BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Analisis Laju Korosi Baja Karbon Pengujian analisis dilakukan untuk mengetahui prilaku korosi dan laju korosi baja karbon dalam suatu larutan. Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan Software Sotcorr Corrotsion Meansurement, dimana kecepatan membaca titik satu ke titik lainnya (scan rate) diatur sebesar 0,05 mv/detik terhadap potensial korosi (Ecorr). Standard elektrode yang digunakan adalah Standard Calomel Elektrode dan Counter elektrode yang digunakan adalah Carbon Rod. Dari pengujian yang dilakukan akan memperoleh kurva dari setiap sampel uji. Kurva yang didapat akan dianalisis pergeseran kurva, potensial korosi dan laju korosinya dengan menggunakan Software Test Method for Conducting Potentiodynamic Polarization Resistance Measurement. Akan dianalisis potensial korosi, arus korosi, dan laju korosi sehingga dapat dibandingkan sejauh mana pengaruh inhibitor Na 2 CO 3. Dapat memproteksi logam baja St 41. 4.2. Perhitungan Laju Korosi Untuk mengetahui suatu perhitungan yang baik pada laju korosi maka digunakan metode polarisasi resistan atau tahanan polarisasi. Polarisasi resistan adalah ketahanan suatu sampel terhadap oksidasi selama diberi potensial luar dan digunakan untuk menghitung kecepatan korosi. Tetapi sebelum menghitung kecepatan korosi harus ditentukan terlebih 34

dahulu I corr (arus korosi) dari nilai polarisasi yang didapat. rumus dibawah ini menerangkan hubungan antara polarisasi dan I corr. E I = Rp = Dimana: βa βc βa + βc (2,3 i corr ).(4.1) I corr = Arus korosi (ma) 35 Rp βa βc = Tahanan polarisasi atau polarisasi resistan = Konstanta tafel anodik = Konstanta tafel katodik Besaran Rp dihitung secara analitik melalui hubungan antara arus dan tegangan seperti pada Gambar 4.1 Gambar 4.1. Kurva Polarisasi resistan Selanjutnya nilai I corr yang di dapat dimasukan kedalam rumus berikut: laju korosi Corr Rate mpy = 0,13 i corr EW A.D. (4.2)

36 Dimana: I corr = Arus korosi (ma) EW = Berat ekiuvalen (g) A = Luas permukaan sample (Cm 2 ) D = Densitas massa (g/cm 3 ) mpy = Mili-inchi per tahun (mils per year) Teknik resistance digunakan untuk mengamati pola linear kurva polarisasi katoda atau anoda antara 20 mv sampai dengan 20 mv pada daerah Ecorr (pertemuan kurva anodik dan katodik). maka dari penelitian logam baja karbon St 41 dilingkungan air ledeng tanpa dan dengan inhibitor Na 2 CO 3 akan didapatkan hasil data sebagai berikut. Tabel 4.1. Data hasil pengujian dengan metode polarisasi resistan pada sampel baja karbon St 41 Media Inhibitor Inhibitor Inhibitor Air Ledeng Na 2 CO 3 1% Na 2 CO 3 2% Na 2 CO 3 3% Keterangan ph media 7,30 11,80 11,85 12,00 E corr (mv) -700,53-512,39-541,58-532,96 Chatodic Tafel (mv) 18,32 13,74 14,87 26,79 Anodic Tafel (mv) 22,01 23,64 31,17 91,89 I corr (μa/cm 2 ) 2,71 0,31 1,05 1,11 Corr Rate (mpy) 1,2437 0,1427 0,4809 0,5115 Berdasarkan tabel 4.1 hasil pengujian baja karbon St 41 dilingkungan air ledeng tanpa inhibitor dengan teknik polarisasi resistance diperoleh nilai ph 7,30 berarti berada dilingkungan netral. Sedangkan potensial korosi (Ecorr) -700,53 mv, dengan arus korosi

(Icorr) yaitu 2,71 μa/cm 2 dari hasil perhitungan yang menggunakan software 342 Sotcorr Corrosion Meansurement software didapatkan laju korosi sebesar yaitu 1,2437 mpy. 37 Dengan penambahan inhibitor 1% Na 2 CO 3 pada baja karbon St 41 dilingkungan air tanah terjadi perubahan harga ph semula 7.30 menjadi 11,80 hal ini menunjukan terjadi penaikan ph yang cukup besar diikuti dengan terjadinya penurunan harga potensial (Ecorr) - 700,53 mv menjadi -512,39 mv sesuai dengan gambar 4.2 dan 4.3 kemudian terjadi penurunan arus korosi ( Icorr ) yaitu 2,71 μa/cm 2 menjadi 0,31. Laju korosi baja karbon St 41 dilingkungan air tanah laju korosi sebelumnya 1,2437 mpy sedangkan pada penambahan inhibitor Na 2 CO 3, 1% menjadi 0,1427 mpy jelas terlihat adanya penurunan laju korosi. Dari gambar 4.4 terlihat adanya penambahan inhibitor Na 2 CO 3, sebesar 2% pada baja karbon St 41 dilingkungan air ledeng telihat ph terjadi penurunan dari 7,30 menjadi 11,85 sedangkan potensial korosi (Ecorr) -700,53 mv menjadi -541,58 mv hal ini terjadi menunjukkan adanya penurunan potensial kedaerah yang bersifat katodik, sedangkan arus korosi ( Icorr ) semula yaitu 2,71 μa/cm 2 menjadi 1,05 μa/cm 2 artinya arus korosi ( Icorr ) terjadi penurunan. Laju korosi terjadi penurunan 1,2437 mpy menjadi 0,4809 mpy hal ini terjadi menunjukkan adanya penurunan laju korosi. Jika membandingkan gambar 4.2 dan gambar 4.5 dimana harga ph dari 7.30 menjadi 12,00 sedangkan potensial korosi semula (Ecorr) -700,53 mv menjadi -532,96 mv terjadi penurunaan ph, sedangkan arus korosi 2,71 μa/cm 2 menjadi 1,11 μa/cm 2 terjadi penurunan pada arus korosi (Icorr). Laju korosi terjadi penurunan 1,2437 mpy menjadi 0,5115 mpy hal ini terjadi menunjukkan adanya penurunan laju korosi.

38 Dari analisa pembahasan diatas dapat dilihat bahwa baja karbon St 41 dilingkungan air ledeng akan mengalami laju korosi yang terkecil berada di inhibitor 1% sebesar 0,1427 mpy artinya lebih efektif dapat digunakan untuk memproteksi pipa baja karbon yang menggunakan air ledeng 4.3. Pengaruh Konsentrasi Na 2 CO 3 terhadap Laju korosi Dalam larutan, garam akan terurai menjadi anion dan kation pembentuknya. Ion-ion tersebut akan menjadikan larutan mampu menghantarkan muatan listrik yang mengalir dalam larutan tersebut. Hal ini mengakibatkan nilai konduktifitas dari larutan garam akan sebanding dengan konsentrasi garam terlarut dalam larutan tersebut. Proses korosi merupakan suatu reaksi elektrokimia antara logam sebagai anoda dengan lingkungan yang bertindak sebagai katoda. Akibatnya, kecepatan berlangsungnya reaksi akan sangat ditentukan oleh konduktifitas dari larutan elektrolit yang menghubungkan antara anoda dan katoda. Larutan dengan konduktifitas yang baik akan mengakibatkan reaksi korosi berlangsung dengan cepat sehingga akan meningkatkan laju korosi. Pengaruh konsentrasi Na 2 CO 3 dalam larutan akan sangat berpengaruh terhadap laju korosi baja karbon St 41 dalam larutan tersebut. Pemberian konsentrasi yang tepat pada larutan Na 2 CO 3 akan mengurangi kelarutan produksi ion dalam larutan sehingga akan menurunkan laju korosi baja karbon St 41 dalam larutan tersebut. Oleh karena itu, konsentrasi Na 2 CO 3 dapat meningkatkan dan menurunkan laju korosi baja karbon St 41 dalam larutan tersebut tergantung pada pengaruh dominan yang ditimbulkan oleh konsentrasi Na 2 CO 3 tersebut. Dari Tabel 4.1 dapat dilihat bahwa laju korosi (Corr Rate) dengan penambahan Inhibitor relatif lebih rendah di bandingkan tanpa penambahan inhibitor. Dari data ini dapat sisimpulkan bahwa inhibitor mempunyai sifat pelapis terhadap korosi..

39 4.2.1. kurva laju korosi Polalirasi Resistance laut dengan larutan NaNo2 Dari proses pengujian korosi menggunakan polarisasi resistance maka diperoleh data berupa kurva tafel yaitu kurva potensial lawan log arus. Kurva tafel untuk sampel baja karbon St 41 dengan media air tanah dan larutan Na 2 CO 3 yaitu 1%, 2%, dan 3% disajikan pada gambar. Gambar 4.2 kurva polarisasi baja karbon St 41 dalam larutan air ledeng tanpa inhibitor

40 Gambar 4.3 kurva polarisasi baja karbon St 41 dalam larutan air ledeng dengan penambahan inhibitor 1% Gambar 4.4 kurva polarisasi baja karbon St 41 dalam larutan air ledeng dengan penambahan inhibitor 2%

41 Gambar 4.5 kurva polarisasi baja karbon St 41 dalam larutan air ledeng dengan penambahan inhibitor 3% 4.4 Pengujian Potensiodinamik 4.4.1 Data Laju Korosi (Corrosion Rate) Pengujian Potensiodinamik dilakukan berdasarkan analisa tafel dan memperlihatkan bahwa spesimen Baja karbon St 41 pada media air tanah dengan variasi kandungan Inhibitor NaNO2 1%, 2%, dan 3% dan konsentrasi yang berbeda sehingga akan mempengaruhi laju korosinya. Pada pengujian digunakan untuk mendapatkan Potensial korosi ( E corr ) yang digunakan adalah -100 mv hingga 600 mv. Pengujian ini menggunakan software 342 Sotcorr Corrosion Meansurement software. Pada pengujian menggunakan metode potensiodinamik akan mendapatkan kurva tafel.

42 Gambar 4.6 kurva potensiodinamik pada media Air ledeng tanpa Inhibitor Gambar 4.6 menunjukkan bahwa material baja karbon St 41, mulai sangat reaktif dengan cara bereaksi terhadap ion-ion pembentuk larutan, melapisi permukaan dengan lapisan-lapisan mineral. Kondisi ini terjadi saat material mengalami korosi pada potensial ( E corr ) dengan rapat arus tertentu ( i corr ). Pada pengujian metode potensiodinamik tanpa inhibitor potensial korosi pada titik sekitar -600 dan arus mulai pasif 10 1 Pada kurva terjadi reaksi oksidasi yang cukup reaktif, ditandai dengan kurva yang landai atau pergeseran arus yang semakin membesar. kurva tafel dari pengujian potensiodinamik dengan penambahan inhibotor terlihat pada gambar 4.7, 4.8, dan 4.9

43 Gambar 4.7 kurva potensiodinamik pada media Air ledeng dengan Inhibitor 1% Gambar 4.8 kurva potensiodinamik pada media Air ledeng dengan Inhibitor 2%

44 Gambar 4.9 kurva potensiodinamik pada media Air ledeng dengan Inhibitor 3% Gambar 4.7, 4.8 dan 4.9 merupakan grafik potensiodinamik pada media air ledeng dengan menggunakan inhibitor. Dari gambar 4.7 terlihat bahwa sempel kurva potensiodinamik dengan media air ledeng dengan penambahan inhibitor 1%, menunjukkan sampel masih berada di daerah aktif sesuai dengan gambar 4.7 dimana potensial sekitar -500 mv terbentuk senyawa oksida baja yang bersifat pasif. Pasivasi adalah pembentukan lapisan film permukaan dari oksida logam hasil oksidasi yang tahan terhadap korosi sehingga dapat mencegah korosi lebih lanjut. Dari gambar 4.8 kurva potensiodinamik dengan media air ledeng dengan penambahan inhibitor 2%, menunjukkan sampel masih bersifat aktif namun pada titik potensial sekitar - 550 mv mengalami pasivasi. Pasivasi adalah pembentukan lapisan film permukaan dari oksida logam hasil oksidasi yang tahan terhadap korosi sehingga dapat mencegah korosi lebih lanjut.

45 Dari gambar 4.9 kurva potensiodinamik dengan media air ledeng dengan penambahan inhibitor 3%, menunjukkan perilaku pasif dan mengalami pasivasi sehingga laju korosinya lebih kecil. Banyaknya lapisan passive akan mudah merusak, hal ini disebabkan banyaknya zat kimia yang berlebih 4.5 Esisiensi Inhibisi korosi Pemberian inhibitor dapat mengurangi laju korosi dan dapat menaikkan nilai inhibisi. Kemampuan untuk mengukur menginhibi diukur dari efisiensinya. Nilai efisiensinya bergantung kepada konsentrasi inhibitor yang digunakan. Semakin besar konsentrasi inhibitor yang digunakan maka akan besar pula efisiensi yang akan didapatkannnya. Adanya inhibitor pada permukaan baja karbon St 41akibat adanya adsorbsi. Adsorbsi timbul dikarenakan adanya gaya adhesi antara inhibitor dengan permukaan Baja karbon St 41. Adsorbsi molekul inhibitor pada permukaan Baja karbon St 41akan menghasilkan semacam lapisan tipis (film) pada Baja karbon St 41 yang dapat menghambat laju korosi. 4.6 Foto Optik Morfologi Permukaan Untuk dapat mengetahui kondisi material setelah pengujian laju korosi maka perlu dilakukan pengujian foto optik. Dari pengujian foto optik akan tampak kerusakan yang terjadi pada sempel uji setelah mengalami pengujian laju korosi. Berikut merupakan hasil pengujian foto Optik pada material baja karbon St 41. Adanya uniform corrosion, yaitu korosi merata yang menyerang permukaan logam, hasil dari korosi jenis ini adalah lubang di permukaan logam.

Foto Morfologi Permukaan sampel diperoleh dengan menggunakan alat mikroskop optik tipe olympus BX 51,dengan perbesaran 100 kali 46 Gambar4.10 Mikroskop optik 4.6.1 Analisa Foto Optik permukaan pada sampel A. Foto Optik Permukaan dari sempel awal Gambar 4.11 Foto optik permukaan sampel awal. Foto optik permukaan sampel awal dapat dilihat pada gambar, pada gambar terlihat adanya garis-garis halus dan relatif tipis merupakan pengaruh dari pengamplasan permukaan baja karbon St.41. Terlihat juga bahwa permukaan masih rata, bersih, belum

mengalami cacat ( belum terkorosi). Hal ini berarti baja karbon St41 belum menunjukan reaksi korosi karena belum ada pengaruh dari lingkungan air ledeng yang bersifat korosif. 47 B. Foto optik permukaan Baja karbon St 41dilingkungan air ledeng tanpa menggunakan inhibitor. Gambar 4.12 Foto optik permukaan baja karbon St 41 dilingkungan air ledeng tanpa menggunakan inhibitor Gambar 4.11 yang merupakan hasil foto optik permukaan sampel baja karbon St 41 setelah melakukan uji korosi dalam media air ledeng tanpa penambahan inhibitor terlihat bahwa baja karbon St 41 mengalami proses korosi yang sangat cepat yang ditandai lubang-lubang merata pada permukaan sampel akibat reaksi kimia dan diprediksi mengalami uniform corrosion (korosi merata). Terlihat jelas bahwa sampel tersebut telah mengalami korosi dan terjadi kerusakan pada permukaan baja karbon St 41. Permukaan sampel mengalami perubahan struktur dan terbentuk pori dimana logam teroksidasi, dilingkungan yang korosif akan lebih cepat berkorosi.

48 C. Foto optik permukaan Baja karbon St 41 tanpa menggunakan inhibitor Konsentrasi 1% Konsentrasi 2% Konsentrasi 3% Gambar 4.12 Foto optik permukaan baja karbon St 41 menggunakan inhibitor konsentrasi 1%, 2%, 3% Dari Gambar 4.11 terlihat adanya perbedaan yang cukup signifikan yang terjadi pada permukaan baja karbon St 41 akibat reaksi yag terjadi pada media air ledeng. Dengan penambahan inhibitor yang diberikan terlihat penurunan seranganan laju korosi dimana terbukti terlihat hasil foto optik dengan perbesaran 100 kali permukaan logam semakin pasif. Secara teoritis peranan dari inhibitor katodik Na 2 CO 3 terhadap logam baja karbon St 41, dimana inhibitor akan teradsorbi pada permukaan logam sehingga secara reaksi kimia akan terbentuk seyawa komplek yang sangat sulit larut, hal ini yang membuat logam akan terproteksi sehingga logam akan bersifat pasif, akibatnya laju korosi akan semakin menurun, tetapi sifat inhibitor ini konsentrasinya harus tetap. Sesuai hasil penelitian dan analisa yang didapatkan inhibitor yang tepat adalah 1% Na 2 CO, tapi jika berlebih 2% atau 3% maka lapisan pasif akan rusak.