Korosi Pada Lambung Kapal - Tugas Bakor 01 [PDF]

Citation preview

Nama NPM



: Bella Novia : 1506673214



Dikumpulkan Tanggal : 9 November 2017 Program Studi : Teknik Kimia



Tugas Korosi Korosi pada Lambung Kapal Laut Baja dengan Kadar Karbon 99% I. Jenis Korosi yang Terjadi Adapun korosi pada kapal baja dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu : a. Korosi Merata (uniform corrosion) Korosi merata (uniform corrosion) adalah jenis korosi dimana laju korosi yang terjadi pada seluruh permukaan logam atau paduan yang terpapar atau terbuka ke lingkungan berlangsung dengan laju yang hampir sama. Jenis korosi ini dapat diketahui dengan baik karena tampilannya serangannya yang menyeluruh dan seragam di semua permukaan logam. Korosi ini terjadi jika lingkungan korosif (dalam kasus ini adalah air laut) mempunyai akses yang sama ke seluruh bagian dari permukaan logam dan secara termodinamika pelat lambung kapalnya harus mempunyai komposisi kimia yang sama, yaitu baja.



Gambar 1. Korosi merata pada lambung kapal. Sumber: https://zenithtaciaibanez.wordpress.com/2015/04/16/korosi/ b. Korosi Erosi (erosion corrosion) Korosi erosi (erosion corrosion) adalah korosi yang terjadi pada permukaan logam yang disebabkan aliran fluida (dalam kasus ini adalah air laut) 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. Pelat lambung kapal yang mengalami korosi erosi akan menimbulkan bagian-bagian yang kasar dan tajam.



Gambar 2. Korosi erosi pada lambung kapal. Sumber: http://www.amteccorrosion.co.uk/m_soadhbc.html Kedua jenis korosi ini berjalan dengan bersamaan hingga mampu membentuk karat-karat pada pelat lambung kapal. II. Proses Korosi yang Terjadi a. Korosi Merata pada Lambung Kapal Proses terjadinya korosi merata secara umum adalah melalui beberapa tahap berikut ini: 1. Pada awalnya ada interaksi antara larutan berair laut dengan permukaan baja yang bebas membentuk sel korosi mikro yang bersifat elektrokimia, dimana butir kristal logam akan bertindak sebagai katoda karena mempunyai energi yang relatif lebih rendah daripada unsur karbon dan atau senyawa karbida dibatas butir. 2. Reaksi elektrokimia lebih lanjut akan terjadi antara butir kristal sebagai anoda karena mempunyai energi yang lebih tinggi daripada produk korosi tahap pertama. 3. Produk korosi yang sifatnya tidak melekat pada permukaan logam dasar, akan mengakibatkan reaksi korosi secara elektrokimia berlangsung berkelanjutan. Korosi merata berlangsung secara lambat dan korosi ini dipicu oleh korosi yang mula-mula terjadi pada sebagian permukaan logam sehingga dengan bertambahnya waktu akan menyebar ke seluruh permukaan logam. Korosi merata lebih mudah diidentifikasi dibandingkan dengan bentuk-bentuk korosi lainnya, sehingga umur dari suatu logam dapat ditentukan dan proses korosi dapat dikendalikan.



Gambar 3. Mekanisme korosi merata. Sumber: http://cohencool.blogspot.co.id/2016/10/serangan-klorida-pada-beton.html b. Korosi Erosi pada Lambung Kapal Proses terjadinya korosi erosi secara umum adalah melalui beberapa tahap berikut ini:



1. Pada tahap pertama terjadi serangan oleh gelembung udara yang menempel di permukaan lapisan pelindung logam, karena adanya aliran turbulen yang melintas di atas permukaan logam tersebut. 2. Pada tahap kedua gelembung udara tersebut mengikis dan merusak lapisan pelindung. 3. Tahap ketiga, pada tahap ini laju korosi semakin meningkat, karena lapisan pelindung telah hilang. Logam yang berada di bawah lapisan pelindung mulai terkorosi, sehingga membentuk cekungan, kemudian terjadi pembentukan kembali lapisan pelindung dan logam menjadi tidak rata.



Gambar 4. Mekanisme korosi erosi pada lambung kapal. Sumber: http://farhan027mercubuana.blogspot.co.id/2015/10/korosi-atau-prosesperkaratan.html Bila aliran terus mengalir, maka akan terjadi serangan kembali oleh gelembung udara yang terbawa oleh aliran. Serangan ini akan mengikis dan merusak lapisan pelindung yang baru saja terbentuk. Rusaknya lapisan pelindung ini mengakibatkan serangan lebih lanjut pada logam yang lebih dalam, mengakibatkan cekungan menjadi lebih dalam dan permukaan semakin tidak merata. Begitu seterusnya untuk serangan berikutnya. Korosi erosi ini mudah dikenali karena dapat menciptakan efek-efek berupa cerukan yang mengikuti pola alirannya atau lubang-lubang bundar. Efek-efek khas yang dihasilkan oleh korosi erosi ini terjadi akibat ketergantungan laju erosi terhadap waktu, dimana laju erosi juga dipengaruhi juga oleh tekstur permukaan logam. Pada permukaan yang lembut, laju erosi lambat, tetapi akan menjadi cepat apabila kekasaran permukaan telah mencapai kedalaman tertentu, selapis air akan menempel ke permukaan atau terperangkap di dalam ceruk-ceruk dan ini mengurangi efek korosi yang ditimbulkan oleh aliran selanjutnya. Sebagai akibatnya, jika dilakukan pengamatan laju erosi akan menurun setelah laju maksimum tercapai. III. Reaksi Kimia yang Terjadi a. Korosi Merata pada Lambung Kapal Korosi pada logam terjadi karena adanya reaksi redoks antara logam dengan lingkungannya. Korosi merata berlangsung secara lambat dan korosi ini dipicu oleh



korosi yang mula-mula terjadi pada sebagian permukaan logam sehingga dengan bertambahnya waktu akan menyebar ke seluruh permukaan logam. Korosi merata yang terjadi pada logam besi prosesnya bisa digambarkan sebagai berikut : Reaksi yang terjadi adalah : Fe(s)  Fe2+ + 2e(reaksi oksidasi ) Ketika media berkontak/berinteraksi dengan atmosfer, maka akan mengandung oksigen terlarut. Air dan air laut relatif bersifat netral, maka reaksi katodiknya adalah: O2 + 2H2O + 4e-  4OH- (reaksi reduksi) Endapan besi hidroksida yang dihasilkan bersifat tidak stabil dalam larutan beroksigen, sehingga senyawa tersebut teroksidasi membentuk garam besi : 2Fe + O2 + 2H2O  2Fe(OH)2 b. Korosi Erosi pada Lambung Kapal Untuk korosi erosi, tidak terdapat reaksi yang terjadi. Hal ini dikarenakan korosi yang terjadi disebabkan oleh turbulensi aliran yang mengenai permukaan pelat lambung kapal. IV. Penanganan dan Pencegahan Korosi Untuk melindungi pelat lambung kapal terhadap serangan korosi air laut, digunakan dua buah cara, yaitu : a. Perlindungan secara aktif (dengan metode Cathodic Protection) Proteksi Katodik (Cathodic Protection) adalah teknik yang digunakan untuk mengendalikan korosi pada permukaan logam, dengan menjadikan permukaan logam tersebut sebagai katoda dari sel elektrokimia. Proteksi katodik ini merupakan metode yang umum digunakan untuk melindungi struktur logam dari korosi. Sistem proteksi katodik ini biasanya digunakan untuk melindungi baja, jalur pipa, tangki, tiang pancang, kapal, anjungan lepas pantai, dan casing (selubung) sumur minyak di darat. Dengan perancangan yang tepat, laju oksidasi pada logam yang dilindungi dapat ditekan, sehingga laju oksidasi tersebut dapat diabaikan. Jika hal itu terjadi, maka dapat dikatakan proteksi katodik telah efektif. Efek samping dari penggunaan yang tidak tepat adalah timbulnya molekul hidrogen yang dapatterserap ke dalam logam sehingga menyebabkan hydrogen embrittlement (kegetasan hidrogen). Proteksi katodik adalah cara yang efektif dalam mencegah stress corrosion cracking (retak karena korosi). Proteksi katodik tercapai dengan menyuplai elektron ke struktur logam yang dilindungi. Jika arus mengalir dari kutub (+) ke (-), maka struktur terlindungi. Jika arus memasuki struktur/logam melalui elektrolit, maka struktur tidak terlindungi. Proteksi katodik tidak dapat bekerja pada struktur yang terekspos di lingkungan udara bebas (atmosfer) karena udara merupakan elektrolit lemah yang menghambat



terjadinya aliran arus dari anoda ke katoda. Efektifitas proteksi katodik memungkinkan baja karbon untuk digunakan dalam lingkungan yang sangat korosif, seperti air laut atau tanah dengan tingkat keasaman yang tinggi. Secara umum, proteksi katoda terbagi menjadi dua jenis, yaitu : - Sacrificial anode : Sistem ini tidak menggunakan sumber arus dan hanya memakai anoda yang akan dikorbankan. Dalam mendesain perlindungan katoda, yang pertama kali dianalisa adalah komposisi material anoda yang akan dikorbankan. Anoda haruslah lebih bersifat korosif daripada katoda. Kalau sifat material anoda sama korosif atau tidak lebih korosif daripada katoda yang akan dilindungi, maka tujuan proteksi katoda tidak tercapai. Komposisi anoda terkait erat dengan lokasi penempatannya. Anoda yang akan ditempatkan di pinggir pantai atau di laut akan berbeda dengan anoda yang akan ditempatkan di tanah pada ketinggian tertentu. Derajat oksidasi untuk tiap tempat berbeda satu sama lain. Sehingga, kecepatan penggerusan katoda pun akan berlainan. - Impressed Current Cathodic Protection : Untuk struktur (bangunan) yang lebih besar, ICCP sangat diperlukan untuk perlindungan yang menyeluruh. Sistem Impressed Current Cathodic Protection (ICCP) menggunakan anoda yang dihubungkan dengan sumber arus searah (DC) yang dinamakan cathodic protection rectifier. Anoda untuk sistem ICCP dapat berbentuk batangan tubular atau pita panjang dari berbagai material khusus. Material ini dapat berupa high silikon cast iron (campuran besi dan silikon), grafit, campuran logam oksida, platina, dan niobium serta material lainnya. Tipe sistem ICCP yang umum untuk jalur pipa terdiri dari rectifier bertenaga arus bolak-balok (AC) dengan output arus DC maksimum antara 10 - 50 ampere dan 50 volt. Terminal positif dari output DC tersebut dihubungkan melalui kabel ke anoda-anoda yang ditanam didalam tanah. Banyak aplikasi menanam anoda hingga kedalaman 60 m (200 kaki) dengan diameter lubang 25 cm (10 inchi) serta ditimbun dengan conductive coke (material yang dapat meningkatkan performa dan umur dari anoda). b. Perlindungan secara pasif (dengan proses pengecatan kapal atau coating) Cat kapal difungsikan untuk melindungi bagian kapal agar terhindar dari korosi dalam jangka waktu yang cukup lama. Sifat proteksi pada cat kapal sangat diutamakan mengingat kapal terus menerus berhadapan dengan air laut yang mengandung garam yang sangat tinggi (NaCl), disamping itu cat kapal sendiri juga berhadapan langsungdengan cuaca yang tiada henti-hentinya, yaitu hujan, panas dan dingin. Kombinasi resin dan pigment serta additive dalam material cat kapal mempunyai sifat atau karakteristik yang sangat baik. Bagian kapal besi yang perlu perhatian khusus adalah underwater atau bawah air laut, karena bagian ini merupakan bagian kapal yang selalu terendam kedalam air, apalagi air yang dihadapi adalah air laut, dimana air laut ini mengandung kadar garam laut (NaCl) yang sangat tinggi, sehingga mudah sekali terjadi korosi. Proses pengecatannya pun terdiri dari 3 lapisan diantaranya : Primer coat, Intermediate coat, dan finish coat. Proses pengecatan dengan menggunakan primer coat yang mempunyai ketahanan anti korosi yang sangat baik, primer coat ini hendaknya mempunyai pigment yang berbasis zinc pigment, dimana zinc pigment ini dapat



mencegah besi terkorosi, baik oleh air maupun air laut. Setelah itu, dilanjutkan dengan proses pengecatan dengan menggunakan intermediate coat, yang berfungsi sebagai pelindung lambung kapal agar tidak teresap air laut langsung dan sebagai penebal cat. Setelah itu, dilanjutkan dengan proses pengecatan dengan menggunakan anti fouling, yang berfungsi sebagai pelindung lambung kapal bagian bawah yang terendam air laut agar tidak ditumbuhi lumut dan tertempel binatang laut. Untuk pengecatan bagian yang tidak terendam air laut langsung, tetapi kadang kala bersentuhan dengan air laut, pada bagian ini biasanya kita sebut sebagai bagian boot top. Pengecatan pada Boot top terdiri dari 3 lapisan, diantaranya Primer Coat, Intermediate Coat dan Finish Coat. Sama seperti halnya pada pengecatan bagian underwater, fungsi primer coat dan intermediate coat adalah sama. Untuk finish coat, fungsinya adalah sebagai decorative paint yang mempunyai agen sebagai anti weathering (anti cuaca) juga berfungsi sebagai anti gores atau gesekan. Finish coat ini mempunyai ketahanan usia hingga 5 tahun lebih. Pada pengecatan kapal besi untuk bagian top side, cat primer coat dianjurkan yang mempunyai basis resin dan pigment yang tahan terhadap korosi dan cuaca. karena akan berhadapan langsung dengan matahari dan hujan. Sinar ultraviolet serta air hujan yang mengandung asam serta basa dapat mengakibatkan kapal besi mudah terkorosi. Pada pengecatan finich coat kapal besi untuk bagian top side, dianjurkan material cat yang mempunyai dua fungsi, diantaranya fungsi sebagai decorative dan protective. Pada fungsi decorative, finish coat untuk top side hendaknya ada pilihan warna sesuai dengan permintaan customer, sedangkan pada fungsi protective, finish coat mempunyai ketahanan terhadap sinar ultraviolet matahari dan cuaca air hujan. Referensi : Baboian, Robert. 2005. Corrosion Tests and Standards. Baltimore, ND: ASTM International Piron, Dominique L. 1991. The Electrochemistry of Corrosion. USA: NACE (National Association of Corrosion Engineers) Purba,Michael.1997. Ilmu Kimia Untuk SMU Kelas 3. Jakarta: Erlangga Reuben, R. 1990. Corrosion and defect evaluation in Marine Technology Reference Book. London: Butherworths