SIDANG TUGAS AKHIR oleh : Rosalia Ishida NRP 2706 100 005 Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Sulistijono, DEA Dr. Hosta Ardhyananta, ST, MSc
Dalam penggunaannya, baja sering mengalami kerusakan, salah satunya disebabkan karena korosi Salah satu cara mengatasi korosi yang terjadi pada baja tersebut adalah dengan pelapisan logam menggunakan logam lain yang lebih anodik yaitu dengan cara Hot Dip Galvanizing Proses pembentukan baja adalah hal yang harus mendapat perhatian khusus, karena pembentukan logam berkaitan dengan perubahan dimensi dan ukuran dari baja tersebut. Perubahan ini disebut deformasi plastis.
PAPER REVIEW Suriadi, IGA Kade., Suarsana, IK., 2007, Prediksi Laju Korosi Dengan Perubahan Besar Derajat Deformasi Plastis Dan Media Pengkorosi Pada Materia Baja Karbon. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin Universitas Udayana CAKRAM 1(12) : 1-8 Menyimpulkan bahwa laju korosi baja AISI 3215 semakin meningkat seiring dengan meningkatnya derajat deformasi
PAPER REVIEW A.P. Yadav, A. Nishikata, T. Tsuru. 2007. Effect of Fe Zn alloy layer on the corrosion resistance of galvanized steel in chloride containing environments. Japan Menyimpulkan bahwa: Pada lapisan hasil hot dip galvanizing, Lapisan paduan Fe-Zn mempunyai laju korosi yang lebih rendah daripada lapisan Zn
PERUMUSAN MASALAH Bagaimana pengaruh variasi derajat deformasi plastis terhadap ketahanan korosi lapisan hasil Hot Dip Galvanizing.
1. Hasil cold work dianggap homogen 2. Hasil Hot Dip Galvanizing dianggap homogen. 3. Parameter yang mempengaruhi hasil Hot Dip Galvanizing dianggap konstan Teknik Material dan Metalurgi FTI- ITS
TUJUAN PENELITIAN untuk mempelajari pengaruh variasi derajat deformasi plastis terhadap ketahanan korosi lapisan hasil Hot Dip Galvanizing.
Cold working adalah suatu proses pembentukan secara plastis terhadap logam atau paduan yang dilakukan di bawah temperatur rekristalisasi (van vlack, 1991) Keuntungannya : Toleransi dimensi dan permukaan akhir yang dihasilkan lebih baik. Merupakan suatu metode yang murah pada tingkat produksi yang besar pada bagian-bagian yang kecil. Tidak dibutuhkan pemanasan. Kerugiannya : Keuletannya menurun. Timbul tegangan dalam/tegangan sisa Dapat menyebabkan keretakan pada pengerjaan dingin yang berlebihan.
%CW = A o -A f A o X100% Dimana : %CW = Prosentase pertambahan luas area Af = Luas area setelah penekanan Ao = Luas area sebelum penekanan (luas awal)
Proses HDG Degreasing Proses pembersihan dilakukan dengan menggunakan larutan NaOH (soda kaustik) dengan konsentrasi 5% 10% pada temperatur 70 o C 90 o C selama kurang lebih 10 menit. Rinsing Pembilasan dengan air Pickling spesimen dengan cara dicelupkan ke dalam larutan HCl (asam klorida) atau larutan H 2 SO 4 (asam sulfat) dengan konsentrasi 10% 15% selama 15 20 menit. Fluxing Proses fluxing merupakan proses pelapisan awal dengan menggunakan Zinc Amonium Cloride (ZAC) dengan konsentrasi 20% 30% selama 5 8 menit. Drying Proses drying merupakan proses pengeringan dan pemanasan awal dengan menggunakan gas panas yang suhunya kurang lebih 150 o C, galvanizing Pencelupan spesimen ke dalam cairan seng Quenching mencelupkan spesimen ke dalam larutan sodium cromate dengan konsentrasi 0,015% pada suhu kamar ataupun dengan menggunakan air.
start Preparasi alat dan bahan Spesimen tanpa cold work (0% cold work) Spesimen di-cold work dengan variasi cold work sebesar 10%, 20% dan 40% Hot Dip Galvanizing Penggosokkan sampai lapisan Fe, Fe-Zn,Zn Imersi spesimen 0% CW dan 40% CW pada larutan NaCl 0,5 M selama 35hari Uji polarisasi Pengujian XRD Pemotongan penampang melintang Pengamtan visual menngunakan mikroskop optik potensiodinamik dengan 0,5M NaCl data Analisa data dan pembahasan kesimpulan End
Bahan: Baja karbon rendah AISI 1020 sebagai base metal Larutan 10% NaOH Larutan HCl (1:1 + inhibitor hexamine) Larutan 25 % Ammonium Chloride (NH 4 Cl) Padatan Zn Larutan NaCl 0,5 M Peralatan: Jangka Sorong dan penggaris Kertas gosok grid 2000 Gerinda tangan Gergaji besi Alat potong plat Gelas ukur Sendok berbahan dasar plastik Kabel Pipet Stopwatch Hair dryer Mesin press Kamera Digital Peralatan pengujian XRD ( X- Ray Diffraction ) Peralatan pengujian polarisasi potensiodinamik Mikroskop optik
(1) Perlakuan cold work dengan variasi derajat deformasi plastis yang berbeda, yaitu : 0 % 10 % 20 % 40% (2)Spesimen dipotong dengan diameter 10 mm Bentuk spesimen yang akan dibuat dapat dlihat pada gambar di bawah ini: 10 mm 7 mm
(3)Hot Dip Galvanizing A. Tahap pengerjaan awal (pre treatment) Degreasing Rinsing I Pickling Rinsing II Fluxing Drying
B. Tahap Pelaksanaan Galvanizing C. Tahap pendinginan dan tahap akhir Quenching Finishing (4)Pengujian potensiodinamik Tujuan Mengetahui laju korosi dari masingmasing lapisan hasil hot dip galvanizing di larutan 0,5 M NaCl
(5)Pengujian Difraksi Sinar-X Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui komposisi senyawa yang terbentuk pada lapisan terluar setelah proses imersi. (6) Pengamatan metalografi dengan Mikroskop Optik pengujian ini dilakukan untuk mengetahui lapisan hasil hot dip galvanizing (7) Analisa Data
HASIL UJI POLARISASI POTENSIODINAMIK Kurva polarisasi katodik-anodik lapisan Zn hasil hot dip galvanizing dengan berbagai % cold work Teknik Material dan Metalurgi FTI- ITS
Kurva polarisasi katodik-anodik lapisan Fe-Zn hasil hot dip galvanizing dengan berbagai % cold work Teknik Material dan Metalurgi FTI- ITS
Kurva polarisasi katodik-anodik base metal (Fe) hasil hot dip galvanizing dengan berbagai % cold work Teknik Material dan Metalurgi FTI- ITS
Nilai E corr, i corr, Corrosion Rate, masing-masing kurva polarisasi dihitung berdasarkan metode ekstrapolasi tafel, yaitu dengan cara menarik garis linear pada cabang katodik maupun anodik. Dimana : CR = Laju korosi (mm/yr) K1 = 3,27 x 10-3 g/µa cm yr I corr = Rapat Arus saat Ecorr (µa/cm 2 ) ρ = density (g/cm 3 ) EW = Equivalent Weight (Berat Ekivalen) density (ρ ) yang dipakai: base metal: 7,85 g/cm 3, lapisan Zn : 7,14 g/cm 3, lapisan Fe-Zn : 7,1826 g/cm 3 EW yang dipakai: base metal: 27,78 lapisan Zn : 32,695 lapisan Fe-Zn : 32,4
HASIL UJI POLARISASI POTENSIODINAMIK Hasil Perhitungan Laju Korosi pada Pengujian Potensiodinamik Konsentrasi NaCl(M) % cold work lapisan Polarisasi Potensiodinamik Ecorr Icorr Corr Rate Corr Rate (V) (µa/cm 2 ) (mmpy) (mpy) 0% Zn -1,057 3,02 0,045221 1,780954 Fe-Zn -1,049 0,88 0,012981 0,511223 Fe -0,519 1,11 0,012845 0,505881 0,5 10% 20% 40% Zn -1,117 10,18 0,152433 6,00335 Fe-Zn -1,026 0,96 0,014161 0,557697 Fe -0,557 1,82 0,021061 0,829462 Zn -1,072 156,78 2,347586 92,4563 Fe-Zn -1,056 33,11 0,488395 19,23475 Fe -0,637 81,94 0,948214 37,34404 Zn -1,049 103,14 1,544394 60,82372 Fe-Zn -1,051 9,41 0,138804 5,466597 Fe -0,677 56,52 0,654052 25,75891
Pengaruh % cold work (reduksi area) terhadap laju korosi masing-masing lapisan hasil Hot dip galvanizing
Laju Korosi (mpy) 100 80 lapisan Zn 60 40 lapisan Fe 20 lapisan Fe-Zn 0 0 10 20 30 40 % cold work Pengaruh % cold work (reduksi area) terhadap laju korosi masing-masing lapisan hasil Hot dip galvanizing
HASIL UJI METALOGRAFI Zn Zn Fe-Zn Fe-Zn Fe 50µm 50µm Fe 0% COLD WORK 10% COLD WORK Zn Zn Fe-Zn Fe-Zn Fe Fe 50µm 50µm 20% COLD WORK 40% COLD WORK
relative intensity 0% CW 40% CW Hasil difraksi sinar-x : NiSi : Zn : ZnO 0%CW 10 20 30 40 50 60 70 80 90 o 2 theta 40% CW Teknik Material dan Metalurgi FTI- ITS
Berdasarkan data hasil pengujian dan perhitungan yang telah dilakukan, disimpulkan bahwa: Derajat deformasi plastis yang diberikan pada base metal dapat menyebabkan internal stress, sehingga menyebabkan laju korosi dan laju pembentukan lapisan intermetalik Fe-Zn semakin meningkat. Adapun temuan lain yang dihasilkan dari penelitian ini yaitu lapisan paduan Fe-Zn hasil hot dip galvanizing mempunyai laju korosi paling rendah daripada lapisan Zn maupun base metal (lapisan Fe)
Percobaan dilakukan pada derajat pengerjaan dingin yang lebih tinggi sehingga dapat mengetahui nilai derajat deformasi optimum pada AISI 1020 yang dilapisi seng dengan metode hot dip galvanizing. Perlu adanya variasi kecepatan fluida pada pengujian selanjutnya untuk melihat kinerja lapisan hasil Hot Dip Galvanizing pada fluida yang bergerak. Perlu adanya variasi temperatur pada pengujian selanjutnya untuk melihat ketahanan hasil Hot Dip Galvanizing pada temperatur tinggi.