Pengendalian Korosi Dan Inhibitor Korosi

PENGENDALIAN KOROSI DAN INHIBITOR KOROSI Rio Naviano (K2511042) JurusanPendidikanTeknikdanKejuruan PendidikanTeknikMesinUnivesitasSebelasMaret Jl. Ahmad Yani No. 200 Surakarta Telp.(0271) 718419 Fax. (0271) 716266

ABSTRAK Korosi adalah proses pengrusakan pengrusakan

logam akibat reaksi elektrokimia antara logam logam dengan

lingkungannya.Proses korosi terjadi secara alamiah yaitu logam kembali bersenyawa dengan oksigen sebagaimana bahanbaku (ores) pada proses ekstraksi metalurgi pembuatan logam yang  juga bersenyawa dengan oksigen.Sehingga korosi adalah kebalikan dari proses ekstraksi metallurgy dimana sejumlah energy yangdibutuhkan untuk proses pembuatan logam kembali dilepaskan pada  proses korosi. Proses terjadinyakorosi pada suatu logam membentuk suatu sel elektrokimia yang terdiri dari: anoda, katoda, larutanelektrolit dan hubungan listrik antara anoda dan katoda. Maka menghilangkan salah satu dari ke -4 unsurtersebut akan dapat menghentikan proses korosi. Ini menjadi prinsip dasar dalam pengendalian prosespengkorosian logam, yaitu mengusahakan untuk mengontrol pertukaran ion antara logam (anoda) denganlingkungannya (katoda) dalam suatu media yang dapat menghantarkan arus listrik (elektrolit). Adabeberapa macam tatacara  pengendalian korosi yaitu pemilihan bahan yang tepat, perancangan instalasiyang benar, pelapisan atau rekayasa permukaan, proteksi katodik dan pengondisian pengondisian lingkungan.

Makakemampuan

seorang perancang dalam memahami proses terjadinya korosi akan menentukan jenispengendalian korosi yang sesuai; oleh karena prinsip terjadinya korosi dipicu oleh hal yang hampir sama,sehingga ke 5 jenis metode pengendalian korosi tersebut sering digunakan secara parallel satu denganlainnya untuk efisiensi biaya. Kata kunci : Pengendalian Pengendalian korosi, inhibitor

mengantisipasi

PENDAHULUAN

Korosi

produknya,

muncul

kehidupan

pada

manusia

beberapa

bidang

terutama

yang

menyangkut dengan bahan-bahan dari jenis logam

sehingga

mengenalnya

mayoritas

sebagai

manusia

pengkaratan

atau

pengeroposan yang berdampak negative dan perlu untuk dihindari. Oleh karena besarnya dampak yang ditimbulkan oleh korosi dalam kehidupan, sehingga manusia melakukan berbagai upaya teknis untuk melawan atau meminimalkan proses yang terjadi secara alamiah ini. Beberapa perusahaan besar menyediakan biaya yang sangat besar untuk

masalah

semisal

korosi

pada

perusahaan

yang

bergerak dalam bidang otomotif dengan penggunaan logam yang dominan, demikian halnya dengan perusahaan yang bergerak dalam bidang industri pesawat terbang, pusat pembangkit tenaga listrik, industri kimia, serta bangunan berstruktur beton dan rangka baja. Maka dari tahapan perencanaan, pengoperasian dan pemeliharaannya harus disupervisi oleh ahli korosi yang bertanggung  jawab untuk meminimalisir biaya dan resiko yang mungkin ditimbulkan oleh korosi. Korosi adalah suatu kerusakan (destructive)

yang dihasilkan oleh reaksi elektrokimia

yang akan menkonsumsi elektron tersebut

antara logam atau paduan logam dengan

yang

lingkungannya. Pada proses pembuatannya,

menghasilkan hubungan listrik. Pipa baja

logam di ekstrak dari bijih logam (ore),

(anoda) akan terkorosi karena ion-ion nya

dimana bijih logam tersebut yang diperoleh

akan terlarut dalam larutan sedangkan fitting

dari hasil penambangan masih bersenyawa

tembaga

dengan unsur lain terutama oksigen. Untuk

membuktikan bahwa korosi melibatkan reaksi

memperoleh logam, oksigen harus dipisahkan

elektrokimia,

(diekstrak)

mengalami

melalui

proses

ekstraksi

metallurgy membutuhkan energy yang besar.

keduanya

akan

terhubung

terlindungi

yaitu

antara

korosi

terjadi

untuk

(katoda). bahan

Ini yang

perpindahan

elektron. Karena elektron adalah bermuatan negatif, maka perpindahannya menimbulkan

Proses

korosi

pada

merupakan

arus listrik sehingga reaksi nya dipengaruhi

kebalikan dari proses ekstraksi metallurgy

oleh potensial listrik yang akan mengalir dari

pembuatan logam. Sejumlah energy yang

potensial tinggi ke potensial rendah yang

dibutuhkan pada proses pembuatan logam

dikenal dengan selisih energi bebas (ΔG)

dilepas kembali untuk menghasilkan korosi

antara anoda dan katoda . Demikian hal nya

dimana logam kembali bersenyawa dengan

dengan potensial baja dan tembaga, dimana

oksigen.

potensial baja lebih positif dari tembaga,

Sehingga

logam

proses

korosi

bisa

dikatakan sebagai suatu proses pengembalian

akibat

logam

menyebabkan baja lebih reaktif dan terkorosi.

ke

bentuk

alamiahnya

yaitu

selisih

energi

bebas

tersebut

bersenyawa dengan oksigen. Material non logam semisal keramik memiliki ikatan antar atom yang sangat stabil dalam bentuk ikatan ionik dimana tidak terdapat elektron bebas sebagaimana pada bahan logam sehingga tidak bersifat reaktif secara kimia dan elektrokimia dalam menghasilkan korosi. Demikian halnya dengan polimer (plastik) juga tidak akan mengalami korosi karena ikatan kovalen antara atom-atom karbon penyusunnya sangat stabil. Namun seiring dengan waktu keramik dan polimer

Laju korosi didefinisikan sebagai jumlah logam

 juga akan mengalami penurunan kualitas.

yang hilang atau dilepaskan dari wilayah anoda atau jumlah logam yang mengendap

Korosi pada logam secara umum akan terjadi

(plating) pada wilayah katoda. Laju korosi

bila atom-atom penyusun logam kehilangan

dapat ditentukan berdasarkan persamaan

elektronnya menjadi ion-ion yang larut ke

Faraday dibawah ini:

dalam larutan sehingga logam secara gradual terkonsumsi oleh proses ini membentuk karatan; disebut dengan proses elektrokimia korosi seperti ditunjukkan pada gambar 1. Pipa air terbuat dari baja bertindak sebagai anoda akan melepaskan elektronnya menuju pengepas (fitting) tembaga sebagai katoda

berdasarkan tiori korosi tersebut dikenal dengan arus korosi. Sehingga besar kecilnya arus

korosi

sangat

menentukan

besar

kecilnya laju korosi pada suatu logam.

Metode pengendalian korosi pada logam

Upaya

pengendalian

diterapakan

korosi

dalam

rangka

yang

lazim

perlindungan

terhadap logam yang digunakan adalah sebagai berikut: PEMBAHASAN

1. Pemilihan bahan yang tepat Konsep dasar pengendalian korosi

2. Perancangan kontruksi yang memadai

Jika suatu logam diexpose di alam terbuka maka

akan

terjadi

interaksi

dengan

lingkungan yang melibatkan pertukaran ion antara

permukaan

logam

lingkungannya

tersebut.

pertukaran

dipacu

ion

dengan

Karakteristik

oleh

perbedaan

potensial antara logam dan lingkungannya yang menyebabkan terjadi korosi pada logam tersebut.

Namun

produk

korosi

berupa

karatan yang sifatnya rapat (dense)  akan memberikan dampak positif bagi logam karena dapat memutuskan pertukaran ion sehingga korosi lanjutan akan berkurang. Jadi konsep yang sangat mendasarkan dalam melindungi

logam

mengupayakan pertukaran

ion

linkungannya.

dari

agar

korosi

tidak

antara

terjadinya

logam

Kalaupun

adalah

tidak

dengan bisa

memutuskan sama sekali pertukaran ion tersebut, maka diupayakan agar pertukaran ion berlangsung dengan laju yang lambat. Berdasarkan kriteria ini maka muncullah istilah

“pengendalian

sesungguhnya bahwa

korosi”

mengandung

pertukaran

ion

yang

pengertian yang

terjadi

dikendalikan agar tidak berlangsung secara cepat. Pertukaran ion dengan lingkungannya

3. Penerapan pelapisan logam 4. Penerapan sistem proteksi katodik dan anodik 5. Pengondisian lingkungan Beberapa jenis praktek perlindungan yang telah disebutkan diatas

jarang bisa berdiri

sendiri mengingan aspek biaya yang terlalu besar

sehingga

tidak

ekonomis.

Upaya

pengendalian korosi tersebut akan diuraikan dengan detail dibawah ini : 1. Pemilihan bahan yang sesuai

Pemilihan bahan yang tidak sesuai dengan lingkungan

tempat

dipalikasikan

akan

bahan dapat

tersebut

menyebabkan

kegagalan dini, berikut aspek keselamatan dan pembiayaan. Pemilihan bahan yang tepat yang dimaksudkan disini adalah memilih bahan sehingga

logam/paduannya pertukaran

logam/paduan lingkungannya

sedemikian ion

tersebut tidak

berlangsung

antara dengan dengan

cepat; atau dengan kata lain adalah memilih logam/paduannya yang perbedaan potensial dengan

lingkungannya

sekecil

mungkin.

Dalam prakteknya, jika lingkungannya terlalu agresif

(korosif) maka perancang lazim

memilih logam atau paduannya yang memiliki

tipe kontruksi. Dari berbagai literature dan

ketahanan korosi yang lebih baik dari baja.

pengalaman yang ada, terdapat banyak

Karakteristik

contoh-contoh

pemilihannya

didasari

pada

kontruksi

yang

memadai

aspek apakah logam tersebut imun terhadap

ditinjau dari segi ketahananya terhadap

lingkungannya tersebut atau apakah logam

korosi dengan tidak mengabaikan faktor

tersebut dapat membentuk suatu lapisan tipis

keamanan, keindahan dan efisiensi dalam

yang memiliki sifat protektif dan memiliki

rangka pemeliharaan dan perawatannya.

sifat recovery yang memadai bila lapisan Sebaliknya ada juga rancangan kontruksi yang

tersebut rusak.

kurang baik terhadap korosi yaitu yang Namun

perlu

disadari

bahwa

dalam

memungkinkan terperangkapnya air, debu

prakteknya, suatu sistem peralatan (technical

dan

system) jarang sekali terbuat (tersusun) dari

menginisiasi korosi yang berujung pada

satu

sehingga

kegagalan rancangan secara dini. Beberapa

karakteristik pengendalian korosi/pertukaran

contoh dari rancangan kontruksi yang kurang

ion

yang

baik misalnya terbentuknya lingkungan yang

dipikirkan. Dalam hal seperti ini, jika perlu

tidak kompetible seperti bersentuhan antara

ada yang “dikorbankan” maka para desainer

bahan aluminium dengan bahan beton, maka

akan memilih komponen yang bentuknya

dikarenakan alkalinitas bahan beton dapat

tidak rumit dan letaknya yang memudahkan

menyerang

pada

menyebabkan

jenis

bahan

menjadi

saat

logam

tidak

saja

sesederhana

penggantian

komponen

pengotor

lainnya

sehingga

aluminium

sehingga

dapat

korosi

pada

terjadinya

(accessibility). Sehingga para perancang harus

aluminium,

memahami karakteristik suatu bahan logam

permukaan yang kasar dan tajam, serta

dalam lingkungan tertentu. Saat ini banyak

desain suatu komponen yang sulit dijangkau.

bahan yang terbuat dari plastik, elastomer,

Untuk

komposit dan keramik. Material-material

kontruksi atau bentuk-bentuk komponen

tersebut memiliki resistansi terhadap korosi

yang sesuai dengan pencegahan korosi,

 juga dapat digunakan untuk mencegah korosi

biasanya

pada logam. Misalnya digunakan baik sebagai

kepada standart-standart perancangan yang

bahan

ada seperti dipublikasikan oleh ISO, NACE,

pelapis

baik

sebagai

pelapis

permukaan luar (coating) maupun sebagai

demikian

dapat

pegangan

para

juga

didalam

perancang

dengan

merancang

akan

merujuk

ASME.

pelapis permukaan dalam (lining) untuk Dengan

Dalam lingkungan yang mengalir, misalnya

demikian dalam rangka perlindungan bahan

pada installasi pipa, besar kemungkinan

yang

cukup

terjadinya erosi korosi. Untuk itu biasanya

memadai terhadap material-material non

perancang akan mengupayakan agar aliran

logam juga mutlak diperlukan oleh suatu

fluida didalam pipa tidak menimbulkan aliran

team perancangan dalam bidang korosi.

turbulen yang perancanannya mengacu pada

melindungi

logam

optimal,

dari

korosi.

penguasaan

yang

standart yang telah ditentukan. 2. Perancangan kontruksi 3. Penerapan pelapisan

Upaya melindungi logam dari korosi tidak hanya memadai dengan pemilihan material

Perlindungan terhadap logam dengan cara

yang tepat tapi juga sangat tergantung pada

menerapkan

pengetahuan dalam merancang bentuk atau

adalah melindungi logam dari lingkungan

pelapisan

pada

hakikatnya

sekililingnya sehingga petukaran ion antara

yang sejak lama digunakan sebagai additive

permukaan logam dengan sekelilingnya dapat

pada bahan pelapis berbasis pelumas ( oil-

dikendalikan.

Berdasarkan

maka

base coating). Reaksi antara red-lead dengan

karakteristik

perlindungan

dengan

pelumas menghasilkan larutan inhibitor yang

menerapkan pelapis dikelompokkan menjadi

sangat efektif dalam menanggulangi proses

3 kelompok yaitu:

korosi. Selain red-lead, digunakan juga bahan

hal

ini

korosi

1. Menerapkan hambatan (barrier) untuk memisahkan logam dari lingkungan sekelilingnya. 2. Menggunakan inhibitor pada permukaan logam untuk mengendalikan reaksi anodik. 3. Melengkapi permukaan dengan pelapis yang memiliki sifat proteksi katodik melalui pengubahan daerah anoda menjadi daerah katoda.

inhibitor dari jenis chromat. Namun dewasa ini

penggunaan

dibatasi

keduanya

menyangkut

sudah

dengan

mulai

masalah

kesehatan dan lingkungan. Upaya lain untuk melindungi permukaan logam adalah dengan menerapkan bahan pelapis yang memiliki sifat proteksi katodik. Bahan pelapis yang digunakan misalnya mengandung partikelpartikel seng yang halus

Namun apabila ditinjau dari jenis material

yang

yang digunakan sebagai bahan pelapis, maka

Partikel-partikel ini akan bersifat sebagai

proses

anoda yang mampu mengkonversikan daerah

pelapisan

dapat

dikelompokkan

diaplikasikan

ke

permukaan

baja.

anoda pada permukaan baja menjadi daerah

menjadi 3 kelompok yaitu :

katoda.

Supaya

proses

konversi

ini

1. Proses pelapisan logam (metallic coating)

berlangsung

2. Proses pelapisan konversi (conversion coating)

serbuk seng harus banyak sehingga partikel-

3. Proses pelapisan non-logam (non-metallic coating)

baik sesame partikel atau dengan permukaan baja.

Menerapakan hambatan pada permukaan

Namun mengingat lapisan seperti ini relative

logam pada hakekatnya adalah memisahkan

kurang padat (porous); maka karakteristik

secara

dengan

perlindungannya adalah proteksi galvanic.

lingkungannya (barrier protection). Pelapisan

Jadi pada saat seng teroksidasi, maka produk

yang

memadai

oksidasinya akan mengisi ruang-ruang yang

ketebalannya dan bebas dari cacat atau

porous tersebut dan membentuk penghalang

discontinuity

(barrier).

listrik

permukaan

diterapkan

logam

harus

lainnya.

Pelapisan

yang

efektif,

maka

penambahan

partikel tersebut bersentuhan secara listrik

Apabila

termasuk kedalam katagori ini adalah cat, tar,

terkelupas

plastic, dan sejenis gemuk.

oksidasi

atau

yang

barrier tergores,

terbentuk

semacam maka harus

ini

produk mampu

menutupi kembali permukaan yang terbuka Sedangkan

pelapisan

yang

mampu

tersebut.

mengontrol reaksi anodic pada permukaan logam yang dilindunginya adalah bahanbahan

yang

yang

sebagian atau seluruh permukaan logam yang

pembentukan

digunakan dengan logam lain. Jenis-jenis

coating-inhibitive chemicals (inhibitor). Bahan

proses pelapisan yang lazim digunakan adalah

kimia ini berasal dari pigmen yang sedikit

: metode penyemprotan (thermal spraying),

larut dalam air. Contohnya adalah red-lead 

pengelasan (welding) atau pelapisan yang

mengendalikan

mengandung melalui

pigmen

Proses pelapisan logam adalah melapisi

menerapkan teknik vapour deposition seperti

descalling, ultrasonic cleaning dan plasma

physical vapour deposition (PVD), chemical

cleaning. Metode membersihkan permukaan

vapour deposition (CVD).

yang

mana

yang

paling

cocok

sangat

tergantung dari jenis pengotor; contohnya Sedangkan proses pelapisan konversi adalah

terak yang terdapat pada permukaan mudah

proses pelapisan dimana produk hasil proses

sekali dibersihkan dengan cara mekanik

pelapisannya berupa oksida logam dari logam

menggunakan sikat kawat, sedangkan jika

yang dilapisinya atau oksida logam lainnya.

pengotornya adalah pelumas atau lemak

Jenis proses pelapisan konversi adalah antara

maka sebaiknya dibersihkan dengan larutan

lain

pembersih (solvent cleaning). Setelah proses

:

anodizing,

chromating

dan

phosphatizing atau blackening. Sedangkan

pembersihan

pelapisan dengan bahan-bahan non-logam

dengan

antara lain adalah proses pelapisan dengan

terutama sekali apabila proses pelapisan yang

cat, lak,karet, elastomer dan enamel.

akan diterapkan adalah pelapisan mekanik.

kadang-kadang

proses

pengkasaran

dilanjutkan permukaan

Adapun cara pengkasaran permukaan antara Mengingat bahwa proses pelapisan pada

lain : blasting, buffing, chemical etching atau

hakikatnya adalah melapiskan suatu material

electroetching.

lain ke atas permukaan material lainnya, maka tingkat keberhasilan dari suatu proses

4. Penerapan Proteksi Katodik dan Anodik

pelapisan sangat tergantung pada kondisi permukaan yang akan dilapisi. Salah satu

Proteksi katodik adalah sistem perlindungan

persyaratan

akan

permukaan logam dengan cara mengalirkan

dilapisi adalah harus bebas dari debu,

arus searah yang memadai ke permukaan

pelumas,

korosi

logam untuk mengkonversikan semua daerah

(karatan), sisa logam pelapis, dan cacat

anoda di permukaan logam menjadi daerah

permukaan.

mengkondisikan

katodik. Sistem ini hanya efektif untuk sistem-

permukaan yang akan dilapisi lazim disebut

sistem yang terbenam dalam air atau didalam

dengan

permukaan

tanah. Sistem perlindungan seperti ini telah

(surface preparation). Penyiapan permukaan

berhasil mengendalikan proses korosi untuk

biasanya terdiri dari tahapan pembersihan

kapal-kapal laut, struktur pinggir pantai,

dan

dengan

instalasi pipa dan tangki bawah tanah atau

permukaan

laut. Cara pemberian arus searah dalam

dari

lemak,

permukaan terak,

Tahapan

tahapan

tahapan

produk

penyiapan

kadang-kadang

yang

dilanjutkan

pengkasaran

(roughning).

system proteksi katodik ada dua cara seperti ditunjukkan pada gambar 2 yaitu:

Untuk membersihkan permukaan logam dari pengotor-pengotor seperti debu, terak, dsb, dilakukan dengan cara-cara seperti : 1. Cara mekanik 2. Menggunakan larutan organic (solvent cleaning) 3. Menggunakan larutan alkali Disamping itu, dikenal pula cara pembersihan permukaan yang lain seperti salt bath

a. Menerapkan anoda korban (sacrificial anode) b. Menerapkan arus tandingan (impressed current)

Jika penggunaan sistem proteksi katodik tersebut dikombinasikan dengan penggunaan pelapis, maka harus memperhatikan hal berikut ini : 1. Selama proses proteksi katodik berjalan (meskipun beroperasi dengan karakteristik sempurna) pada sisi katoda senantiasa akan timbul ion-ion hidroksida (alkalinitas), oleh Pada system proteksi katodik dengan anoda korban seperti pada instalasi lepas pantai tidak memerlukan supply daya. Paduan yang dijadikan anoda korban akan membangkitkan arus yang diperlukan sebagai akibat adanya perbedaan potensial dengan struktur yang dilindunginya. Adanya pembangkitan arus dari anoda korban mengakibatkan umur anoda korban terbatas. Maka jenis logam yang lazim digunakan sebagai anoda korban antara

lain

:

magnesium,

seng

atau

aluminium pada berbagai derajat kemurnian atau

paduan/campuran

lain

dengan

komposisi khusus. Sistem proteksi katodik arus tanding adalah memanfaatkan arus searah yang disupply dari suatu sumber daya dimana kutup positif dari sumber daya dihubungkan dengan anoda sedangkan kutup negatifnya dihubungkan dengan sistem yang akan diproteksi. Anoda yang digunakan umumnya memiliki umur yang lebih panjang seperti misalnya besi cor berkadar silikon tinggi, grafit atau aluminium. Disamping itu kadang-kadang juga digunakan besi skrap, paduan timah hitam, platina atau paduan platina dengan palladium. Sedangkan sumber daya yang digunakan tergantung pada mudah tidaknya jaringan listrik yang diperoleh. Untuk mengkonversikan arus AC menjadi DC digunakan rectifier. Jika tidak memungkinkan maka dapat digunakan batere atau sel surya sebagai sumber penyuplai arus searah.

karena

itu

bahan

pelapis

harus

tahan

terhadap alkalinitas. 2. Gas hidrogen yang dihasilkan dari sistem proteksi katodik yang tidak sempurna bahkan dapat menegelupas lapisan pelindung. Sedangkan pada perlindungan secara anodik (proteksi anodik), tegangan sistem yang dilindungi

dinaikkan

sehingga

memasuki

daerah anodiknya. Pada kondisi ini sistem terlindungi karena terbentuknya lapisan pasif. Syarat yang harus dipenuhi agar sistem ini berjalan dengan baik adalah karakteristik lingkungannya

harus

stabil.

Pada

jenis

lingkungan yang tidak stabil (berfluktuatif) penerapan sistem proteksi anodik tidak dianjurkan. 5. Pengkondisian Lingkungan

Mengubah

lingkungan

dapat

membantu

mengendalikan korosi dan meningkatkan efektifitas

pengendalian

Dehumidifikasi

dan

korosi.

purifikasi

atmosfir

merupakan dua contoh yang paling umum dilakukan. Fasilitas penyejuk udara yang dapat mengatur humiditas atmosfer menjadi relatif rendah dapat membantu menurunkan perusakan logam. Disamping itu, dengan humiditas yang rendah, fasilitas elektronik yang

terpajang

ke

lingkungan

dapat

diturunkan laju pengrusakannya oleh korosi. Pengkondisian

lingkungan

dapat

juga

diperoleh melalui penambahan zat inhibitor

yaitu suatu zat kimia yang ditambahkan ke

Secara

lingkungan baik secara selang seling maupun

digolongkan

secara

keseragaman

kontinyu

menurunkan

sehingga

atau

bahkan

mampu

umum

korosi

berdasarkan atau

dapat rupanya,

keserbanekaannya,baik

mencegah

secara mikroskopis maupun makroskopis. Dua

tejadinya reaksi korosi. Penurunan laju korosi

 jenis mekanisme utama dari korosi adalah

dengan inhibitor dapat diakibatkan oleh

berdasarkan reaksi kimia secara langsung, dan

terbentuknya lapisan pasif atau dengan cara

reaksi elektrokimia. Korosoi dapat terjadi

menghilangkan zat-zat yang agresif dari

didalam medium kering dan juga medium

lingkungan.

basah.

korosi

yang

penyerangan logam besi oleh gas oksigen (O 2) atau

Inhibitor adalah zat adalah zat yang atau

contoh

berlangsung didalam medium kering adalah

Pengertian Inhibitor Korosi

menghambat

Sebagai

menurunkan laju reaksi menurunkan laju  reaksi

oleh

gas

belerang

dioksida

(SO 2).

Didalam medium basah, korosi dapat terjadi

berlawanan

secara seragam maupun secara terlokalisasi.

dengan katalis, dengan katalis, yang  yang mempercepat laju reaksi.

Contoh korosi seragam didalam medium

Inhibitor

basah adalah apabila besi terendam didalam

kimia.  kimia. 

Sifat korosi

inhibitor adalah

zat

yang

dapat

mencegah atau memperlambat korosi memperlambat  korosi logam.  logam. Inhibitor korosi sendiri didefinisikan sebagai suatu zat yang apabila ditambahkan dalam jumlah sedikit ke dalam lingkungan akan menurunkan serangan korosi lingkungan terhadap

logam.

Mekanisme

penghambatannya terkadang lebih dari satu  jenis. Sejumlah inhibitor menghambat korosi melalui cara adsorpsi untuk membentuk suatu lapisan tipis yang tidak nampak dengan ketebalan beberapa molekul saja, ada pula yang

karena

pengaruh

lingkungan

membentuk endapan yang nampak dan melindungi

logam

dari

mengkorosi

logamnya

serangan

dan

yang

menghasilkan

produk yang membentuk lapisan pasif, dan ada pula yang

menghilangkan konstituen

yang agresif.

larutan asam klorida (HCl). Korosi didalam medium

basah

yang

terlokalisasi ada makroskopis,

terjadi

secara

yang memberikan rupa misalnya

peristiwa

korosi

galvani sistim besi - seng, korosi erosi, korosi retakan, korosi lubang, korosi pengelupasan, serta korosi pelumeran, sedangkan rupa yang mikroskopis dihasilkan misalnya oleh korosi tegangan, korosi patahan, dan korosi antar butir. Dengan

demikian, apabila didalam

usaha pencegahan korosi dilakukan melalui penggunaan

korosi,

maka

mekanisma dari jenis-jenis korosi

diatas

sangatlah demikian besi,

inhibitor penting

artinya.

Walaupun

sebagian korosi logam khususnya

terkorosi

elektrokimia

di

yang

alam banyak

melalui

cara

menyangkut

fenomena antar muka. Hal inilah yang banyak dijadikan dasar utama pembahasan mengenai

Dewasa ini terdapat 6 jenis inhibitor,

peran inhibitor korosi.

yaitu inhibitor yang memberikan pasivasi anodik, pasivasi katodik, inhibitor

ohmik,

inhibitor organik, inhibitor pengendapan, dan

Mekanisme Kerja Inhibitor Korosi

inhibitor fasa uap. Pembahasan mengenai kimia dari inhibitor korosi dapat menyangkut sifat dari inhibitor, inhibitor, interaksi interaksi inhibitor dengan berbagai lingkungan

yang agresif

pengaruhnya terhadap proses korosi.

serta

Suatu inhibitor kimia adalah suatu zat kimia

yang

dapat

menghambat

atau

memperlambat suatu reaksi kimia. Secara khusus, inhibitor korosi merupakan suatu zat kimia yang bila ditambahkan kedalam suatu

lingkungan tertentu, dapat menurunkan laju

dapat diamati melalui suatu kurva polarisasi

penyerangan lingkungan itu terhadap suatu

yang diperoleh secara eksperimentil.

logam. Pada prakteknya, jumlah yang di tambahkan adalah sedikit, baik secara kontinu maupun periodik menurut suatu selang waktu tertentu. Menurut

Jenis Inhibitor dan Mekanisme Kerjanya

Kurita Indra

Surya

Dalimunte

Hand

Book

mengklasifikasikan

inhibitor korosi sebagai berikut:

membedakan mekanisme kerja inhibitor

1. Inhibitor tipe lapisan oksida atau pasivasi

korosi sebagai berikut :

Inhibitor

(1) Inhibitor teradsorpsi pada permukaan

disebut juga tipe lapisan pasivasi termasuk

logam, dan membentuk suatu lapisan

dalam kelompok ini adalah kromat dan nitrit,

tipis dengan

ketebalan beberapa

yang disebut sebagai pasivator. Inhibitor ini

molekul inhibitor. Lapisan ini tidak dapat

mengalihkan potensial korosi baja karbon

dilihat oleh mata biasa, namun dapat

pada suatu tingkat yang lebih tinggi dan

menghambat penyerangan lingkungan

dengan cepat mengoksidasi ion-ion ferro yang

terhadap logamnya.

dihasilkan pada proses korosi reaksi anoda.

(2) Melalui pengaruh lingkungan (misal pH) menyebabkan

inhibitor

korosi

tipe

lapisan

oksida,atau

Dengan demikian akan terbentuk lapisan tipis

dapat

dan tak berpori (y-Fe 2O3) pada permukaan

mengendap dan selanjutnya teradsopsi

baja karbon yang akan menunjukkan efek

pada

penghambatan

permukaan

logam

serta

korosi

.Karena

lapisan

melidunginya terhadap korosi. Endapan

pelindung tipe oksida ini halus dan tipis serta

yang terjadi cukup banyak, sehingga

menempel dengan bagus pada permukaan

lapisan yang terjadi dapat teramati oleh

logam, tipe ini jarang menurunkan effesiensi

mata.

panas

(3) Inhibitor

lebih

dulu

pada

alat

penukar

panas.

Pada

mengkorosi

umumnya tipe inhibitor ini menunjukkan efek-

logamnya, dan menghasilkan suatu zat

efek penghambatan korosi dengan sangat

kimia yang kemudian melalui peristiwa

bagus. Akan tetapi, ada kelemahan dimana

adsorpsi dari produk korosi tersebut

pasivator-pasivator

membentuk suatu lapisan pasif pada

kecenderungan terkena korosi setempat bila

permukaan logam.

digunakan pada konsentrasi rendah.

ini

mempunyai

(4) Inhibitor menghilangkan kontituen yang agresif dari lingkungannya. Berdasarkan sifat korosi logam secara

2. Inhibitor tipe lapisan endapan

elektrokimia, inhibitor dapat mempengaruhi Inhibitor jenis ini disebut juga sebagai

polarisasi anodik dan katodik. Bila suatu sel korosi dapat dianggap terdiri dari

empat

tipe

lapisan

endapan

akan

pelindung

pada

komponen yaitu: anoda, katoda, elektrolit dan

membentuk

penghantar elektronik, maka inhibitor korosi

katoda-katoda setempat dimana ionion OH

memberikan

menaikkan

dihasilkan oleh korosi reaksi katoda..

polarisasi anodik, atau menaikkan polasisasi

Dalam beberapa hal, jenis inhibitor ini

katodik atau menaikkan tahanan listrik dari

lebih

rangkaian melalui

dibandingkan dengan inhibitor anodik.

kemungkinan

pembentukan endapan

lapisan

yang

berpori

dan

kurang

efektif

tipis pada permukaan logam. Mekanisme Mekanisme ini Inhibitor tipe lapisan endapan dapat

dibedakan menjadi dua bagian yaitu:

tipis

a.

Bahan kimia yang membentuk garam

melindungi permukaan logam yang lemah dari

tidak larut dengan kalsium ion dalam air.

serangan zat-zat agresif. Untuk ini diperlukan

Contoh inhibitor tipe ini antara lain

kontinuitas pembentukan lapisan endapan

polifosfat, ortofosfat, fosfonat, garam-

mengingat lapisan tersebut bisa lepas yang

garam zing.

disebabkan

Contoh

inhibitor

tipe

ini

antara

lain

saja,

namun

oleh

cukup

adanya

efektif

arus

untuk

larutan.

Berbagai data penelitian dengan berbagai

mercaptobenzotiazol,benzotriazole,

kondisi percobaan percobaan menganggap menganggap bahwa Cr(III)

tolitriazole adsorbsi yang sempurna sulit

nampak

terbentuk.

didukung oleh pembentukan lapisan udara,

 b.

Bahan kimia yang membentuk garam

sementara itu Cr(IV) teramati di daerah luar

tidak larut dengan ion logamnya:

dari spesimen pengamatan yang didukung

dominan

suatu

pada

spesimen

lapisan

pelindung

yang

Contoh inhibitor tipe ini antara lain: amina,

oleh

yang

surfactants

mengandung Cr(III). Ini menunjukkan bahwa terjadinya reduksi Cr(IV) menjadi Cr(III) pada permukaan spesimen. Secara keseluruhan

Sedangkan Trethwey mengklasifikasikan

tebal lapisan yang terdiri dari spesimen kromium dan aluminium memperlihatkan

inhibitor korosi sebagai berikut :

lapisan 1.

dalam

bentuk

Cr(IV)

memiliki

ketebalan sekitar satu perenam dari tebal

Inhibitor Memasifkan Anoda

Inhibitor anodik adalah zat yang

lapisan keseluruhan. Hasil penelitian dengan

ditambahkan ke dalam elektrolit, sehingga

menggunakan

mampu menahan terjadinya reaksi anodik

adsorpsi sinar x memperlihatkan disagregasi

dioksida. Inhibitor ini berakbat potesial korosi

lapisan yang mengandung Cr(IV) sebanding

bergerak ke arah positive. Cotoh: kromat,

dengan pertumbuhan Cr2O3  yang mengisi

nitrat dan nitrit yang merupakan inhibitor

celah-celah lapisan anodik (dalam hal ini

anodic oksidator (efektif tanpa oksigen),

Al2O3) diatas permukaan logam Al. Cara yang

sedangkan inhibitor non oksidator (efektif

sudah lazim tentang studi pembentukan

dengan adanya oksigen terlarut) seperti

lqpisan pasif pada permukaan logam akibat

boraks, fosfat, silikat.

reaksi antar muka logam dengan inhibitor

Salah satu contoh inhibitor yang memasifkan anoda

adalah

senyawa-senyawa

kromat,

misalnya Na2CrO4  Salah satu reaksi redoks yang terjadi dengan logam besi adalah: (+)

Oksidasi : 2 Fe + 3 H2O  Fe2O3 + 6 H  + 6e 2-

(+)

Reduksi : 2 CrO 4  + 10 H  + 6e  Cr2O3 + 5 H2O

teknik

dapat menggunakan

pendar

fluor

dari

diagram potensial pH

dan secara kinetik dengan menggunakan 2-

-

kurva polarisasi. Inhibitor jenis CrO 4  dan NO2

cukup banyak digunakan untuk perlindungan logam besi dam aluminium terhadap berbagai medium korosif. Namun dari studi teoritis maupun eksperimentil, kedua jenis inhibitir tersebut

kurang

baik

digunakan

dalam

medium yang mengandung H 2S dan Cl 2-

Red-oks : 2 Fe + 2 CrO4 + 4 H

(+)



Fe2O3 +

Cr2O3 + 2 H2O Padatan atau endapan Fe 2O3  dan Cr2O3 inilah yang kemudian bertindak sebagai pelindung bagi logamnya. Lapisan endapan

Dengan adanya H2S, sebagian dari

-

.

2CrO 4

bereaksi dengan H 2S yang menghasilkan belerang. Nampaknya Cr2O3  yang terbentuk tidak dapat

terikat kuat pada logamnya. -

Sedangkan pada medium Cl , terjadi kompetisi reaksi dengan logamnya. Misalnya ion klorida

dapat membentuk kompleks terlarut dengan

penangkap oksigen. Inhibutor racun katoda

senyawa Fe(III) yang ada pada permukaan

pada dasarnya berperan mengganggu rekasi

logam besi, sehingga lapisan pelindung Cr Cr2O3

pada katoda. ka toda. Pada kasus pembentukan gas

- Fe2O3 sukar dipertahankan keberadaannya.

hidrogen, reaksi

diawali yang teradsorpsi

pada permukaan katoda. 2.

Inhibitor Memasifkan Katoda 3.

Inhibitor

Inhibitor

Ohmik

dan

Inhibutor

Pengendapan

katodik adalah zat yang

dapat menghambat terjadiya reaksi dikatoda, karena pada daerah katodik terbentuk logam hidroksida

(MOH)

yag

sukar

larut

dan

Sebagai penggunaan

akibat

lain

daripada

inhibitor pembentuk lapisan

menempel kuat pada permukaan logam

pada katoda maupun anoda adalah semakin

sehinga menghambat laju korosi. Dan karena

bertambahnya tahanan daripada rangkaian

adanya inhibitor katodik maka potensial

elektrolit. Lapisan yang dianggap memberikan

korosi bergeser ke arah negative. Dua reaksi

kenaikan tahanan yang memadai biasanya

uatama yang umum terjadi yaitu:

mencapai ketebalan beberapa mikroinchi. Bila lapisan terjadi secara selektif pada daerah

-

2H2O + O2 + 4e  4OH

anoda, maka potensial korosi akan bergeser

-

2H   + 2e  H2 (reaksi pembentukan

Contoh inhibitor katodik adalah Arsen 3+

(As ), antimon (Sb ), fosfor (P), kation positive dari logam divalent (seperti Zn 2+

harga

yang

lebih

positif,

dan

sebaliknya potensial korosi akan bergeser ke

hidrogen dari proton)

3+

kearah

2+

,

2+

Pb , dan Fe ) , air sadah yang mengandung bikarbonat, soda dan polifosfat.

terjadi pada daerah katoda. Jenis inhibutor pengendapan yang banyak digunakan adalah natrium silikat dan berbagai senyawa fosfat yang pada umumnya baik digunakan untuk melindungi baja keduanya cukup efektif bila

Karena bagi suatu sal korosi, reaksi reduksi oksidasi terbentuk oleh pasangan reaksi reduksi dan reaksi

arah yang lebih negatif bilamana lapisan

kondisi pH mendekati 7 dengan kadar Cl- yang rendah.

oksidasi dengan

kecepatan yang sama, maka apabila reaksi reduksi

(pada

menghambat

katoda)

pula

reaksi

dihambat

akan

oksidasi

(pada

anoda). Inilah yang menjadi

logam dalam medium air atau medium asam. Hal yang kedua adalah melalui penutupan permukaan katoda oleh suatu senyawa kimia tertentu baik yang dihasilkan oleh suatu reaksi atau melalui pengaturan kondisi

larutan,misalnya pH. Secara umum terdapat 3  jenis inhibutor yang mempasifkan katoda, yaitu jenis racun katoda, jenis inhibutor mengendap

pada

katoda

Inhibitor Organik

pedoman

pertama di dalam usaha menghambat korosi

kimia

4.

dan

jenis

Dewasa ini sudah berpuluh bahkan mungkin ratusan jenis inhibitor organik yang digunakan.

Studi

pembentukan

mengenai

lapisan

mekanisme

lindung

atau

penghilangan konstituen agresif telah banyak dilakukan baik dengan cara-cara cara-cara yang umum umum maupun

dengan

cara-cara

baru

dengan

peralatan modern. Pada umumnya senyawasenyawa adalah

organik

yang

senyawa-senyawa

dapat yang

digunakan mampu

membentuk senyawa kompleks baik kompleks

yang

terlarut

yang

diduga karena ekstrak daun tembakau, teh,

mengendap. Untuk itu diperlukan adanya

dan kopi memiliki unsur nitrogen yang

gugus gugus fungsi yang mengandung atom

berfungsi

atom

yang

kovalen

maupun

mampu

kompleks

membentuk

ikatan

misalnya

atom

terkoordinasi,

terhadap

logam

pendonor 2+

Fe untuk

elektron

membentuk

senyawa kompleks.

nitrogen, belerang, pada suatu senyawa tertentu.

sebagai

Sudrajat

dan

mengemukakan

Ilim

bahwa

(2006) ekstrak

juga daun

tembakau, lidah buaya, daun pepaya, daun 5.

Bahan

Alam

sebagai

Alternatif

Inhibitor Korosi

teh, dan kopi dapat efektif menurunkan laju korosimild steel dalam medium air laut buatan yang jenuh CO 2. Efektivitas ekstrak bahan alam sebagai inhibitor korosi tidak terlepas

Umumnya, inhibitor korosi berasal

dari kandungan nitrogen yang terdapat dalam

dari senyawa-senyawa organik dan anorganik

senyawaan kimianya seperti daun tembakau

yang mengandung gugus-gugus yang memiliki

yang mengandung senyawa-senyawa kimia

pasangan

nitrit,

antara lain nikotin, hidrazin, alanin, quinolin,

kromat, fospat, urea, fenilalanin, imidazolin,

anilin, piridin, amina, dan lain-lain (Reynolds,

dan

1994).

elektron

bebas,

senyawa-senyawa

seperti

amina.

Namun

Lidah

buaya

mengandung

aloin,

demikian, pada kenyataannya bahwa bahan

aloenin, aloesin dan asam amino. Daun

kimia sintesis ini merupakan bahan kimia yang

pepaya mengandung N-asetil-glukosaminida,

berbahaya, harganya lumayan mahal, dan

benzil isotiosianat, asam amino (Andrade et

tidak ramah lingkungan, maka sering industri-

al ., ., 1943).

industri

kecil

dan

menggunakan

menengah

inhibitor

pada

jarang sistem

pendingin, sistem pemipaan, dan sistem pengolahan

air

produksi

mereka,

untuk

melindungi besi/baja dari serangan korosi.

Sedangkan daun teh dan kopi banyak mengandung senyawa kafein dimana kafein dari daun teh lebih banyak dibandingkan kopi.

Untuk itu penggunaan inhibitor yang aman, mudah didapatkan, bersifat biodegradable, biaya murah, dan ramah lingkungan sangatlah

6.

Mekanisme Proteksi Ekstrak Bahan Alam

diperlukan. Salah

Mekanisme proteksi ekstrak bahan satu

adalah

alam terhadap besi/baja dari serangan korosi

ekstrak bahan alam khususnya senyawa yang

diperkirakan hampir sama dengan mekanisme

mengandung atom N, O, P, S, dan atom-atom

proteksi oleh inhibitor organik. Reaksi yang

yang memiliki pasangan elektron bebas.

terjadi antara logam Fe dengan medium

Unsur-unsur yang mengandung pasangan

korosif seperti CO2diperkirakan menghasilkan

elektron bebas ini nantinya dapat berfungsi

FeCO3,

sebagai ligan yang akan membentuk senyawa

Fe2(CO3)3 dan

kompleks dengan logam. Dari beberapa hasil

inhibitor ekstrak bahan alam menghasilkan

penelitian

senyawa kompleks. Inhibitor ekstrak bahan

seperti

alternatifnya

Fraunhofer

(1996),

2+

oksidasi

lanjutan

reaksi

antara

mengandung

Fe2+ dengan

diketahui bahwa ekstrak daun tembakau, teh

alam

dan kopi dapat efektif sebagai inhibitor pada

mendonorkan sepasang elektronnya pada

sampel logam besi, tembaga, dan alumunium

permukaan

dalam medium larutan garam. Keefektifan ini

Fe terdifusi ke dalam larutan elektrolit,

2+

yang

menghasilkan

logam mild

nitrogen

steel ketika

ion

2+

-

reaksinya adalah Fe -> Fe  + 2e  (melepaskan 2+

-

logam adalah mengupayakan agar tidak

elektron) dan Fe  + 2e -> Fe (menerima

terjadinya

pertukaran

ion

antara

logam

elektron).

dengan linkungannya atau mengendalikan laju pertukaran ion tersebut. 3. Metode perlindungan korosi yang dipilih didasari pada beberapa hal : perlindungan yang efektif, praktis, dan ekonomis, serta keluasan

pengetahuan

dan

pengalaman

desainer dalam menganalisa system teknik dari suatu peralatan, karakteristik operasi dan Produk

yang

terbentuk

di

atas

mempunyai kestabilan yang tinggi dibanding dengan Fe saja, sehingga sampel besi/baja yang diberikan inhibitor ekstrak bahan alam akan lebih tahan (ter-proteksi) terhadap korosi. Contoh lainnya, dapat juga dilihat dari struktur senyawa nikotin dan kafein yang terdapat dalam ekstrak daun tembakau, teh, dan kopi, dimana kafein dan nikotin yang mengandung gugus atom nitrogen akan menyumbangkan pasangan elektron bebasnya untuk mendonorkan elektron pada logam Fe2+ sehingga terbentuk senyawa kompleks dengan mekanisme yang sama seperti diatas.

interaksi dengan lingkungannya. 4. Inhibitor korosi adalah

suatu zat yang

apabila ditambahkan dalam jumlah sedikit ke dalam lingkungan akan menurunkan serangan korosi lingkungan terhadap logam. 5. Jenis-jenis inhibitor, yaitu inhibitor yang memberikan

pasivasi

anodik,

pasivasi

katodik, inhibitor ohmik, inhibitor organik, inhibitor pengendapan, dan inhibitor fasa uap. 6. Mekanisme kerja inhibitor korosi dapat dibedakan sebagai berikut : a. Inhibitor teradsorpsi pada permukaan logam, dan membentuk suatu lapisan tipis dengan

ketebalan beberapa

molekul inhibitor b. Melalui pengaruh lingkungan (misal pH) menyebabkan inhibitor dapat mengendap

dan

selanjutnya

teradsopsi pada permukaan logam serta melidunginya terhadap korosi. Endapan yang terjadi cukup banyak, sehingga lapisan yang terjadi dapat teramati oleh mata

KESIMPULAN

c. Inhibitor

lebih

dulu

mengkorosi

1. Korosi merupakan proses alamiah yaitu

logamnya,

pengrusakan

terjadinya

zat kimia yang kemudian melalui

pertukaran ion dengan lingkungannya yan

peristiwa adsorpsi dari produk korosi

dikenal dengan arus korosi. Maka laju korosi

tersebut membentuk suatu lapisan

ditentukan oleh besar kecilnya arus korosi

pasif pada permukaan logam

logam

akibat

tersebut.

d. Inhibitor

dan menghasilkan suatu

menghilangkan

kontituen

yang agresif dari lingkungannya. 2. Konsep dasar pengendalian korosi pada

7. Ekstrak bahan alam khususnya senyawa

ANONYMOUS. Standard Methods of Hach

yang mengandung atom N, O, P, S dan

DR/2400. Hach Company. USA. . HACH (2002).

atom-atom

yang

memiliki

pasangan

elektron bebas dapat digunakan sebagai

A.A. El-Meligi, Corrosion Preventive Strategies

inhibitor alternatif dari bahan alam.

as

a

Crucial

Environmental Economics,

DAFTAR PUSTAKA

Need

for

Pollution National

Decreasing and

Research

Saving Centre,

Physical Chemistry Dept, Dokki, Cairo, Egypt, H.M. Uhlig, Corrosion & corrosion Control,

2010

John Wiley & Sons, Inc., N.Y., 1963. Denny A Jones, Principle and prevention of I. S. Van Delinder,

Corrosion basics An

corrosion, Mc Graw Hill, New York, 1995.

Introduction, National Associate of Corrosion Engineers, 1984.

KR. Trethewey, J. Chamberlain, KOROSI untuk Mahasiswa dan Rekayasawan, PT. Gramedia

J.S. Robinson,

Corrosion Inhibitors

Recent

Pustaka Utama, Jakarta, 1991.

Developments, Noyes Data Corp., USA, 1979. William D. Callister, Jr., Materials Science and http://www.chemistry.org/artikel_kimia/berit

Engineering: An Introduction, John Wiley &

a/ekstrak_bahan_alam_sebagai_alternatif_in

Sons, Inc., USA, 2007

hibitor_korosi/, diakses tanggal 23 Desember 2014

Catherine M. Cotell, James A. Sprague, et. Al, ASM Hand book Surface Engineering, ASM

ANONYMOUS. “Kurita Handbook of Water

International, 1994.

Treatment”

Azwar, Modul ajar Korosi Logam, Jurusan FEBRIANTO, “Pengaruh Inhibitor Borat dab

Teknik

Fosfat Terhadap Laju Korosi Innomel 600 dan

Lhokseumawe, Lhokseumawe 2010

Innomel

Proseding

690

dalam

Presentasi

larutan

Ilmiah

Mesin

politeknik

Klorida”.

teknologi

Keselamatan Nuklir IV, Serpong ( 1999 ).

V. Ashworth, 2010, Principles of Cathodic Protection, the Third Edition article 10.1 volume 2, pp 10:3 –10:28, Elsevier B.V

TRETHWEY KR and CHAMBERLAIN J. “Korosi Untuk Mahasiswa Dan Rekayasawan”. PT

Gramedia Pustaka Utama. Jakarta (1991). 234-239.

Negeri