Pengertian Korosi dan Jenisnya

Artikel kali ini mengulas tentang korosi, pengertian korosi serta jenis-jenisnya. Menurut wikipedia, Pengertian korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak dikehendaki. Dalam bahasa sehari-hari, korosi disebut perkaratan. Contoh korosi yang paling lazim adalah perkaratan besi.

Berikut ini adalah jenis-jenis korosi:

A.    Korosi Atmosfer

Korosi ini terjadi akibat proses elektrokimia antara dua bagian benda padat khusunya metal besi yang berbeda potensial dan langsung berhubungan dengan udara terbuka.

  Mekanisme terjadinya karat :

-          Elektron mengalir dari daerah anodic ke katodik

Fe                       Fe⁺⁺ + 2e^-(Reaksi Oksidasi)

-          Air banyak terdapat ion hidroksil bermuatan negatif

H₂O                   (OH)^- + H⁺atau 4e^- + O₂ + 2H₂O                   4(OH)^-

-          2H⁺ + 2e^-          H₂  (Reaksi Reduksi)

-          Dalam air terjadi reaksi ion besi dengan ion hidroksil

Fe⁺⁺ + 2(OH)^-                Fe(OH)₂ (Fero Hidroksida)

-          4Fe + 6H₂O +3O₂                      4Fe(OH)₃

2Fe(OH)₃                       Fe₂O₃+ 3H₂O  (I) Feri Oksida

-          2Fe(OH)₂ + Fe⁺⁺2H₂O              Fe₃O₄+ 6H⁺ (II) Magnetik

-          Fe(OH)₂ + (OH)^-                       FeO(OH) + H₂O (III) Karat

  Faktor-faktor yang menentukan tingkat karat atmosfer, yaitu :

·         Jumlah zat pencemar di udara (debu, gas), butir-butir arang, oksida metal, H₂SO₄, NaCl, (NH₄)₂SO₄.

·         Suhu

·         Kelembaban kritis

·         Arah dan kecepatan angin

·         Radiasi matahari

·         Jumlah curah hujan

B.     Korosi Galvanis

Korosi ini terjadi karena proses elektro kimiawi dua macam metal yang berbeda potensial dihubungkan langsung di dalam elektrolit sama. Dimana electron mengalir dari metal kurang mulia (Anodik) menuju metal yang lebih mulia (Katodik), akibatnya metal yang kurang mulia berubah menjadi ion-ion positif karena kehilangan electron. Ion-ion positif metal bereaksi dengan ion negatif yang berada di dalam elektrolit menjadi garam metal. Karena peristiwa tersebut, permukaan anoda kehilangan metal sehingga terbentuklah sumur-sumur karat (Surface Attack) atau serangan karat permukaan.

Sel galvanic tidak berhubungan langsung walaupun keduanya berada di dalam elektrolit yang sama (Open Circuit). Standar electromotive ini dapat berubah akibat pengaruh perubahan suhu, perubahan konsentrasi zat-zat yang terlarut, kondisi permukaan elektroda, kotoran/sampah pada elektroda dan lain-lain.

Contoh, suatu tube sheet atau bundle sebuah alat penukar kalori (cooler). Tube sheet terbuat dari karbon steel (baja karbon), dan tubenya dari paduan tembaga (Aluminium bronze), kalau ditinjau pada electromotive series jelas bahwa baja (ferrum) lebih tinggi letaknya daripada tembaga, jadi baja dalam kondisi ini menjadi lebih anodic terhadap paduan tembaga, karenanya terjadilah sel karat galvanic dan akibatnya tube sheet baja tersebut berkarat dan kehilangan metal pada permukaannya.

C.     Korosi Regangan

Korosi ini terjadi karena pemberian tarikan atau kompresi yang melebihi batas ketentuannya. Kegagalan ini sering disebut Retak Karat Regangan (RKR) atau stress corrosion cracking. Sifat retak jenis ini sangat spontan (tiba-tiba terjadinya/spontaneous), regangan biasanya bersifat internal yang disebabkan oleh perlakuan yang diterapkan seperti bentukan dingin atau merupakan sisa hasil pengerjaan (residual) seperti pengelingan, pengepresan dan lain-lain.

Untuk material kuningan jenis RKR disebut Season Cracking, dan pada material Low Carbon Steel disebut Caustic Embrittlement (kerapuhan basa), karat ini terjadi sangat cepat, dalam ukuran menit, yakni jika semua persyaratan untuk terjadinya karat regangan ini telah terpenuhi pada suatu momen tertentu yakni adanya regangan internal dan terciptanya kondisi korosif yang berhubungan dengan konsentrasi zat karat (Corrodent) dan suhu lingkungan.

Zat penyebab karat dan kondisi lingkungan penyebab RKR pada berbagai system paduan

Sistem Paduan	Lingkungan
Paduan Aluminium	·      Klorida ·      Udara industry yang lembab ·      Udara laut
Paduan Tembaga (Kuningan dan lain-lain)	·      Ion Amonium ·      Amine
Paduan Nikel	·      Hidroksida terkonsentrasi dan panas ·      Uap asam Hidrofluroida (hydrofluoric)
Baja Karbon Rendah	·      Hidroksida terkonsentrasi dan mendidih ·      Nitrat terkonsentrasi dan mendidih ·      Produk penyuling destruktif dari batu bara
Baja “Oil-Country/Oil Field”	·      H2S dan CO2
Baja paduan rendah berkekuatan tinggi	·      Klorida
Baja nir noda Baja Austentic (seri 300)	·      Klorida mendidih ·      Hidroksida terkonsentrasi dan mendidih ·      Asam politionik
Baja feritik dan baja martensitik (seri 400)	·      Klorida ·      Air pendingin reactor
Baja “maraging” (18%Ni)	·      Klorida
Paduan Titanium	·      Klorida ·      Metal alcohol ·      Klorida padat suhu di atas 550oF

Contoh : sebuah paku di masukkan dalam air asin/air laut maka paku tersebut akan berkarat yang diawali dari bagian kepala dan bagian yang runcing. Bagian kepala dan bagian runcing paku dibentuk secara paksa dengan system Cold Forming (pembentukan dingin). Di dalam pengerjaan Cold forming selalu dihasilkan regangan sisa, akibatnya bagian tersebut akan menjadi anodic terhadap bagian paku lainnya apabila dihubungkan melalui elektrolit.

D.    Korosi Celah

Korosi celah (Crecive Corrosion) ialah sel korosi yang diakibatkan oleh perbedaan konsentrasi zat asam. Karat ini terjadi, karena celah sempit terisi dengan lektrolit (air yang pHnya rendah) maka terjadilah suatu sel korosi dengan katodanya permukaan sebelah luar celah yang basah dengan air yang lebih banyak mengandung zat asam daripada bagian sebelah dalam celah yang sedikit mengandung zat asam sehingga akibatnya bersifat anodic.

Proses pengkaratan ini berlangsung cukup lama karena cairan elektrolit di dalam celah cenderung lama mengeringnya walaupun bagian luar permukaan/celah telah lama kering. Celah ini sangat banyak pada konstruksi karoseri kendaraan karena fabrikasinya menggunakan pengelasan electric resistance (tahanan listrik) system spot pada pelat tipis yang disusun secara bertumpu (overlap). Overlap inilah yang menimbulkan celah-celah.

Contoh, sebuah logam stainless steel di masukkan ke dalam air laut dalam waktu yang cukup lama sehingga pada permukaan logam yang semula rata dan bersih tidak ada karat akan menjadi bergelombang pada permukaannya dan berkarat, hal itu mencerminkan bahwa terjadi perbedaan konsentrasi zat asam antara logam dan air laut.

E.     Korosi Arus Liar

Korosi arus liar ialah merasuknya arus searah secara liar tidak disengaja pada suatu konstruksi baja, yang kemudian meninggalkannnya kembali menuju sumber arus. Prinsip serangan karat arus liar ini adalah merasuknya arus searah secara liar tidak disengaja pada suatu konstruksi baja, kemudian meninggalkannnya kembali menuju sumber arus. Pada titik dimana arus meninggalkan konstruksi, akan terjadi serangan karat yang cukup serius sehingga dapat merusak konstruksi tersebut.

Terdapat dua jenis sel arus dipaksakan, yakni :

1.      Sel arus liar yang terjadi secara eksidentil (tidak sengajja), seperti arus liar pada kereta api listrik, yang melaju disamping atau berdekatan dengan pipa air minum di dalam tanah yang terbuat dari baja bergalvanis atau baja berlapis beton sebelah dalam dan berbalut (wrapped) sebelah luar. Karat akan terjadi pada daerah keluarnya arus luar yang berasal dari rel kereta listrik tersebut. Tempat dimana arus liar masuk ke dlaam pipa, menjadi katoda, sedangkan dimana arus liar meninggalkan pipa menjadi anoda dan berkarat. Karat akhirnya dapat melubangi pipa PDAM tersebut.

2.      Sel arus paksa disengaja, seperti sel perlindungan katodik pada pipa bawah tanah. Arus berasal dari sumber arus listrik searah menuju elektroda dan melalui tanah arus mengalir dari elektroda ke pipa sehingga pipa menjadi katoda yang tidak berkarat. Selanjutnya arus kembali ke sumber (rectifier)

F.      Korosi Pelarutan Selektif

Korosi pelarutan selektif ini menyangkut larutnya suatu komponen dari zat paduan yang biasa disebut pelarutan selektif (Selective Dissolution) atau partino / de alloying. Zat komponen yang larut selalu bersifat anodic terhadap komponen yang lain. Walaupun secara visual tampak perubahan warna pada permukaaan paduan namun tidak tampak adanya kehilangan materi berupa takik, perubahan dimensi, retak atau alur.

Bentuk permukaan tampaknya tetap tidak berubah termasuk tingkat kehalusan/kekasarannya. Namun sebenarnya berat bagian yang terkena jenis karat ini menjadi berkurang, berpori-pori dan yang terpenting adalah kehilangan sifat mekanisnya menjadi getas dan mempunyai kekuatan tarik sangat rendah.

  Karat ini biasa terjadi melalui struktur logam dalam dua macam :

1.      Logam antara (unsur antara) unsur ini biasa bersifat anoda atau katoda terhadap logam utama.

2.      Senyawa (unsur-unsur bukan logam) unsur ini bersifat katoda terhadap ferit.

  Contoh :

1.      Dezincification

Yaitu proses pelarutan seng dari metal paduan kuningan yang perpaduan antara seng dengan tembaga.

Mekanisme :

a.       Logam paduan berkarat dan tembaga menuju ke permukaan membentuk lapisan luar yang keropos.

b.      Logam seng menuju ke permukaan paduan dan melakukan reaksi, sehingga meninggalkan paduan.

2.      Grafitasi

Yaitu proses karat yang terjadi pada grafit, contoh besi cor, dimana besi meninggalkan paduan dari karbon dan grafit, sifat logam ringan, keropos dan getas.

G.    Korosi Erosi

Korosi erosi ialah proses perusakan pada permukaan logam yang disebabkan oleh aliran fluida yang sangat cepat. Korosi erosi dapat dibedakan pada 3 kondisi, yaitu :

1.      Kondisi aliran laminar

2.      Kondisi aliran turbulensi

3.      Kondisi peronggaan

  Korosi erosi disebabkan oleh beberapa factor, yaitu :

1.      Perubahan drastis pada diameter lubang bor atau arah pipa

2.      Penyekat pada sambungan yang buruk pemasangannya

3.      Adanya celah yang memungkinkan fluida mengalir di luar aliran utama

4.      Adanya produk korosi atau endapan lain yang dapat mengganggu aliran laminer

H.    Korosi Bakteri

Korosi ini hanya disebabkan oleh suatu bakteri anaerobic yang hanya bertahan dalam kondisi tanpa ada zat asam. Bakteri ini mengubah garam sulfat menjadi asam yang reaktif dan menyebabkan karat.

 

  Anoda           4Fe                  4Fe⁺⁺ + 8e⁺

  Katoda          8H₂O               8H + 8OH^- - 8e^-

                        8H + Na₂SO₄              4H₂O + Na₂S

                        Na₂S + 2H₂CO₃                      2NaHCO₃ + H₂S (Asam)

                        4Fe + 2H₂O + Na₂SO₄+ 2H₂CO₃ (Bakteri)

                        3Fe(OH)₂ + FeS + 2NaHCO₃(Produk Karat)

  Adapun bakterinya Sporvobrio Desulfuricans, pencegahannya dengan memberi aerasi ke dalam air.

  Adapun mikro organism yang lain yaitu bakteri yang membentuk lapisan berlendir (slime) menyebabkan deposisi besi, jamur dan alga. Bakteri ini melubangi filter, menyebabkan karat dengan cara membuntu pipa-pipa pendingin. Pencegahannya dengan senyawa Quarternary Ammonium dan Phenol (Pengendali slime), Curri Sulfat (Pengendali Alga).

 

  Macam-macam bakteri yang dapat menimbulkan korosi

 

Nama	Jenis
Flavobacterium Mucoids Aeorobactery Psedomanas B. Subtilis B. Cereus	Bakteri pembentuk lender penyebab sel karat konsentrasi oksigen
Desulfovibrio closfridia	Bakteri penyebab karat
Gallionella crenothrix	Bakteri pendeposisi bakteri
Chroococcus Oscillatoria Chlorococcus Ulothrix Scenedesmus Navicula	Algae (Lumut)
Aspergillus Alternaria Penicillium Trichoderma Torula monilia	Jamur

I.       Karat Titik Embun

Karat titik embun ini diesebabkan oleh factor kelembababn yang menyebabkan titik embun (dew point) atau kondensasi. Tanpa adanya unsure kelembaban relative, segala macam kontaminan (zat pencemar) tidak akan atau sedikit sekali menyebabkan pengkaratan. Titik embun ini sangat korosif terutama di daerah dekat pantai dimana banyak partikel air asin yang terhembus dan mengenai permukaan metal, atau di daerah kawasan industry yang kaya dengan zat pencemar udara.

Saat jarang jatuh hujan, maka zat pencemar di permukaan metal tidak terganggu, sehingga sewaktu terjadi kondensasi di permukaan dengan factor cuaca yang relative dingin dan factor kelembaban relative cukup tinggi ( di atas 80%), maka air embun tersebut tercampur dengan zat pencemar yang ada menjadi larutan elektrolit yang sangat baik, sehingga mempercepat proses pengkaratan atmosfer. Tingkat pengkaratan akan sangat ganas apabila di samping keberadaan zat pengkarat (corrodent) yang tinggi, kelembaban yang tinggi juga suhu yang bersifat cyclic (baik turun secara teratur).

Salah satu reaksi pembentukan asam yang diperkirakan oleh kandungan SO₂ di dalam gas bekas adalah sebagai berikut

2H₂O + 2SO₂+ O₂               2H₂SO₄(Asam Belerang)

Dengan suhu yang relative hangat dan terlarut di dalam embun yang cukup banyak maka akan tercipta larutan asam belerang yang sangat reaksif.

Contoh, pada puncak cerobong suhu udara cukup rendah sehingga berada di bawah suhu kondensasi (titik embun). Karenanya di daerah tersebut terjadi kondensasi dari gas bekas yang banyak mengandung uap air, panas akibat pembakaran di puncak cerobong telah mendingin karena diserap oleh metal dinding cerobong yang bersuhu lebih rendah sepanjang cerobong, akibatnya terjadilah karat titik embun di daerah tersebut, yang sanggup melubangi didinding cerobong (perforasi). Karena di dalam gas bekas (Flue gas) banyak mengandung CO, CO₂, CO_x dan SO₂, yang memiliki butir-butir kondensat yang tercemar dan bersifat asam.

Itulah sedikit share tentang korosi, pengertian korosi dan  jenisnya, semoga bermanfaat untuk anda.

Bagikan Artikel ini