ANALISA PERBANDINGAN LAJU KOROSI MATERIAL STAINLESS STEEL SS 316 DENGAN CARBON STEEL A 516 TERHADAP PENGARUH AMONIAK OLEH : INDRA PRASETYAWAN NRP. 4104 100 047
1. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Perkembangan pembangunan kapal chemical tanker dengan bahan baja tahan karat. Stainless steel SS 316 merupakan jenis baja tahan karat yang biasa digunakan sebagai bahan pembuatan tangkitangki kimia. Carbon steel A 516 merupakan baja yang sering digunakan sebagai bahan pembuatan preasure vessel dan tangki bertekanan tinggi. Pengaruh bahan kimia pada harga laju korosi material.
B. Perumusan Masalah Laju korosi pada variasi tebal yang berbeda Perbandingan laju korosi material SS 316 dan A516
C. Batasan Masalah Material yang digunakan adalah stainless steel SS 316 dan carbon steel A 516. Menggunakan media korosif amoniak dan air garam (NaCl) Pengujian dilakukan dengan metode sel tiga elektroda Variasi tebal untuk masing-masing material adalah 6 mm, 7 mm, 8 mm. Perbandingan harga laju korosi dua material pembanding terhadap dua media korosif.
D. Tujuan Mengetahui pengaruh ketebalan material terhadap harga laju korosi. Mengetahui material yang memiliki ketahanan tinggi terhadap laju korosi dari pengaruh amoniak
E. Manfaat Mengetahui material yang sesuai digunakan sebagai tangki ruang muat pada muatan amoniak dari segi korosi dengan perbandingan material SS 316 dengan A 516
F. Hipotesis Ketahanan material terhadap korosi dipengaruhi kandungan kromiun Semakin tebal material memiliki ketahanan korosi semakin tinggi
Mulai Identifikasi Masalah Studi Literatur Penentuan material Stainless steel 316 dan carbon steela516. Mempersiapkan material dan memotong sesuai dengan ukuran dan jumlah specimen yang ditentukan Persiapan Pengujian Material Mempersiapkan ukuran material sebelum dilakukan pengujian. Mempersiapkan peralatan laju korosi dan membuat media pengkorosifnya Pengujian Sel tiga elektroda Foto makro Hasil : Harga Laju Korosi Pengolahan Hasil Uji Analisa Kesimpulan
2. LANDASAN TEORI Korosi adalah gejala destruktif yang mempengaruhi hampir semua logam [Trethewey, et, al, 1991] Korosi merupakan penurunan mutu logam akibat reaksi elektrokimia dengan lingkungannya [Trethewey, et, al, 1991] Paduan utama baja tahan karat adalah Cr atau Cr dengan Ni dengan tambahan unsur lain seperti Mo, Cu, dan Mn [Wiryosumarto, el, at, 2000] Sel tiga elektroda adalah perngkat laboratorium baku untuk penelitian kuantitatif terhadap sifat0sifat korosi bahan [Trethewey, et, al, 1991]
3. METODOLOGI PENELITIAN Persiapan Mesin Gergaji Mesin Poles Spesimen
Pengujian Laju korosi Larutan NaCl Amoniak Spesimen uji Hasil Sel Tiga Elektoda
4. ANALISA A. Pengujian korosi Perhitungan laju korosi SS 316 terhadap NaCl Tebal (mm) Specimen Laju Korosi (mmpy) 6 7 8 1 0.0496 2 0.0576 3 0.0447 1 0.0451 2 0.0484 3 0.0438 1 0.0422 2 0.0437 3 0.0402 Laju Korosi Rata-Rata (mmpy) 0.0506 0.0458 0.0420
Perhitungan laju korosi SS 316 terhadap NaCl 0,052 Grafik laju korosi SS316 larutan NaCl Laju korosi (mmpy) 0,05 0,048 0,046 Grafik kaju korosi 0,044 0,042 0,04 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 Tebal (mm)
Perhitungan laju korosi SS 316 terhadap Amoniak Tebal (mm) Specimen Laju Korosi (mmpy) Laju Korosi Rata-Rata (mmpy) 6 7 8 1 0.0491 2 0.0541 3 0.0435 1 0.0442 2 0.0414 3 0.0478 1 0.0448 2 0.0434 3 0.0380 0.0489 0.0445 0.0421
Perhitungan laju korosi SS 316 terhadap Amoniak 0,05 0,049 Grafik laju korosi SS316 larutan Amoniak Laju korosi (mmpy) 0,048 0,047 0,046 0,045 0,044 0,043 0,042 0,041 Grafik kaju korosi 0,04 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 Tebal (mm)
Perhitungan laju korosi A 516 terhadap NaCl Tebal (mm) Specimen Laju Korosi (mmpy) Laju Korosi Rata-Rata (mmpy) 6 7 8 1 0.0474 2 0.0573 3 0.0626 1 0.0404 2 0.0512 3 0.0572 1 0.0323 2 0.0519 3 0.0497 0.0558 0.0496 0.0446
Perhitungan laju korosi A 516 terhadap NaCl 0,058 Grafik laju korosi A516 larutan NaCl 0,056 Laju korosi (mmpy) 0,054 0,052 0,05 0,048 Grafik kaju korosi 0,046 0,044 0,042 0,04 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 Tebal (mm)
Perhitungan laju korosi A 516 terhadap Amoniak Tebal (mm) Specimen Laju Korosi (mmpy) Laju Korosi Rata-Rata (mmpy) 6 7 8 1 0.0426 2 0.0593 3 0.0556 1 0.0374 2 0.0509 3 0.0559 1 0.0310 2 0.0550 3 0.0494 0.0525 0.0481 0.0451
Perhitungan laju korosi A 516 terhadap Amoniak 0,053 0,052 Grafik laju korosi A516 larutan Amoniak Laju korosi (mmpy) 0,051 0,05 0,049 0,048 Grafik kaju korosi 0,047 0,046 0,045 0,044 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 Tebal (mm)
Perbandingan laju korosi terhadap Amoniak Grafik laju korosi terhadap amoniak 0,055 0,053 Laju korosi (mmpy) 0,051 0,049 0,047 0,045 SS316 A516 0,043 0,041 0,039 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 Tebal (mm)
Perbandingan laju korosi terhadap NaCl 0,057 0,055 Grafik laju korosi terhadap NaCl Laju korosi (mmpy) 0,053 0,051 0,049 0,047 0,045 SS316 A516 0,043 0,041 0,039 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 Tebal (mm)
B. Hasil Reaksi Kimia Pada larutan amoniak (NH 4 OH): Larutan NH 4 OH mengalami elektrolisis I menjadi 2H 2 O 2H 2 + O 2 O2 bereaksi dengan Fe mengalami elektrolisis II, menjadi: 2Fe + O 2 + 2H 2 O 2Fe 2+ + 4OH - Elektrolisis III, menghasilkan: 2Fe 3+ + 3/2 O 2 + x H 2 O + 7 OH - Fe2O3. x H 2 O + 7 OH - KOROSI
Pada larutan NaCl: Larutan NaCl mengalami elektrolisis I menjadi 2Cl - + 2H 2 O Cl 2 + H 2 + 2 OH - H2 bereaksi dengan Fe mengalami elektrolisis II, menjadi: 2Fe + O 2 + 4H + 2Fe 2+ + 2H 2 O Elektrolisis III, menghasilkan: 2Fe 3+ + 3/2 O 2 + x H 2 O + H + Fe 2 O 3 x H 2 O + 6 H + KOROSI
c. Hasil Foto Makro Pengaruh NaCl Material A 516 Material SS 316
c. Hasil Foto Makro Pengaruh Amoniak Material A 516 Material SS 316
5. KESIMPULAN Pada pengujian dengan metode elektrolisis, semakin tebal material, laju korosi semakin rendah Material SS 316 memiliki ketahanan terhadap korosi lebih tinggi dibandingkan dengan material A 516
Terima Kasih
Tabel Hasil Pengujian Rumus Diagram Tafel Kembali
Perhitungan Laju Korosi Rumus laju korosi = K ai/nd mpy (fontana, M.G, 1986) Dimana K = konstanta (0.129 mpy) a = berat atom logam terkorosi i = kecepatan arus (μa/cm3) n = jumlah elektron valensi logam terkorosi D = density logam terkorosi (gr/ cm3) Kembali
Diagram Tafel Grafik Polarisasi untuk Specimen SS316 tebal 6 mm larutan NaCl 30% 17 14,5 12 y = 6,775x - 10,19 9,5 Potensial (mv) 7 4,5 2-0,5-3 -5,5-8 y = 1,069x 2 + 0,142x + 0,014 0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 2,25 2,5 2,75 3 3,25 3,5 3,75 y = -1,005x 2 + 0,073x - 0,014-10,5-13 -15,5 y = -6,565x + 10,88-18 Log (I/A) Kembali Perhitungan
Tingkat ketahanan korosi berdasarkan laju korosi Konversi :1 mpy = 0.0254 mm/yr = 25.4 μm/yr = 2.90 nm/yr = 0.805 pm/sec
3. METODOLOGI PENELITIAN Spesimen Uji 6 mm 6 mm 7 mm 7 mm 8 mm Amoniak NaCl 8 mm 6 mm 6 mm 7 mm 7 mm 8 mm 8 mm Keterangan : SS 316 A 516 Kembali
Rangkaian sel tiga elektroda Adaptor Current Voltage Anode (-) Cathode (+) Kembali
Y1 = 6.775 x 10.19 Y2 = -6.565 x + 10.88 Icorr Laju korosi= K a i n D a = Berat atom logam terkorosi K = 0.00327 i = Icorr n = jumlah elektron valensi logam terkorosi D =Density Kembali
Kembali
NH4OH Anion: 4OH - 2H 2 O + 4e + O 2 x1..oksidasi Kation: 2H 2 O 2OH - + H 2 + x2...reduksi Anion: 4OH - 2H 2 O + 4e + O 2 Kation: 4H 2 O + 4e 4OH - + 2H 2 + 4OH - + 4H 2 O 2H 2 O + O 2 + 4OH - + 2H 2 2H 2 O 2H 2 + O 2 Anoda: Fe Fe 2+ + 2e x 2...Oksidasi Katoda: O 2 + 2H 2 O + 4e 4OH - + x 1...Reduksi 2Fe + O 2 + 2H 2 O 2Fe 2+ + 4OH - Lanjut Kembali
NH4OH Anoda: 2Fe 2+ 2Fe 3+ + 2e x2 Katoda: O 2 + 2H 2 O + 4e 4OH - + x1 Anoda: 4Fe 2+ 4Fe 3+ + 4e Katoda: O 2 + 2H 2 O + 4e 4OH - + 4Fe 2+ + O 2 + 2H 2 O 4Fe 3+ + 4OH - 2Fe 3+ + (x + 3) H 2 O Fe 2 O 3. x H 2 O + 7OH - 2Fe 3+ + 3/2 O 2 + x H 2 O + 7 OH - Fe2O3. x H 2 O + 7 OH - Korosi Kembali
NaCl Anoda: 2Cl - Cl 2 + 2e Oksidasi Katoda: 2H 2 O + 2e H 2 + 2OH - +...Reduksi 2Cl - + 2H 2 O Cl 2 + H 2 + 2 OH - Anoda: Fe Fe 2+ + 2e x2...oksidasi Katoda: O 2 + 4H + + 4e 2H 2 O + x1...reduksi Anoda: 2Fe 2Fe 2+ + 4e Katoda: O 2 + 4H + + 4e 2H 2 O + 2Fe + O 2 + 4H + 2Fe 2+ + 2H 2 O Lanjut Kembali
NaCl Anoda: 2Fe 2+ 2Fe 3+ + 2e x2 Katoda: O 2 + 4H + + 4e 2H 2 O + x1 Anoda: 4Fe 2+ 4Fe 3+ + 4e Katoda: O 2 + 4H + + 4e 2H 2 O + 4Fe 2+ + O 2 + 4H + 4Fe 3+ + 2H 2 O 2Fe 3+ + (x + 3) H 2 O Fe 2 O 3. x H 2 O + 6H + 2Fe 3+ + 3/2 O 2 + x H 2 O + H + Fe 2 O 3 x H 2 O + 6 H + Korosi Kembali