Tugas Kimia Teknik.docx

TUGAS KIMIA TEKNIK KOROSI PADA BAJA

Nama

: ADE AGUSTIAN PUTRA

No.BP

: 2018210074

JURUSAN

: TEKNIK SIPIL B

FAKULTAS

: TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN

2018

KOROSI PADA BAJA 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. Pada peristiwa korosi, logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen (udara) mengalami reduksi. Karat logam umumnya adalah berupa oksida atau karbonat. Rumus kimia karat besi adalah Fe2O3.nH2O, suatu zat padat yang berwarna coklat-merah. Korosi merupakan proses elektrokimia. Pada korosi besi, bagian tertentu dari besi itu berlaku sebagai anode, di mana besi mengalami oksidasi. Fe(s) <--> Fe2+(aq) + 2e Elektron yang dibebaskan di anode mengalir ke bagian lain dari besi itu yang bertindak sebagai katode, di mana oksigen tereduksi. O2(g) + 4H+(aq) + 4e <--> 2H2O(l) atau O2(g) + 2H2O(l) + 4e <--> 4OH-(aq) Ion besi(II) yang terbentuk pada anode selanjutnya teroksidasi membentuk ion besi(III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi, yaitu karat besi. Mengenai bagian mana dari besi itu yang bertindak sebagai anode dan bagian mana yang bertindak sebagai katode, bergantung pada berbagai faktor, misalnya zat pengotor, atau perbedaan rapatan logam itu. Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam bereaksi secara kimia atau elektrokimia dengan lingkungan. Ada definisi lain yang mengatakan bahwa korosi adalah kebalikan dari proses ekstraksi logam dari bijih mineralnya. Contohnya, bijih mineral logam besi di alam bebas ada dalam bentuk senyawa besi oksida ataubesi sulfida, setelah diekstraksi dan diolah, akan dihasilkan besi yang digunakan untuk pembuatan baja atau baja paduan. Selama pemakaian, baja tersebut akan bereaksi dengan lingkungan yang menyebabkan korosi (kembali menjadi senyawa besi oksida).

Jenis- Jenis Korosi Jenis kerusakan yang terjadi tidak hanya tergantung pada jenis logam, keadaan fisik logam dan keadaan penggunaan-penggunaannya, tetapi juga tergantung pada lingkungannya. Ditinjau dari bentuk produk atau prosesnya, menurut Setyowati tahun 2008 korosi dapat dibedakan dalam beberapa jenis, di antaranya : Korosi merata (uniform corrosion) Korosi merata adalah korosi yang terjadi secara serentak diseluruh permukaan logam, oleh karena itu pada logam yang mengalami korosi merata akan terjadi pengurangan dimensi yang relatif besar per satuan waktu. Kerugian langsung akibat korosi merata berupa kehilangan material konstruksi, keselamatan kerja dan pencemaran lingkungan akibat produk korosi dalam bentuk senyawa yang mencemarkan lingkungan. Sedangkan kerugian tidak langsung, antara lain berupa penurunan kapasitas dan peningkatan biaya perawatan (preventive maintenance). Korosi celah (crevice corrosion) Korosi celah adalah korosi lokal yang terjadi pada celah diantara dua komponen. Mekanisme terjadinya korosi celah ini diawali dengan terjadi korosi merata diluar dan didalam celah, sehingga terjadi oksidasi logam dan reduksi oksigen. Pada suatu saat oksigen (O2) di dalam celah habis, sedangkan oksigen (O2) diluar celah masih banyak, akibatnya permukaan logam yang berhubungan dengan bagian luar menjadi katoda dan permukaan logam yang didalam celah menjadi anoda sehingga terbentuk celah yang terkorosi. Korosi galvani (galvanic corrosion) Korosi galvanik terjadi apabila dua logam yang tidak sama dihubungkan dan berada di lingkungan korosif. 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.

.

Korosi selektif (selective leaching) Selective leaching adalah korosi yang terjadi pada paduan logam karena pelarutan salah

satu unsur paduan yang lebih aktif, seperti yang biasa terjadi pada paduan tembaga-seng. Mekanisme terjadinya korosi selective leaching diawali dengan 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. Akibatnya terjadi keropos pada logam paduan tersebut. Contoh lain selective leaching terjadi pada besi tuang kelabu yang digunakan sebagai pipa pembakaran. Berkurangnya besi dalam paduan besi tuang akan menyebabkan paduan tersebut menjadi porous dan lemah, sehingga dapat menyebabkan terjadinya pecah pada pipa.

Korosi antar kristal (intergranular corrosion) Korosi intergranular adalah bentuk korosi yang terjadi pada paduan logam akibat terjadinya reaksi antar unsur logam tersebut di batas butirnya. Seperti yang terjadi pada baja tahan karat austenitik apabila diberi perlakuan panas. Pada temperatur 425 – 815oC karbida krom (Cr23C6) akan mengendap di batas butir. Dengan kandungan krom dibawah 10 %, didaerah pengendapan tersebut akan mengalami korosi dan menurunkan kekuatan baja tahan karat tersebut.

Korosi Retak Tegang (stress corrosion cracking) Korosi retak tegang (stress corrosion cracking), korosi retak fatik (corrosionfatique cracking) dan korosi akibat pengaruh hidogen (corrosion inducedhydrogen) adalah bentuk korosi dimana material mengalami keretakan akibatpengaruh lingkungannya. Korosi retak tegang terjadi pada paduan logam yang mengalami tegangan tarik statis dilingkungan tertentu, seperti : baja tahan karat sangat rentan terhadap lingkungan klorida panas, tembaga rentan dilarutan amonia dan baja karbon rentan terhadap nitrat. Korosi retak fatk terjadi akibat tegangan berulang dilingkungan korosif. Sedangkan korosi akibat pengaruh hidogen terjadi karena berlangsungnya difusi hidrogen kedalam kisi paduan.

Korosi erosi Korosi erosi adalah korosi yang terjadi pada permukaan logam yang disebabkan aliran fluida yang sangat cepat sehingga merusak permukaan logam dan lapisan film pelindung. Korosi erosi juga dapat terjadi karena efek-efek mekanik yang terjadi pada permukaan logam, misalnya : pengausan, abrasi dan gesekan. Logam yang mengalami korosi erosi akan menimbulkan bagianbagian yang kasar dan tajam

Korosi lelah Merupakan kegagalan logam akibat aksi gabungan beban dinamik dan lingkungan korosif. Pitting corrosion Korosi sumuran (pitting corrosion), korosi ini terjadi akibat adanya sistem anoda pada logam, dimana daerah tersebut terdapat konsentrasi ion Cl– yang tinggi. Korosi jenis ini sangat berbahaya karena pada bagian permukaan hanya lubang kecil, sedangkan pada bagian dalamnya terjadi proses korosi membentuk “sumur” yang tidak tampak. Mekanisme korosi ini dapat dijelaskan dari Gambar 2.3 dibawah ini. Karena suatu pengaruh fisik maupun metalurgis (adanya presipitasi karbida maupun inklusi) maka pada permukaan logam terdapat daerah yang terkorosi lebih cepat dibandingkan lainnya. Kondisi ini menimbulkan pit yang kecil, pelarutan logam yang cepat terjadi dalam pit, saat reduksi oksigen terjadi pada permukaan yang rata. Pelarutan logam yang cepat akan mengakibatkan pindahnya ion Cl–. Kemudian didalam pit terjadi proses hidrolisis (seperti pada Crevice Corrosion) yang menghasilkan ion H+ dan Cl–. Kedua jenis ion ini secara bersama – sama mempercepat terjadinya pelarutan logam sehingga mempercepat terjadinya korosi.

CONTOH KOROSI PADA BAJA DAN DAMPAK EFEKNYA TERHADAP BETON

Gambar 1. Baja tulangan yang digunakan pada struktur bangunan sudah terkorosi dengan parah

Gambar 2. Baja tulangan yang digunakan pada struktur bangunan tepi pantai mengalami korosi parah

Gambar 3. Baja tulangan yang sudah korosi karena air laut

Gambar 4. Baja tulangan yang digunakan pada tiang bagunan mengalami korosi

Gambar 5. Baja yang digunakan pada tiang jembatan kereta api mengalami korosi parah

Dampak dari Baja Tualangan yang Mengalami Korosi Terjadinya korosi pada suatu bangunan dapat mempengaruhi masa pakai bangunan tersebut, karena kinerja komponen struktur bangunan menurun. Guna mencapai umur bangunan sesuai dengan rencana diperlukan pemeliharaan bangunan dan perawatan bangunan secara terus menerus. Adapun beberapa kerugian yang timbul akibat korosi pada suatu konstruksi yaitu: Keluarnya biaya tambahan untuk memperbaiki kerusakan karena korosi. 

Kekuatan bangunan yang akan berkurang.



Membahayakan keselamatan.



Mengurangi keindahan bangunan.

Proses korosi pada baja tulangan Lalu dari mana datangnya air yang kemudian menyebabkan besi tulangan tersebut berkarat ? Air ini dapat masuk ke dalam beton dan sampai ke tulangan melalui 2 cara, yaitu: 1. Air yang masuk dari luar atau uap air di udara melalui pori-pori beton karena beton tidak kedap air. 2. Proses karbonasi, yaitu reaksi antara karbondioksida (CO2) dengan unsur kalsium hidroksida di dalam beton (Ca(OH)2) karena beton tidak kedap udara. Ca(OH) 2 + CO2 → CaCO3 + H2O

CARA PENCEGAHAN KOROSI PADA BAJA

Pengecatan Salah satu upaya yang bisa dilakukan untuk mencegah korosi adalah pengecatan. Dengan mengecat besi baja, kita bisa menghindarkan kontak langsung besi dengan lingkungan. Hal ini dapat mencegah terjadinya kontak langsung dan juga oksidasi pada besi baja sehingga tidak akan terjadi korosi.

Pelumuran dengan oli atau gemuk Selain pengecatan, untuk menghindari pengkaratan atau korosi juga bisa dilakukan dengan pelapisan besi bahan baja dengan bahan-bahan yang dapat mencegah korosi seperti oli atau gemuk. Pelapisan besi baja dengan menggunakan oli atau gemuk ini bisa dilakukan untuk bahan-bahan yang tidak berhubungan dengan estetika karena akan merusak pemandangan.

Pembalutan dengan plastik Penggunaan besi baja memang sangat banyak. Hal ini disebabkan karena kemampuan pertahanannya yang cukup tinggi. Karena ada banyak penggunaannya, akan ada banyak juga hal yang bersinggungan dengan bahan besi baja. Untuk menghindari kontak langsung pada besi baja anda bisa memanfaatkan plastik untuk mencegahnya mengalami korosi. Pencegahan korosi pada besi baja dengan menggunakan plastik ini merupakan ide yang sangat cocok untuk pelapisan bahan-bahan besi baja yang digunakan untuk keperluan sehari-hari dan membutuhkan unsur estetika.

Tin plating Tin plating merupakan sebuah proses elektrolisis yang dilakukan untuk menghindarkan bahan dari perusakan. Bahan yang bisa di lindungi dengan menggunakan proses ini adalah bahan-bahan besi serta besi baja dan juga bahan-bahan yang tidak terbuat dari besi. Keberadaan dari coat ini memang sangat bermanfaat terutama untuk bahan-bahan besi yang memang mudah mengalami korosi.

Galvanisasi Galvanisasi adalah pelapisan yang dilakukan dengan zink plating. Setelah proses galvanisasi, besi dapat dilindungi dan zink yang mengalami oksidasi. Besi galvanis sering digunakan untuk badan mobil-mobil, pipa besi, tiang telpon dll.

Chromium plating Selain pelapisan-pelapisan yang disebutkan sebelumnya, satu lagi jenis pelapisan yang bisa dilakukan untuk mengamankan besi baja dari terjadinya korosi ia adalah plating krom. Plating krom atau chromium plating merupakan pelapisan bahan seperti besi dan juga besi baja dengan bahan krom. Bahan krom merupakan bahan yang dapat di lapiskan pada bahan-bahan seperti yang telah disebutkan sebelumnya untuk perlindungan. Sifat perlindungan yang diberikan oleh krom ini mirip dengan zink. Mengapa? Hal ini disebabkan karena pelapisan atau perlindungan yang diberikan oleh bahan krom ini tidak akan rusak meskipun lapisan krom tersebut sudah lepas. Pelapisan besi dan juga baja dengan menggunakan bahan ini bisa dilakukan untuk bagian-bagian seperti bumper mobil dan lain-lainnya.

Pengorbanan anode Satu lagi upaya pencegahan korosi pada besi baja yang bisa dilakukan adalah dengan pengorbanan anode atau sacrificial protection. Perlindungan ini dilakukan dengan melapisi besi baja dengan bahan yang lebih mudah berkarat. Salah satu bahan yang digunakan adalah bahan magnesium. Bahan ini merupakan bahan yang aktif sehingga lebih mudah berkarat, jika anda menggunakan bahan ini untuk melapisi besi maka bahan ini akan berkarat sedangkan besinya tidak.