 350oC 450oC 550oC 650oC 700oC

∆m/

s

t ∆

m/s

t ∆

m/s

t ∆m/s t ∆

m/s

t ∆

m/s

t

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

5 0,15 5 0,2 5 0,35 5 0,5 5 0,55 5 0,6

10 0,24 10 0,35 10 0,65 10 0,9 10 1 10 1,05

15 0,31 15 0,46 15 0,9 15 1,2 15 1,3 15 1,4

20 0,36 20 0,57 20 1,14 20 1,5 20 1,6 20 1,7

25 0,4 25 0,67 25 1,28 25 1,7 25 1,8 25 1,9

30 0,42 30 0,77 30 1,38 30 1,9 30 2 30 2,1

35 0,44 35 0,83 35 1,46 35 2,01 35 2,15 35 2,3

40 0,45 40 0,88 40 1,52 40 2,06 40 2,23 40 2,5

45 0,45 45 0,905 45 1,56 45 2,08 45 2,26 45 2,7

50 0,45

5

50 0,915 50 1,6 50 2,1 50 2,28 50 3

55 0,46 55 0,925 55 1,62 55 2,12 55 2,3

60 0,46

5

60 0,935 60 1,64 60 2,14 60 2,3

65 0,47 65 0,945 65 1,65 65 2,16 65 2,34

70 0,47

5

70 0,955 70 1,67 70 2,18 70 2,36

75 0,48 75 0,965 75 1,67

5

75 2,2 75 2,38

80 0,48 80 0,975 80 1,68 80 2,22 80 2,4

5

85 0,49 85 0,985 85 1,68

5

85 2,24 85 2,45

90 0,49

5

90 0,995 90 1,69 90 2,26 90 2,5

95 0,5 95 1 95 1,69

5

95 2,28 95 2,58

100 0,5 100 1 100 1,7 100 2,3 100 2,65

0 20 40 60 80 100 1200

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Kinetika Oksidasi

200oC350oC450oC550oC650oC700oC

t (hour)

∆m/s

(mg/

cm2)

200oC 350oC 450oC 550oC 650oC 700oC

Log

∆m/

s

Log t Log

∆m/s

Log t Log

∆m/s

Log t Log

∆m/s

Log t Log

∆m/s

Log t Log

∆m/s

Log t

0,698 -0,82 0,698 -0,698 0,698 -0,455 0,698 -0,301 0,698 -0,25 0,698 -0,22

1 -0,619 1 -0,455 1 -0,187 1 -0,045 1 0 1 0,021

1,176 -0,508 1,176 -0,337 1,176 -0,045 1,176 0,079 1,176 0,113 1,176 0,146

1,301 -0,443 1,301 -0,244 1,301 0,056 1,301 0,176 1,301 0,204 1,301 0,23

1,397 -0,397 1,397 -0,173 1,397 0,107 1,397 0,23 1,397 0,255 1,397 0,278

1,477 -0,376 1,477 -0,113 1,477 0,139 1,477 0,278 1,477 0,301 1,477 0,322

1,544 -0,356 1,544 -0,08 1,544 0,164 1,544 0,303 1,544 0,332 1,544 0,361

1,602 -0,346 1,602 -0,055 1,602 0,181 1,602 0,313 1,602 0,348 1,602 0,397

1,653 -0,346 1,653 -0,043 1,653 0,193 1,653 0,318 1,653 0,354 1,653 0,431

1,698 -0,341 1,698 -0,038 1,698 0,204 1,698 0,322 1,698 0,357 1,698 0,477

1,74 -0,337 1,74 -0,033 1,74 0,209 1,74 0,326 1,74 0,361

1,778 -0,332 1,778 -0,029 1,778 0,214 1,778 0,33 1,778 0,361

1,812 -0,327 1,812 -0,024 1,812 0,217 1,812 0,334 1,812 0,369

1,845 -0,323 1,845 -0,019 1,845 0,222 1,845 0,338 1,845 0,372

1,875 -0,318 1,875 -0,015 1,875 0,224 1,875 0,342 1,875 0,376

1,903 -0,314 1,903 -0,011 1,903 0,225 1,903 0,346 1,903 0,38

1,929 -0,309 1,929 -0,006 1,929 0,226 1,929 0,35 1,929 0,389

1,954 -0,305 1,954 -0,002 1,954 0,227 1,954 0,354 1,954 0,397

1,977 -0,301 1,977 0 1,977 0,229 1,977 0,357 1,977 0,411

2 -0,301 2 0 2 0,23 2 0,361 2 0,423

0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2

-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6f(x) = 0.667932328898876 x − 0.660581132726418R² = 0.994453736974217

f(x) = 0.448659306375088 x − 0.433708324749574R² = 0.897000935217577f(x) = 0.442711661354926 x − 0.460735332489202R² = 0.87267383610668f(x) = 0.461134297145809 x − 0.617092236067062R² = 0.870697385799354

f(x) = 0.49781641834533 x − 0.924217074061826R² = 0.911291264013382

f(x) = 0.342514244218393 x − 0.940120921433149R² = 0.877205696865289

200oCLinear (200oC)350oCLinear (350oC)450oCLinear (450oC)550oCLinear (550oC)650oCLinear (650oC)700oCLinear (700oC)

Log t

Log

∆m/s

Karena Y = c +mx ,dimana : Y = log ∆m/s, C = 1/n log k, M= 1/n = y/x, dan X = log t

Maka didapatkan besarnya harga k (konstanta laju korosi ) dari masing-masing grafik temperatur adalah :

a)T K 1/T ln K

200 0,0018 0,005 -6,319

350 0,0136 0,0028 -4,297

450 0,046 0,0022 -3,079

550 0,09 0,0018 -2,408

650 0,108 0,0015 -2,225

700 0,102 0,0014 -2,282

0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

f(x) = − 1181.85408667032 x − 0.539457487657708R² = 0.976691859004493

ln KLinear (ln K)

1/T

Ln K

b) Berdasarkan grafik ln K tersebut maka kita bisa menghitung besarnya energi aktivasi Q yaitu :

Ln K = Ln Ko – Q/R T

Y = C – A X

Y = -1181 X - 0,539

Maka Ln K adalah - 0,539 dan Q adalah

– Q/R T = -1181 X

– Q/R T = -1181 / T

– Q/R = -1181

Q = 1181 x 8,3144

= 9819,3064 Joule/Mol

= 9,8 kJ/Mol