KOROSI

PENGERTIAN KOROSI

Korosi adalah reaksi redoks antara suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tak dikehendaki. Dalam bahasa sehari-hari, korosi disebut perkaratan.

BENTUK-BENTUK KOROSI

1. KOROSI MERATA (UNIFORM ATTACK)

Logam mengalami kerusakan dengan laju yang sama hampir di seluruh permukaan

Relatif tidak berbahaya karena kerusakannya mudah terlihat, sehingga umur logam dapat diperhitungkan

Cara pengendaliannya a.l : coating, proteksi katodik, inhibitor dan pemilihan logm yang sesuai dengan lingkungan

2. KOROSI GALVANIK

Terjadi bila dua logam atau lebih yang berada dalam suatu lingkungan dan saling berhubungan, sehingga timbul tegangan listrik

Logam yang potensialnya lebih tinggi akan bersifat katodik dan yang lebih rendah bersifat anodik, sehingga terjadi reaksi oksidasi

Faktor yang mempengaruhi antara lain : beda potensila, kondisi lingkungan, jarak dan perbandingan luas permukaan

Electromotif Force

PENGENDALIAN KOROSI GALVANIK

3. KOROSI CELAH (CREVICE CORROSION)

4. KOROSI SUMURAN (PITTING CORROSION)

5. KOROSI SELEKTIF (SELECTIVE LEACHING)

Terlarutnya suatu unsur yang bersifat lebih anodik dari suatu paduan.

Contohnya : terlarutnya seng dari kuningan (dezincfication), sehingga yang tertinggal hanya tembaga

Cara pengendaliannya : penggunaan paduan yang tahan korosi selektif, misalnya paduan kuningan yang ditambahkan unsur AS, Sb, Pb

6. KOROSI EROSI

Peningkatan laju kerusakan logam akibat aliran fluida yang bersifat korosif pada permukaan logam.

Faktor yang mempengaruhi : kecepatan aliran fluida, turbulensi, tumbukan, dan sifat-sifat logam/paduan

Termasuk dalam kelompok ini adalah korosi kavitasi dan korosi gesekan

Jika permukaan logam kasar, maka erosi semakin dahsyat

7. KOROSI ANTAR BUTIR (INTERGRANULAR)

Terjadi baja tahan karat (Stainless Steel – SS), akibat perlakuan panas atau pengelasan pada temperatur sekitar 450 – 800 degC, sehingga terbentuk karbida krom (Cr23C6) pada batas butir

Pengendalian yang dapat dilakukan :

1. Soluion quenching : memanaskan SS pada temperatur 1050 – 1150 degC, kemudian di dinginkan dengan cepat (water quenching), sehingga karbida karbon larut dalam baja
2. Penambahan unsur pembentuk karbida / stabilizer, mis: Titanium, Colombium, tantalum untuk mencegah terjadinya karbida krom
3. Penurunan kadar karbon

8. KOROSI TEGANGAN (STRESS CORROSION CRACKING – SCC)

Terjadi akibat adanya aksi gabungan antara lingkungan korosif dan tegangan statis

Faktor yang mempengaruhi : temperatur, komposisi logam, tegangan dan struktur logam

Pengendalian SCC :

1. Mengganti paduan logam yang digunakan
2. Menggunakan proteksi katodik
3. Menggunakan inhibitor
4. Mengurangi tegangan statis

Sumber: http://otomotifkipunsri.blogspot.com/2010/12/material-teknik-korosi.html

Terminologi Galvanis

Fuad Abdillah, ST, MT.

Acid Packling	Asam yang digunakan untuk menghilangkan karat dan mill scale sebelum digalvanis
Alloy Layors	Lapisan galvanis yang terbentuk dari serangkaian lapisan alloy dari paduan seng-besi (Zn-Fe) dan pada lapisan luarnya adalah lapisan seng. Lapisan alloy ini akan mempertinggi daya tahan terhadap abrasi dan jika dikendaki lapisan yang lebih tebal dapat diaplikasikan disini (misalnya dengan memperpanjang waktu celupnya)
Ash	Adalah produk oksidasi seng dari hasil reaksi seng cair dengan udara dan flux yang menempel pada permukaan baja dan yang mengapung pada permukaan seng cair panas di ketel galvanis. Zinc ash ini dapat diproses kembali untuk mendapatkan kembali logam seng serta compoundnya
Bare Spot	Kerusakan pada lapisan galvanis disebabkan oleh pembersihan yang kurang sempurna sebelum di hot dip
Beam Work	Adalah dipping beams yang digunakan pada proses galvanis sebagai alat bantu tempat bergantungnya material pada beam yang digantung dengan bantuan kaitan atau kawat untuk memperkecil kerugian zinc
Centrifuge Work	Material-material kecil digalvanis dengan cara dimasukkan ke dalam semacam keranjang berbentuk silinder, lalu diputar cepat untuk membuang seng cair panas yang tersisa. Biasanya untuk menggalvanis fasteners, washers, rantai, brackets dan baut.
Cathodic Protection	Proteksi terhadap besi dan baja dengan logam yang lebih reaktif seperti seng. Baja yang sudah digalvanis dan mengalami kerusakan mekanik akan terlindungi dari korosi karena efek ini
Degreasing	Semua material yang akan digalvanis pertama-tama harus dimasukkan ke dalam bak Caustic Soda untuk menghilangkan zat organik yang menempel pada permukaannya.
Chain Work	Material yang besar, panjang dan kaku yang dicelup dengan digantung memakai rantai dikategorikan sebagai chain work pada proses galvanis.
Coating Thickness	Ketebalan dari HDG ditentukan oleh metalurgi, kondisi permukaan dan ketebalan dari baja dan biasanya diukur dalam satuan gram per meter persegi atau mikron
Continuous Galvanizing	Baja lembaran, kawat dan beberapa tube section digalvanis secara continuous (berkesinambungan). Lapisan yang terbentuk relatif tipis dan lembut
Corrosion Rate	Kecepatan korosi dari lapisan galvanis dapat diprediksi, oleh karena itu umur dari lapisan itu dapat secara akurat diestimasikan dalam lingkungan yang dikenal. Rate dari kehilangan logam pada reaksi kimia atau reaksi electrochemical.
Double End Dipping	Material fabrikasi atau section yang panjang atau lebar dapat digalvanis dengan pencelupan ganda pada kedua ujungnya secara bergantian
Dross Inclusion	Lapisan HDG bisa mendapatkan inklusi di dalam lapisannya yang disebabkan oleh menempelnya kristal dross yang mengapung di dalam seng cair. Inklusi ini tidak mempengaruhi daya tahan dari lapisan itu sendiri
Dross	Adalah hasil reaksi antara baja dengan seng di dalam ketel zinc. Dross adalah kristal seng-besi yang lebih berat dari seng dan mempunyai titik cair yang lebih tinggi pula daripada seng. Dross harus secara periodik diambil dari dasar bak untuk mempertahankan kedalaman yang optimal.
Draining	Semua terial yang akan digalvanis harus dapat dilalui oleh seng cair keluar/masuk dari material tersebut sewaktu proses pencelupan di dalam bak seng
Embrittlement	Kerapuhan dapat terjadi pada material baja yang digalvanis disebabkan karena “excessive cold working” (misalnya pada cold bending > 900) ata pada acid pickling untuk baja high strength (hydrogen embrittlement karena penetrasi hydrogen ke dalam baja)
Fluxing	Sebelum memasuki bak pencelupan HDG dan sesudah proses pretreatment, baja di flux ke dalam larutan untuk mempertahankan kondisi permukaan yang sudah bersih untuk digalvanis. Untuk membantu proses pengeringan larutan ini bisa dipanaskan sampai 600 C
Galvanizing	Pelapisan baja dengan mencelupkannya ke dalam cairan seng panas
Grey Coatings	Beberapa jenis baja dapat menghasilkan lapisan galvanis yang berwarna abu-abu kelam. Lapisan ini tidak memiliki seng bebas pada permukaannya dan cenderung lebih tebal dan daya tahannya terdadap benturan agak berkurang dibandingkan dengan lapisan yang mengkilap
Hardness of Galvanized Coating	Komponen seng pada lapisan galvanis kekerasannya kurang lebih setengah dari kekerasan mild steel. Sedangkan lapisan alloy yang terbentuk pada HDG kekerasannya dua kali dari kekerasan mild steel
Hydrogen Embrittlement	Baja yang mempunyai tegan leleh (yield strength) > 100 mP memiliki kecendrungan kerapuhan disebabkan oleh penetrasi hydrogen ke dalam struktur kristal dari baja tersebut pada saat proses acid pickling
Jig	Rangka baja sebagai alat bantu kerja untuk proses galvanis. Jig khusus didesain untuk produk yang spesifik untuk mengoptimalkan kualitas dan produktivitas
Magnetic Testing	Ketebalan lapisan galvanis diukur mulai dari jarak permukaan sampai permukaan baja dibawahnya
Normalising	Suhu galvanis (4500 C) tidak mempengaruhi kekuatan dari baja itu sendiri tetapi hanya berpengaruh pada pengurangan tegangan pada bagian yang dilas (stress relieving effect)
Passivation	Lapisan galvanis dibuat pasif dengan cara di quenching ke dalam larutan sodium bichromat lemah untuk menghindari oksidasi awal dari lapisan seng disebabkan karena bersentuhan dengan embun atau air hujan
Phosphorous	Baja dengan kandungan phospor yang tinggi (ada kaitannya dengan silicon) adalah sangat reaktif dengan seng cair sehingga akan menimbulkan lapisan yang tebal berwarna keabu-abuan
Repairs	Lapisan galvanis yang rusak dapat diperbaiki melalui sistem touch up menggunakan zinc rich paint yang direkomendasikan dan menggunakan zinc repair stick
Silicon Killed Steel	Beberapa jenis baja dengan kandungan silicon yang tinggi sangat reaktif terhadap seng cair dan dapat menghasilkan lapisan yang tebalnya dapat mencapai beberapa kali terhadap ketebalan standar. Lapisan yang terbentuk warnanya lebih gelap dan lebih rentan terhadap kerusakan mekanik, tetapi sebaliknya mempunyai daya tahan yang tinggi terhadap korosi
Strain Ageing	Baja yang mengalami pembentukan dingin secara ekstrem dapat menjadi rapuh pada waktu digalvanis disebabkan karena panas yang ditimbulkan sewaktu proses galvanis dapat memacu stress effects dari pembentukan dingin tersebut
Venting	Semua bagian yang berisi udara harus diberi ventilasi yang cukup untuk memungkinkan udara dan uap air dapat keluar dari situ pada waktu pencelupan ke dalam seng cair panas. Material yang akan dicelup harus diperhatikan agar seng cair dapat masuk ke dalam rongga-rongga serta ada udara yang dapat keluar dari situ agar material tersebut dapat tenggelam ke dalam cairan seng panas dan agar seng cair dapat menjangkau seluruh permukaan selama proses pencelupan.
Welding	Pengelasan untuk material yang sudah digalvanis memerlukan ventilasi yang benar dan harus menggunakan elektroda las serta menggunakan teknik pengelasan yang benar
Wet Storage Stain	Pada saat baja baru saja digalvanis, seng terlepas dari semua lapisan oksida pelindung. Jika air murni (embun atau air hujan) berhubungan dalam jangka lama dengan seng dalam kondisi ini, maka seng akan beraksi dengan air menjadi hidroksida seng; berupa deposit oksida putih. Passivasi sesudah galvanis dengan ventilasi dan drainage yang cukup akan mencegah timbulnya “white storage staining”
Zinc Carbonate Film	Oksida film ini memberikan daya tahan yang baik sekali terhadap korosi dengan udara sekitarnya. Oleh karena lapisan ini dapat menebal sendiri dipengaruhi cuaca, maka pada lapisan galvanis akan timbul warna yang khas abu-abu muda

Sumber :  http://ptmikipveteran.blogspot.com/2011/03/teknik-korosi.html

PROSES PENGECORAN LOGAM

               Proses pengecoran meliputi: pembuatan cetakan, persiapan dan peleburan logam, penuangan logam cair ke dalam cetakan, pembersihan coran dan proses daur ulang pasir cetakan. Produk pengecoran disebut coran atau benda cor. Berat coran itu sendiri berbeda, mulai dari beberapa ratus gram sampai beberapa ton dengan komposisi yang berbeda, mulai dari beberapa ratus gram sampai beberapa ton dengan komposisi yang berbeda dan hamper semua logam atau paduan dapat dilebur dan dicor.

               Proses pengecoran secara garis besar dapat dibedakan dalam proses pengecoran dan proses percetakan. Pada proses pengeceron tidak digunakan tekanan sewaktu mengisi rongga cetakan, sedang pada proses pencetakan logam cair ditekan agar mengisi rongga cetakan. Karena pengisian logam berbeda, cetakan pun berbeda, sehingga pada proses percetakan cetakan umumnya dibuat dari loga. Pada proses pengecoran cetakan biasanya dibuat dari pasir meskipun ada kalanya digunakan pula plaster, lempung, keramik atau bahan tahan api lainnya.

              

PASIR

Ada dua cara pengecoran dengan menggunakan cetakan pasir. Pembagian dilakukan berdasarkan jenis pola yang digunakan:

1)      Pola yang dapat digunakan berulang-ulang dan

2)      Pola sekali pakai

Urutan pembahasan proses pengecoran adalah sebagai berikut:

1.      Prosedur pembuatan cetakan

2.      Pembuatan pola

3.      Pasir

4.      Inti

5.      Peralatan (mekanik)

6.      Logam (telah dibahas dalam Bab 3 dan Bab 4)

7.      Penuangan dan pembersihan benda cor.

PROSEDUR PEMBUATAN CETAKAN

Cetakan diklasifikasikan berdasarkan bahan yang digunakan:

1.      Cetakan pasir basah (green-sand molds)

Cetakan dibuat dari pasir cetak basah. Prosedur pembuatannya dapat dilihat pada gambar 5.2.

2.      Cetakan kulit kering (Skin dried mold)

3.      Cetakan pasir kering (Dry-sand molds)

Cetakan dibuat dari pasir yang kasar dengan bahan pengikat

4.      Cetakan lempung (Loan molds)

5.      Cetakan furan (Furan molds)

6.      Cetakan CO₂

7.      Cetakan logam      Cetakan logam terutama digunakan pada proses cetak-tekan (die casting) logam dengan suhu cair rendah.

8.      Cetakan khusus     Cetakan khusus dapat dibuat dari plastic, kertas, kayu semen, plaster, atau karet. 

Proses pembuatan cetakan yang dilakukan di pabrik-pabrik pengecoran dapat di kelompokkan sebagai berikut:

1.      Pembuatan cetakan di meja (Bench molding)

Dilakukan untuk benda cor yang kecil.

2.      Pembuatan cetakan di lantai (Floor molding)

Dilakukan untuk benda cor berukuran sedang atau besar

3.      Pembuatan cetakan sumuran (pit molding)

4.      Pembuatan cetakan dengan mesin (machine molding)

Pembuatan Cetakan

Sebagai contoh akan diuraikan pembuatan roda gigi seperti pada Gambar 5.2 di bawah ini. Cetakan dibuat dalam rangka cetak (flak) yang terdiri dari dua bagian, bagian atas disebut kup dan bagian bawah disebut drag. Pak kotak cetak yang terdiri dari tiga bagian, bagian tengahnya disebut cheek. Kedua bagian kotak cetakan disatukan pada tempat tertentu dengan lubang dan pin.

 Keuntungan dari proses cetak sekali pakai ini meliputi :

1.      Sangat tepat untuk mengecor benda-benda dalam jumlah kecil

2.      Tidak memerlukan pemesinan lagi

3.      Menghemat bahan coran

4.      Permukaan mulus

5.      Tidak diperlukan pembuatan pola belahan kayu yang rumit

6.      Tidak diperlukan inti atau kotak inti

7.      Pengecoran jauh lebih sederhana

Kerugiannya adalah :

1.      Pola rusak sewaktu dilakukan pengecoran

2.      Pola lebih mudah rusak, oleh karena itu memerlukan penangangan yang lebih sederhana.

3.      Pada pembuatan pola tidak dapat digunakan mesin mekanik

4.      Tidak ada kemungkinan untuk memeriksa keadaan rongga cetakan

SALURAN MASUK, PENAMBAH, DAN KARAKTERISTIK PEMBEKUAN

               Sistem saluran masuk (gating system) untuk mengalirkan logam cair ke dalam rongga cetakan, terdiri dari cawan tuang, saluran turun, pengalir dan saluran masuk tempat logam mengalir memasuki rongga cetakan. Fungsi system saluran masuk perlu dirancang dengan mantap dengan mempertimbangkan faktor-faktor berikut:

1.      Aliran logam hendaknya memasuki rongga cetakan pada dasar atau dekat dasarnya dengan turbulensi seminimal mungkin. Hal ini perlu diperhatikan, khususnya pada benda tuang yang kecil

2.      Pengikisan dinding saluran masuk dan permukaan rongga cetakan harus ditekan dengan mengatur aliran logam cair atau dengan menggunakan inti pasir kering.

3.      Aliran logam cair yang masuk harus diatur sedemikian sehingga terjadi solidifikasi terarah. Solidifikasi hendaknya mulai dari permukaan cetakan kea rah logam cair sehingga selalu ada logam cair cadangan untuk menutupi kekurangan akibat penyusutan.

4.      Usahakanlah agar slag, kotoran atau partikel asing tidak dapat masuk ke dalam rongga cetakan

Ketepatan Ukuran Coran

Pada pembuatan pola harus diperhatikan beberapa hal antara lain: pengaruh penyusutan logam cair, ketirusan, penyelesaian, distorsi dan kelonggaran, sehingga kita dapat memperoleh benda cor yang benar-benar sesuai dengan benda yang akan dibuat.

Penyusutan

Karena hampir semua jenis logam menyusut pada waktu pembekuan, pada waktu membuat pola perlu ditambahkan ukuran penyusutan. Untuk kemudahan, untuk besi cor dapat digunakan mister susut yang 1,04% atau 0,00104 mm/mm lebih panjang dari ukuran standar. Direncanakan suatu roda gigi yang bila pemesinan telah selesai, mempunyai diameter luar 150 mm. Untuk brons perlu ditambah 1,56%, baja 2,08%, aluminium dan magnesium 1,30%.

Tirus

Bila pola yang dapat diangkat dikeluarkan dari cetakan, kadang-kadang tepi cetakan pasir yang bersentuhan dengan pola terangkat. Oleh karena itu untuk memudahkan pengeluaran pola, maka sisi tegak pola dimiringkan. Untuk permukaan luar, biasanya dipakai penambahan sebesar 1,04% hingga 2,08%. Untuk lubang di sebelah dalam dapat digunakan kemiringan sampai 6,25%.

Penyelesaian

Permukaan coran yang akan mengalami pemesinan biasanya diberi tanda tertentu. Tanda tersebut berarti bahwa pola harus dipertebal, sehingga cukup bahan untuk diselesaikan. Umumnya penambahan adalah 3,0 mm. Untuk pola yang besar suaian tersebut harus ditambah karena ada kemungkinan bahwa benda cor akan melengkung.

Distorsi

Distorsi terjadi pada benda coran dengan bentuk yang tidak teratur karena sewaktu membeku terjadi penyusutan yang tidak merata. Kemungkinan ini perlu diperhitungkan sewaktu membuat pola.

Kelonggaran

Bila pasir di sekitar pola ditumbuk-tumbuk kemudian pola dilepaskan, pada umumnya ruangan pola akan lebih besar sedikit. Pada benda cor yang besar atau benda cor yang tidak mengalami penyelesaian, hal ini dapat diatasi dengan membuat pola yang kecil sedikit.

Bahan Pola

Langkah pertama dalam pembuatan suatu benda cor ialah: persiapan pola. Pola ini agak berbeda dibandingkan dengan benda cornya sendiri. Perbedaan tersebut mencakup suaian pola untuk mengimbangi penyusutan dan pemesinan dan penambahan lainnya unutk memudahkan pengecoran.

               Pola biasanya dibuat dari kayu karena relative murah dan mudah dibentuk. Karena penggunaan pola biasanya terbatas, pola tidak perlu dibuat dari bahan awet.

               Sebaliknya pola yang diperlukan untuk produksi dalam jumlah yang banyak biasanya dibuat dari logam karena lebih awet dalam penggunaan.

               Pola logam tidak berubah bentuk dan rata-rata tidak memerlukan perawatan khusus. Jenis logam yang banyak digunakan untuk pola ialah kuningan, besi cord an aluminium. Aluminium banyak digunakan karena mudah dibentuk, ringan dan tahan korosi. Pola logam biasanya dicor mengikuti pola induk yang terbuat dari kayu.

PASIR

Jenis Pasir

Pasir silica (SiO₂), ditemukan di banyak tempat, dan tersebar di seluruh Nusantara. Pasir ini sangat cocok untuk cetakan karena tahan suhu tinggi tanpa terjadi penguraian, murah harganya, awet dan butirannya mempunyai bermacam tingkat kebesaran dan bentuk. Namun, angka muainya tinggi dan memiliki kecenderungan untuk melebur menjadi satu dengan logam. Karena kandungan debu yang cukup tinggi, dapat berbahaya bagi kesehatan.

PENGUJIAN PASIR

Pasir cetakan perlu diuji secara berkala untuk mengetahui sifat-sifatnya. Pengujian yang lazim diterapkan adalah pengujian mekanik untuk menentukan sifat-sifat pasir sebagai berikut:

1.      Permeabilitas. Porositas pasir memungkinkan pelepasan gas dan uap yang terbentuk dalam cetakan

2.      Kekuatan. Pasir harus memiliki gaya kohesi, kadar air dan lempung, mempengaruhi sifat-sifat cetakan.

3.      Ketahanan terhadap suhu tinggi. Pasir harus tahan terhadap suhu tinggi tanpa melebur.

4.      Ukuran dan bentuk butiran. Ukuran butiran pasir harus sesuai dengan sifat permukaan yang dihasilkan. Butiran harus berbentuk tidak teratur sehingga memiliki kekuatan ikatan yang memadai.

Pengujian Kekerasan Cetakan Inti

Pada gambar 5.10 tampak alat pengukur kekerasan cetakan. Prinsip kerjanya adalah sederhana, bola baja f 5,08 m ditekan ke dalam permukaan cetakan oleh per (gaya 2,3 N). kedalaman penetrasi yang diukur dalam millimeter menjadi indikasi dari pada kekerasan. Cetakan dengan pemadatan sedang mempunyai nilai kekerasan : 75.