ABSTRAK DISERTASI. tercatat sebagai salah satu bentuk kegagalan yang sering terj. biasanya jauh lebih besar. Oleh sebab itu gejala tersebut

Transkripsi

1

2

3 ABSTRAK DISERTASI Sulfide Stress Corrosion Cracking (SSCC) pada baja tercatat sebagai salah satu bentuk kegagalan yang sering terj adi dalam industri kimia. Kerugian yang diakibatkannya tidak saja berupa "biaya langsung", tetapi juga "biaya tak langsung" yang biasanya jauh lebih besar. Oleh sebab itu gejala tersebut telah lama diteliti. Pengendalian korosi yang tepat memperpanjang usia pakai alat-peralatan industri yang bersangkutan. Usaha pengendali- an korosi mengarah kepada lima sasaran yang saling kaitmengait, yakni : 1. Memperkecil kerugian ekonomi. 2. Menyelamatkan alat-peralatan dari degradasi dan kerusakan yang terlampau dini. 3. Menghindarkan manusia yang terlibat dalam operasinya dari bahaya kecelakaan yang mungkin ditimbulkannya. 4. Mencegah kerusakan lingkungan, didalam dan disekitar industri, yang dapat terjadi dalam waktu dekat maupun dalam jangka panjang. 5. Konservasi material dan energi. Ditinjau dari segi kepentingan dan perkembangan industri di tanah-air dewasa ini, lingkungan korosif yang mengandung senyawa sulfida perlu diperhatikan. Senyawa tersebut hampir sel alu dijumpai didalam industri pemboran dan penyulingan minyak bumi, gas alam, petrokimia dan pusat

4 pembangkit listrik tenaga panasbumi, dan dikenal mampu meningkatkan laju korosi serta mempermudah berlangsungnya stress corrosion cracking. SSCC dipengaruhi oleh komposisi bahan, struktur metalurgis, tegangan yang bekerja dan kondisi lingkungan. Peranan masing-masing faktor telah banyak dikaji, baik di laboratorium maupun di lapangan. Tetapi umumnya hasil yang dilaporkan adalah berdasarkan kepada saling ketergantungan yang tinggi antara sesama faktor internal bahan. Oleh sebab itu pengungkapan proses SSCC dimasa lalu terbatas pada penyimpulan pengaruh salah satu faktor pada kondisi faktor lain yang bervariasi dan pada tingkat ketepatan yang berbeda. Karena itu sampai sekarang belum ada metoda pengendalian SSCC yang teruji dan diterima secara umum. Pemilihan bahan untuk pelayanan dalam lingkungan sulfida hanya berpedoman kepada NACE Standard MR dan pengujian perilaku secara langsung. Penelitian yang diuraikan dalam disertasi ini mengungkapkan peranan proses pengerjaan bahan dalam SSCC pada baja karbon dan baja C-Mo melalui penelusuran mekanisme reaksi elektrodik. Eksistensi SSCC diverifikasi dan dikaji melalui bent beam test, constant Load test dan U- bend test. Kondisi metalurgis bahan divariasikan melalui proses ing and cold working dan quenching and tempering. Pengaruh proses pengerjaan bahan terhadap mekanisme reaksi korosi ditelusuri melalui eksperimen polarisasi secara potensiostatik, potensiodinamik dan galvanostatik. Eksperimen meliputi daerah rentang konsentrasi sulfida

5 antara 10-7 sampai dengan 10-1 Mol per liter, temperatur reaksi antara 25 C sampai dengan 90 c. Karakteristik lapisan teradsorpsi ditelusuri melalui pengukuran transient double layer capacitance. Data laju korosi dari metoda ekstrapolasi Tafel, polarisasi linear dan metoda penyusutanberat diujisilang. Hasil olahan tingkat ketiga memberikan informasi mengenai Tafel slope dan orde reaksi. Data tersebut ditafsirkan dengan meninjau model-model mekanisme yang mungkin. Mekanisme operatif ditentukan berdasarkan pengujian dua-lawan-dua terhadap model dengan data eksperimen. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa SSCC terjadi pada bahan yang diteliti, baik pada tegangan tetap di daerah deformasi elastik, pada tegangan tetap di daerah deformasi plastik, maupun pada beban tetap. SSCC disebabkan oleh penetrasi hidrogen yang berasal dari reaksi katodik Volmer-Heyrovsky yang berlangsung di permukaan bahan. Senyawa sulfida tidak merubah mekanisme reaksi katodik, melainkan hanya meningkatkan peluang difusi hidrogen kedalam bahan. Reaksi anodik berlangsung melalui pembentukan kompleks (FeOH) ads menurut mekanisme non-katalitik orde satu dan/atau mekanisme katalitik orde dua. Senyawa sulfida tidak berperan dalam reaksi anodik. Kompleks (FeOH) ads dari reaksi anodik dan H ads dari reaksi katodik terikat pada pusat-pusat adsorpsi dan/atau pusat-pusat aktif di permukaan bahan. Mekanisme reaksi operatif ditentukan oleh perbandingan jumlah pusat aktif dan jumlah pusat adsorpsi, dan perbandingan tersebut dikontrol oleh proses pengerjaan bahan.

6 SSCC terjadi bila reaksi operatif berlangsung menurut mekanisme katalitik. Pada keadaan ini korosi berujud pitting sehingga di permukaan bahan terbentuk takikanmikro yang m akin lama makin dalam dan senantiasa diselubungi oleh fasa teradsorpsi. Takikanmikro tersebut berfungsi sebagai pusat konsentrasi tegangan dengan ujung takik berdimensi molekuler. Bahan akan retak atau patah bila tegangan tersebut telah melampaui batas kekuatannya. Dalam keadaan fully annealed atau sedikit cold-worked atau sudah cukup ditemper, bahan terkorosi menurut mekanisme reaksi nonkatalitik dan dalam keadaan as quenched atau cold-worked tinggi atau kurang ditemper, bahan terkorosi menurut mekanisme reaksi katalitik. Proses cold working terhadap bahan fully annealed menurunkan dayatahan terhadap SSCC karena proses tersebut melipat-gandakan jumlah pusat aktif sehingga memperbesar perbandingan jumlah pusat aktif dan jumlah pusat adsorpsi yang kemudian menggeser mekanisme reaksi operatif menjadi mekanisme katalitik. Pergeseran tersebut berlangsung mendadak pada suatu tingkat cold-worked kritis tertentu yang besarnya tergantung pada temperatur reaksi. Proses tempering terhadap bahan as quenched meningkatkan dayatahan terhadap SSCC karena proses tersebut mereduksi jumlah pusat aktif sehingga memperkecil perbandingan jumlah pusat aktif dan jumlah pusat adsorpsi yang kemudian menggeser mekanisme reaksi operatif menjadi mekanisme non-katalitik. Pergeseran tersebut berlangsung secara gradual menurut temperatur

7 penemperan. Temperatur reaksi tidak menyebabkan pergeseran mekanisme reaksi. Faktor pengendali dayatahan bahan terhadap SSCC adalah proses cold working dan proses tempering. Bila bahan disiapkan melalui proses cold working, maka untuk pelayanan pada temperatur 25 C ambang batas reduksi adalah 10%. Bila bahan disiapkan melalui proses tempering, maka penemperan hendaknya dilakukan sempurna diatas temperatur 600 C.

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21