Korosi

Korosi
1. Korosi AtmosferKorosi ini terjadi akibat proses elektrokimia antara dua bagian benda padat khususnya metal besi yang berbeda potensial dan langsung berhubungan dengan udara terbuka.Faktor-faktor yang menentukan tingkat karat atmosfer, yaitu :·         Jumlah zat pencemar di udara (debu, gas), butir-butir arang, oksida metal·         Suhu·         Kelembapan kritis·         Arah dan kecepatan angin·         Radiasi matahari·         Jumlah curah hujan
2. Korosi GalvanisKorosi ini terjadi karena proses elektrokimiawi dua macam metal yang berbeda potensial dihubungkan langsung di dalam elektrolit sama. Di mana elektron mengalir dari metal kurang mulia (anodik) menuju metal yang lebih mulia (katodik), akibatnya metal yang kurang mulia berubah menjadi ion-ion positif karena kehilangan elektron. 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 galvanis tidak berhubungan langsung walaupun keduanya berada di dalam elektrolit yang sama (open circuit). Standar elektromotif 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 sebuah alat penukar kalori (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 anodik terhadap paduan tembaga, karenanya terjadilah sel karat galvanis dan akibatnya tube sheet baja tersebut berkarat dan kehilangan metal pada permukaannya.
3. Korosi ReganganKorosi 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 moment 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 sistem paduan :

Sistem Paduan	Lingkungan
Paduan Aluminium	§   Klorida   §  Udara industri 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 550° F

Contoh sebuah paku dimasukan 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 sistem 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.
4. Korosi CelahKorosi 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 anodik.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 dimasukkan ke dalam air laut dalam waktu yang cukup lama sehingga pada permukaan logam yang semularata 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.
5. Korosi Arus LiarKorosi 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 yang dipaksakan, yaitu :1.      Sel arus liar yang terjadi secara eksidentil (tidak sengaja)Seperti arus liar pada kereta apilistrik, yang melaju di samping 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. Karatakan terjadi pada daerah keluarnya arus luar yang berasal dari rel keretalistrik tersebut. Tempat dimana arus liar masuk ke dlaam pipa, menjadi katoda, sedangkan di mana arus liar meninggalkan pipa menjadi anoda dan berkarat. Karat akhirnya dapat melubangi pipa PDAM tersebut.2.      Sel arus paksa disengajaSeperti 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).
6. Korosi Pelarutan SelektifKorosi pelarutan selektif ini menyangkut larutnya suatu komponen darizat paduan yang biasa disebut pelarutan selektif (Selective Dissolution) atau partino/de alloying. Zat komponen yang larut selalu bersifat anodik 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 tingkatkehalusan/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 :2.1.   DezincificationYaitu proses pelarutan seng dari metal paduan kuningan yang perpaduan antara seng dengan tembaga. Mekanisme :2.1.a. Logam paduan berkarat dan tembaga menuju ke permukaan membentuk lapisan luar yang keropos.2.1.b. Logam seng menuju ke permukaan paduan dan melakukan reaksi, sehingga meninggalkan paduan.
2.2. GrafitasiYaitu proses karat yang terjadi pada grafit, contoh besi cor, dimana besi meninggalkan paduan dari karbon dan grafit, sifat logam ringan, keropos, dan getas.
7. Korosi ErosiKorosi 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 laminar2.Kondisi aliran turbulensi3.Kondisi peronggaanKorosi erosi disebabkan oleh beberapa faktor, yaitu :1.Perubahan drastis pada diameter lubang bor atau arah pipa2.Penyekat pada sambungan yang buruk pemasangannya3.Adanya celah yang memungkinkan fluida mengalir di luar aliran utama4.Adanya produk korosi atau endapan lain yang dapat mengganggu aliran laminer
8. Korosi BakteriKorosi dipengaruhi oleh mikroba merupakan suatu inisiasi atau aktifitas korosi akibat aktivitas mikroba dan proses korosi. Korosi pertama diindentifikasi hampir 100 jenis dan telah dideskripsikan awal tahun 1934. bagaimanapun korosi yang disebabkan aktivitas mikroba tidak dipandang serius saat degradasi pemakaian sistem industri modern hingga pertengahan tahun1970-an. Ketika pengaruh serangan mikroba semakin tinggi, sebagai contoh tangki air stainless steel dinding dalam terjadi serangan korosi lubang yang luas pada permukaan sehingga para industriawan menyadari serangan tersebut. Sehingga saat itu, korosi jenis ini merupakan salah satu faktor pertimbangan pada instalasi pembangkit industri, industri minyak dan gas, proses kimia, transportasi, dan industri kertas pulp. Selama tahun 1980 dan berlanjut hingga awal tahun 2000, fenomena tesebut dimasukkan sebagai bahan perhatian dalam biaya operasi dan pemeriksaan sistem industri. Dari fenomena tersebut, banyak institusi mempelajari dan memecahkan masalah ini dengan penelitian-penelitian untuk mengurangi bahaya korosi tersebut.Korosi ini hanya disebabkan oleh suatu bakteri anaerobic yang hanya bertahan dalam kondisi tanpa ada zat asam. Bakteri ini disebut Mikroba Korosi. Mikroba sendirimerupakan suatu mikroorganisme yang hidup di lingkungan secara luas pada habitat-habitatnya dan membentuk koloni yang pemukaanya kaya dengan air, nutrisi dan kondisi fisik yang memungkinkan pertumbuhan mikroba terjadi pada rentang suhu yang panjang biasa ditemukan di sistem air, kandungan nitrogen dan fosfor sedikit, konsentrat serta nutrisi-nutrisi penunjang lainnya. Mikroorganisme yang mempengaruhi korosi antara lain bakteri, jamur, alga, dan protozoa. Korosi ini bertanggung jawab terhadap degradasi material di lingkungan. Pengaruh inisiasi atau laju korosi di suatu area, mikroorganisme umumnya berhubungan dengan permukaan korosi kemudian menempel pada permukaan logam dalam bentuk lapisan tipis atau biodeposit.Fenomena korosi yang terjadi dapat disebabkan adanya keberadaan dari bakteri. Bakteri ini mengubah garam sulfat menjadi asam yang reaktif dan menyebabkan karat.Adapun bakterinya Sporvobrio Desulfuricans, pencegahannya dengan memberi aerasi ke dalam air.Adapun mikroorganisme 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 ·         Aerobactery ·         Pseudomanas ·         B. Subtilis ·         B. Cereus	Bakteri pembentuk lender penyebab sel karat konsentrasi oksigen
·         Desulfovibrio Closfridia	Bakteri penyebab karat
·         Gallionella Crenothrix	Bakteri pendeposisi bakteri
·         Chrococcus ·         Oscillatoria ·         Chlorococcus ·         Ulothrix ·         Scenedesmus ·         Navicula	Algae (Lumut)
·         Aspergillus ·         Alternaria ·         Penicillium ·         Trichoderma ·         Torula Monilia	Jamur

Pada korosi bakteri secara umum merupakan gabungan dan pengembangan sel diferensial oksigen, konsentrasi klorida dibawah deposit sulfida, larutan produk korosidan depolarisasi katodik lapisan proteksi hidrogen.Banyak sekali di dunia industri dan fasilitas umum terjadi proses korosi disebabkan oleh fenomena biokorosi akibat adanya bakteri. Kasus-kasus tersebut yaitu pipa-pipa bawah tanah di Industri minyak dan gas bumi. Dalam suatu contoh kasus dari perusahaan Korea Gas Corporation (KOGAS) menggunakan pipa-pipa gas yang dilapis dengan polyethylene (APL 5L X-65). Selama instalasi, pipa dilas tiap 12 meter dan diproteksi dengan impressed current proteksi katodik dengan potensial proteksi –850 mV (vs saturated Cu/CuSO4). Kemudian beberapa tahun dicek kondisi lapis lindung maupun korosi aktif menggunakan pengujian potensial gardien5, hasilnya berupa letak-letak coating defect di sepanjang pipa. Kegagalan selanjutnya yaitu adanya disbonded coating area di permukaan pipa yang disebabkan adanya arus proteksi katodik yang berlebihan terekspos. Coating defect dan daerah disbonded coating sangat baik untuk perkembangan mikroba anaerob. Pada disbonded coating area terjadi korosi local (pitting), lubang pit berbentuk hemisspherikal dalam tiap-tiap kelompok. Kedalaman pit 5-7 mm (0,22– 0,47 mm/tahun).

9. Karat Titik EmbunKarat titik embun ini diesebabkan oleh faktor kelembaban yang menyebabkan titik embun (dew point) atau kondensasi. Tanpa adanya unsur kelembaban relatif, segala macam kontaminan (zat pencemar) tidak akan atausedikit sekali menyebabkan pengkaratan. Titik embun ini sangat korosifterutama di daerah dekat pantai dimana banyak partikel air asin yang terhembusdan 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 faktor cuaca yang relatif dingin dan faktor kelembaban relatif cukup tinggi (di atas 80%), maka air embun tersebut tercampur dengan zat pencemar yang adamenjadi larutan elektrolit yang sangat baik, sehingga mempercepat prosespengkaratan 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).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 di dinding cerobong (perforasi). Karena di dalam gas bekas (flue gas) banyak mengandung CO, CO2, COx, dan SO2s, yang memiliki butir-butir kondensat yang tercemar dan bersifat asam.