Introduction of Corrosion Engineering Sciences.pdf

Overview of Corrosion Engineering

1. KOROSI
Edi Septe.S

2. Degradasi (penurunan kualitas) material akibat
berinteraksi dengan lingkungannya.
Destruksi akibat reaksi kimia antara logam atau
paduan logam dengan lingkungannya, seperti air, air
laut, udara, lingkungan asam atau tempertatur tinggi
Bersifat alamiah dan berlangsung dengan sendirinya
➔ tidak dapat dicegah atau dihentikan tetapi hanya
bisa dikendalikan.

3. ◼Dilihat dari aspek elektrokimia, korosi merupakan
proses terjadinya transfer elektron dari logam ke
lingkungannya.
◼Logam berlaku sebagai sel yang memberikan
elektron (anoda) dan lingkungannya sebagai
penerima elektron (katoda).

4. ◼Reaksi yang terjadi pada logam yang mengalami
korosi adalah :
◼Reaksi oksidasi, dimana atom-atom logam larut
kelingkungannya menjadi ion-ion dengan
melepaskan elektron pada logam tersebut.
◼Sedangkan dari katoda terjadi reaksi, dimana ion-
ion dari lingkungan mendekati logam dan
menangkap elektron-elektron yang tertinggal pada
logam.

5. Korosi Merata
◼Korosi yang terjadi secara merata pada seluruh permukaan
material yang berinteraksi dengan lingkungannya.
◼Hal itu disebabkan karena lingkungan mempunyai akses
yang sama terhadap semua permukaan material, dan
material itu sendiri memiliki keseragaman (uniform), baik
secara metalurgi maupun komposisi.
◼Akibatnya pada material akan terjadi pengurangan dimensi
secara merata pada permukaannya.
Bentuk Korosi

6. M
2+
Logam
e-
e-
Larutan
H
+
H
+
H
+
H
+
H
2
SkematisPelarutanLogam
menjadiionM+dilarutandan
elektronlogame-yang
direduksiolehH
+
menjadiH
2.

7. ◼Reaksi anoda :
logam mengalami reaksi oksidasi pada proses korosi.
Secara umum reaksi anodik dapat ditulis :
M → M
+n
+ ne
◼Reaksi katoda :
Banyak terjadi selama proses korosi pada logam. Reaksi
umum yang terjadi adalah:
(1) Pelepasan hidrogen 2H
+
+ 2e → H
2
(2) Reduksi oksigen dalam larutan asam
O
2 + 4H
+
+ 4e → 2H
2O
(3) Reduksi oksigen dalam larutan netral dan alkali
O
2 + 2 H
2O + 4e → 4 (OH)
-

(4) reduksi Ion logam : M
3+
+ e → M
2+

8. Korosi Galvanik
◼Jika dua logam yang tidak sama dihubungkan dan berada
di lingkungan korosif, maka salah satu dari logam
tersebut akan mengalami korosi, sementara logam
lainnya akan terlindung dari serangan korosi.
◼Logam yang mengalami korosi adalah logam yang
memiliki potensial yang lebih rendah dan logam yang
tidak mengalami korosi adalah logam yang memiliki
potensial lebih tinggi.

9. Galvanic Series of Metals and Alloys in Sea Water Metal
Active





































Passive
Magnesium
Zinc
Alclad 3S
Aluminum 3S
Aluminum 61S
Aluminum 63S
Aluminum 52
Low carbon Steel
Alloy Carbon Steel
Cast Iron
Type 410 (active)
Type 430 (active)
Type 304 (active)
Type 316 (active)
Ni-Resist (Corrosion Resisting, Nickel Cast Iron)
Muntz Metal
Yellow Brass
Admirally Brass
Aluminum Brass
Red Brass
Copper
Aluminum Bronze
Composition G Bronze
90/10 Copper-Nickel
70/30 Copper-Nickel-Low Iron
70/30 Copper-NickelHigh Iron
Nickel
Inconel-Nickel Chromium Alloy 600
Silver
Type 410 (passive)
Type 430 (passive)
Type 304 (passive)
Type 316 (passive)
Monel, Nickel Copper Alloy 400
Hasteloy, Alloy C
Titanium
Graphite
Gold
Platinum

10. Standard Electromotive Series Electrode Reaction Standard Electrode
Potensial, E
o
(Volts), 25
o
C.

Active


























Noble
K → K
+
+ e
-
.
Ca → Ca
2+
+ 2e
-
.
Na → Na
+
+ e
-
.
Mg → Mg
2+
+ 2e
-
.
Be → Be
2+
+ 2e
-
.
Al → Al
3+
+ 3e
-
.
Mn → Mn
2+
+ 2e
-
.
Zn → Zn
2+
+ 2e
-
.
Cr → Cr
3+
+ 3e
-
.
Ga → Ga
3+
+ 3e
-
.
Fe → Fe
2+
+ 2e
-
.
Cd → Cd
2+
+ 2e
-
.
In → In
3+
+ 3e
-
.
Tl → Tl
+
+ e
-
.
Co → Co
2+
+ 2e
-
.
Ni → Ni
2+
+ 2e
-
.
Sn → Sn
2+
+ 2e
-
.
Pb → Pb
2+
+ 2e
-
.
H2 → 2H
+
+ 2e
-
.
Cu → Cu
2+
+ 2e
-
.
Cu → Cu
+
+ e
-
.
2Hg → Hg
2+
+ 2e
-
.
Ag → Ag
+
+ e
-
.
Pd → Pd
2+
+ 2e
-
.
Hg → Hg
2+
+ 2e
-
.
Pt → Pt
2+
+ 2e
-
.
Au → Au
3+
+ 3e
-
.
Au → Au
+
+ e
-
.
- 2,992
- 2,87
- 2,712
- 2,34
- 1,70
- 1,67
- 1,05
- 0,762
- 0,71
- 0,52
- 0,440
- 0,402
- 0,340
- 0,336
- 0,277
- 0,250
- 0,136
- 0,126
0,000
0,345
0,522
0,799
0,800
0,83
0,854
1,2
1,42
1,68

AnodaSENG
BAJA
Kanod
a
0,76 V/NHE
0,44 V/NHE
AnodaBAJA
TEMBAGA
Kanod
a
0,44 V/NHE
0,345 V/NHE
AnodaSENG
BAJA
Kanod
a
0,76 V/NHE
0,44 V/NHE
AnodaBAJA
TEMBAGA
Kanod
a
0,44 V/NHE
0,345 V/NHE

11. KOROSI SUMURAN
◼Korosi lokal yang terjadi pada permukaan yang terbuka
akibat pecahnya lapisan pasif.
Mekanisme :
◼Logam yang terkorosi akan menghasilkan terbentuknya
lapisan pasif dipermukaannya.
◼Pada antarmuka lapisan pasif dan elektrolit terjadi :
Untuk elektrolit yang mengandung Cl-, terjadi
penurunan pH, karena HCl larut.
Untuk elektrolit yang tidak mengandung Cl-, terjadi
pelarutan lapisan pasif secara perlahan-lahan.
◼Lapisan pasif pecah
◼Terjadi korosi sumuran.

12. Inisiasi terjadinya korosi sumuran adalah :
◼Untuk elektrolit yang tidak mengandung Cl
-
:
FeOOH + H
2O →Fe
3+
+ 3 OH
-
..... Lapisan pasif larut
pperlahan-lahan.
◼Untuk elektrolit yang mengandung Cl
-
:
Fe
2+
+ 2Cl
-
→ Fe Cl
2
Fe Cl
2 + H
2O → Fe(OH)
2 + 2Cl
-
+ 2H
+

 FeOOH +Cl
-
→ FeOCl
-
+OH
-
FeOCl
-
+ H
2O → Fe
3+
+ Cl
-
+ 2 OH
-

Lepas lagi, dan siklus terjadi lagi

13. Propagasi : Karena tertutup lapisan pasif dipermukaan logam,
serangan berikutnya adalah permukaan sumuran yang sudah
terbentuk.
Fe
2+
Anoda
e-
H
+
pH=2
H
2
H
+
H
2
e-
pH=7
KatodaKatoda

14. Korosi Celah
◼Korosi lokal yang terjadi pada celah diantara dua komponen
◼Mekanisme :
◼Terjadi korosi merata diluar dan didalam celah, sehingga
terjadi oksidasi logam dan reduksi oksigen (O
2).
◼Pada suatu saat oksigen (O
2) di celah habis, sedangkan
oksigen (O
2) diluar celah banyak, akibatnya permukaan
logam yang berhubungan dengan bagian luar menjadi
katoda dan permukaan logam yang didalam celah menjadi
anoda.
◼Celah terkorosi.
◼Propagasi : Sama dengan korosi sumuran

15. Selective Leaching
◼Pelarutan salah satu unsur paduan yang lebih aktif.
Mekanisme :
◼Terjadi pelarutan total terhadap semua unsur
◼Salah satu unsur pemadu yang potensialnya lebih tinggi
akan terdeposisi, sedangkan unsur yang potensialnya lebih
rendah akan larut ke elektrolit.
◼Terjadi keropos pada logam paduan tersebut.

16. EIC (environmentally incuded cracking)
◼Terjadinya patah getas pada logam ulet yang berada
dilingkungan korosif dan menyebabkan minimal korosi
merata dinyatakan sebagai EIC.
◼Tiga jenis korosi environmentally induced cracking antara
lain adalah stress corrosion cracking (SCC), corrosion
fatique cracking (CFC) dan hydrogen induced cracking
(HIC).

17. Korosi retak tegang adalah korosi pada logam yang terjadi
karena adanya gabungan antara tegangan tarik dan lingkungan
yang korosif. Selama terjadi peretakan korosi tegangan, logam
seperti tidak mengalami korosi pada semua permukaanya,
padahal di sepanjang permukaan tersebut terjadi retakan-
retakan.

18. Korosi (hydrogen damage)
◼Hidrogen merupakan atom yang kecil, sehingga dapat
masuk kemana-mana.
◼Jika atom hidrogen tersebut masuk ke kisi kristal, maka
atom hidrogen itu akan merusak struktur, sehingga
kekuatan logam menjadi menurun.
◼Atau atom hidrogen yang masuk pada baja akan bereaksi
dengan karbon untuk membentuk CH
4, sehingga
menurunkan kekuatan baja tersebut.
◼Hidrogen juga dapat terperangkap didalam lapisan (blister),
akibatnya lapisan tersebut akan menggelembung dan
akhirnya pecah. Atau atom hidrogen menyusup ke kisi
kristal dan menggelembung.

19. Korosi intergranular (intergranular corrosion)
◼Korosi yang terjadi pada batas butir. Korosi terjadi akibat
terdapatnya endapan atau pengortor pada batas butir,
sehingga menurunkan kekuatan ikatan antar butir tersebut

20. Korosi Erosi (erosion corrosion)
◼Korosi erosi melibatkan fluida yang bergerak.
◼Korosi yang terjadi dipercepat oleh erosi akibat gesekan
dengan fluida yang mengalir.
◼Korosi erosi yang paling berbahaya terjadi di daerah
belokan, hal ini disebabkan adanya perubahan kecepatan
aliran yang menyebabkan timbulnya eddy current dan
terjadinya tumbukan

21. Korosi Kavitasi
◼Korosi yang dipercepat oleh kavitasi.
◼Kavitasi adalah aliran fluida yang memiliki gelembung-
gelembung udara.
◼Adanya gelembung udara didalam aliran fluida tersebut
salah satunya disebabkan oleh perbedaan tekanan yang
cukup besar.
◼Kerusakan permukaan logam terjadi akibat pecahnya
gelembung-gelembung udara yang terdapat pada fluida
pada saat membentur dinding logam tersebut.
◼Pecahnya gelembung udara itu menimbulkan energi yang
cukup besar untuk mengangkat atom logam dari
permukaan

22. ◼Kerugian akibat korosi bisa berupa kerugian langsung dan
kerugian tidak langsung. Kerugian langsung berupa :
Kehilangan material konstruksi
Kehilangan energi
Keselamatan kerja
Pencemaran lingkungan akibat produk korosi dalam bentuk senyawa
yang mencemarkan lingkungan.
◼Sedangkan kerugian tidak langsung, antara lain :
Penurunan kapasitas produksi
Peningkatan biaya perawatan (preventive maintenance)

23. Corrosion on Piping System

24. Human Implants

25. Highway 35W-Mississippi Bridge
collapse in Minneapolis on August 1, 2007

26. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Laju Korosi
◼Laju korosi maksimum yang diizinkan 1 mpy (0,001 in/year)
◼Pada tambang minyak laju korosi bisa mencapai 5 mpy
◼Korosi pada umumnya disebabkan oleh air, tetapi beberapa
faktor lain yang mempengaruhi laju korosi adalah :
Gas Terlarut
Temperatur
pH
Bakteri Pereduksi Sulfat
Padatan Terlarut

27. 1. Gas Terlarut
◼Oksigen (02):
Adanya oksigen yang terlarut akan menyebabkan korosi
pada logam
Kelarutan oksigen dalam air merupakan fungsi dari
tekanan, temperatur dan kandungan klorida.
Pada tekanan 1 atm dan T.kamar, kelarutan oksigen
adalah 10 ppm. Kelarutannya akan berkurang dengan
peningkatan temperatur dan konsentrasi garam.
Kandungan oksigen dalam minyak-air yang dapat
mengahambat timbulnya korosi adalah  0,05 ppm.
Reaksi korosi pada besi karena adanya kelarutan oksigen :
Reaksi Anoda : Fe → Fe
2-
+ 2e
Reaksi katoda : 0
2 + 2H
20 + 4e → 4 OH
-

28. ◼Karbondioksida (CO
2) :
Jika karbondioksida dilarutkan dalam air, akan
terbentuk asam karbonat (H
2CO
2) → menurunkan pH
air dan meningkatkan korosifitas.
Bentuk korosinya berupa pitting
Reaksinya adalah:
CO
2 + H
2O → H
2CO
3
Fe + H
2CO
3 → FeCO
3 + H
2
→ FeC0
3 : produk korosi

29. ◼Peningkatan temperatur lingkungan menyebabkan
peningkatan laju korosi.
◼Walaupun kenyataannya peningkatan temperatur tsb
mengurangi kelarutan oksigen namun meningkatkan
afinitas oksigen
◼Korosi akan lebih cepat terjadi apabila logam berada pada
lingkungan dengan temperatur yang berubah-ubah
2. Temperatur

30. 3. pH
◼pH merupakan manifestasi keasaman lingkungan
◼pH netral adalah 7, sedangkan pH < 7 bersifat asam dan
korosif, sedangkan untuk pH > 7 bersifat basa.
◼Laju korosi besi rendah pada pH : 7 - 13 dan meningkat pada
pH < 7 dan pada pH > 13
4. Bakteri Pereduksi Sulfat
◼Bakteri pereduksi sulfat akan mereduksi ion sulfat menjadi
gas H
2S
◼Gas tersebut apabila kontak dengan besi akan menyebabkan
terjadinya korosi

31. 5. Padatan Terlarut
◼Klorida (CI)
Klorida menyerang lapisan mild steel dan stainless steel
Padatan ini menyebabkan terjadinya pitting dan crevice
corrosion.
Klorida biasanya ditemukan pada campuran minyak-air
dalam konsentrasi tinggi yang akan menyebabkan
proses korosi.
◼Karbonat (CO
3)
Kalsium karbonat sering digunakan sebagai pengontrol
korosi, dimana film karbonat diendapkan sebagai lapisan
pelindung permukaan logam
Tetapi dalam produksi minyak hal ini cenderung
menimbulkan karat .

32. ◼Sulfat
Ion sulfat biasanya terdapat dalam minyak.
Dalam air, ion sulfat juga ditemukan dalam konsentrasi
yang cukup tinggi dan bersifat kontaminan, dan oleh
bakteri SRB sulfat diubah menjadi sulfida yang korosif .

33. Pengendalian Korosi
Pada dasarnya pengendalian korosi dapat dilakukan dengan :
1.Memilih material yang sesuai
2.Memisahkan interaksi material dengan lingkungannya
3.Mengendalikan lingkungan

34. TERIMA KASIH