## Analisa Laju Korosi dan Kekerasan Pada Stainless Steel 316 L Dalam Larutan 10 % NaCl Dengan Variasi Waktu Perendaman
Arga Jeremia Sinaga 1,* , Sutan L.M.H Simanjuntak 2 , Charles S.P Manurung 2
1 Mahasiswa Prodi Teknik Mesin, Universitas HKBP Nommensen, Medan-Indonesia
2 Dosen Prodi Teknik Mesin, Universitas HKBP Nommensen, Medan-Indonesia

## ABSTRACT
Corrosion  is  an  electrochemical  reaction  between  metals  and  the  environment  that causes corrosion and decreases the quality of metals. Steel is a metal material that is widely applied in the industrial world. Stainless steel is stainless steel that is resistant to  corrosion  because  it  has  an  alloying  element  of  at  least  18%  chrome  and  8% nickel.  To  find  out  the  superiority  of  stainless  steel  as  a  construction  material, research  on  local  corrosion  of  stainless  steel  needs  to  be  done.  For  this  reason, research on corrosion is carried out by using a 10% NaCl salt solution by varying the immersion  time of stainless  steel  in  corrosive media. From the research results it is known  that  the  type  of  corrosion  that  occurs  in  specimens  is  the  type  of  uniform corrosion.  Likewise with the value of violence  will  decrease if the stainless  steel  is soaked longer.
Keywords : corrosion rate, hardness, 316L, 10% NaCl, soaking time

## 1. PENDAHULUAN
Dalam  dunia  industri,  barang  hasil  produksi  dibuat  dan  dirancang  supaya memiliki  ketahanan  yang  baik  terhadap  lingkungan,  terutama  produk  yang  berbahan logam.  Logam  merupakan  salah  satu  jenis  bahan  yang  banyak  dimanfaatkan  dalam peralatan penunjang bagi kehidupan manusia. Suatu logam dapat mengalami kerusakan akibat  adanya  korosi.  Korosi  merupakan  reaksi  elektrokimia  antara  logam  dan lingkungan  yang  menyebabkan  pengkaratan  dan  menurunkan  mutu  logam.  Korosi merupakan  sesuatu  yang  sangat  berbahaya,  baik  secara  langsung  maupun  tidak langsung.
Baja merupakan salah satu material logam yang banyak diaplikasikan dalam dunia industri. Ketahanan korosi pada baja dipengaruhi oleh unsur paduan yang terkandung di dalamnya seperti  nikel (Ni), krom (Cr),  dan mangan  (Mn). Ketiga unsur  tersebut  akan berdampak  pada  sifat  ketahanan  korosi.  Baja  nikel  laterit  adalah  baja  yang  diolah  dari bijih nikel laterit kadar rendah. Baja ini dapat digolongkan ke dalam baja paduan rendah dengan  kandungan  nikel  dan  kromium  lebih  sedikit  dibandingkan  stainless  steel. Stainless  steel  merupakan  baja  anti  karat  yang  tahan  terhadap  korosi  karena  memiliki unsur paduan minimal 18% krom dan 8% nikel. Stainless steel dapat diperoleh dengan mencampurkan  feronikel  (18-20%  Ni.  75-78%  Fe)  ke  dalam  leburan  nikel  ferokrom melalui  oksidasi  sebelum  dilakukan  proses  pembuatan  baja.  Feronikel  yang ditambahkan disesuaikan dengan kandungan nikel yang terdapat dalam nikel ferokrom.
Berdasarkan  struktur  kristalnya,  baja  tahan  karat  dikelompokkan  menjadi  lima yaitu  baja  tahan  karat  austenitik,  baja  tahan  karat  feritik,  baja  tahan  karat  martensitik, baja tahan karat dupleks, dan baja tahan karat pengerasan pengendapan.
Baja  tahan  karat  austenitik  adalah  baja  yang  mempunyai  ketahanan  korosi  baik, sifat  mampu  bentuk,  dan  sifat  mampu  las  serta  bersifat  non  feromagnetik.  Pada  suhu
rendah sering dimanfaatkan dalam aplikasi  kriogenik.  Baja tahan karat  austenitik  yang mengandung  kromium  dan  nikel  diberi  nomor  seri  300  dan  seri  200  untuk  kromium, nikel,  dan  mangan.  Meskipun  stainless  steel  merupakan  baja  tahan  karat,  tetapi  masih dapat  terserang  korosi.  Korosi  yang  terjadi  dapat  berupa  korosi  batas  butir ( intergranular  corrosion ),  korosi  lubang  ( crevice  corrosion ),  korosi  sumuran  ( pitting corrosion ),  dan  korosi  retak  tegang  ( stress  corrosion  cracking) .  Untuk  mengetahui keunggulan  austenitic  stainless  steel  sebagai  bahan  konstruksi,  perlu  dilakukan penelitian mengenai korosi lokal dari stainless steel tersebut. Penelitian mengenai korosi dilakukan  dengan  cara  mereaksikan  stainless  steel  dalam  media  korosif  seperti  larutan garam (NaCl).

## 2. METODOLOGI 2.1. Laju Korosi
Laju  korosi  merupakan  suatu  besaran  yang  menyatakan  cepat  atau  lambat  suatu material  bereaksi  dengan  lingkungannya  dan  mengalami  korosi.  Menurut  Fontana (1978) dalam bukunya “ Corrosion Engineering ”, laju korosi dapat didefinisikan dalam berbagai macam, seperti persentase kehilangan massa, miligram per sentimeter persegi per  hari  dan  gram  per  inci  persegi  per  jam.  Selain  itu,  juga  digunakan  mils  per  year (mpy)  yang  menyatakan  laju  penetrasi  serangan  korosi  terhadap  logam.  Laju  korosi berbanding lurus dengan sejumlah arus yang mengalir pada sel korosi elektrokimia. Jika arus  dapat  diukur,  suatu  perhitungan  yang  tepat  dari  kehilangan  logam  akibat  korosi dapat  ditentukan.Ini  berarti  bahwa  suatu  pengukuran  dalam  ampere  atau  milliampere secara matematis dihitung dalam kilogram (pound) per tahun. Suatu Amp/tahun adalah satu Ampere yang mengalir selama periode satu tahun.
Untuk menghitung laju korosi, terdapat dua metode yang dapat digunakan antara lain  metode  kehilangan  berat  atau weight  gain  loss (WGL)  dan  metode  elektrokimia. Metode  kehilangan  berat  secara  umum  dianggap  identik  dengan  kehilangan  massa ( mass  loss ).  Metode  kehilangan  massa  (mass  loss)  ini  didasarkan  pada  selisih  massa awal  sebelum  pengujian  korosi  dengan  massa  akhir  setelah  pengujian  korosi.  Jika diketahui  penurunan  masa  dari  suatu  material  yang  terkorosi  maka  laju  korosi  dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
Cr = 534𝐵ℎ 𝜌.𝑡.𝐿𝑝 …. 1
dimana:
Cr ( Corrosion rate ) = Laju korosi dalam satuan mpy (mils per year)(mm/y) Bh    = Massa yang hilang (mg)
Lp   = Luas sampel yang terendam ( 𝑖𝑛 2 ) t       = Waktu perendaman (jam) ρ    = Massa jenis logam (g/ 𝑐𝑚 3 ) 1 mpy = 0,0254 mm/y = 25,4 μm/y = 2,9 nm/hr = 0,805 pm/sec

## 2.2. Uji Kekerasan Vickers
Uji  kekerasan  vickers  menggunakan  penumbuk  piramida  intan  yang  dasarnya berbentuk bujur sangkar. Besarnya sudut antara permukaan - permukaan piramida yang saling berhadapan adalah 136°.Karena bentuk penumbuknya piramida, maka pengujian ini  sering  dinamakan  uji  kekerasan  piramida  intan.  Angka  kekerasan  vickers  (VHN) didefinisikan  sebagai  beban  dibagi  luas  permukaan  lekukan.  Pada  prakteknya  luas  ini dihitung dari pengukuran  mikroskopik panjang  diagonal  jejak. VHN dapat  ditentukan dari persamaan berikut ini.
VHN = 1,854xp 𝐿 2
…. 2
dimana, P  = beban yang diterapkan, kg
L  = panjang diagonal rata-rata, mm
Gambar 1. Skema pengujan Vickers hardness

## 2.3. Larutan NaCl
Natrium  klorida ,  juga  dikenal dengan garam dapur, adalah senyawa kimia dengan rumus molekul NaCl , mewakili perbandingan 1:1
ion natrium dan klorida.  Dengan  massa  molar  masing-masing  22,99  dan  35,45  g/mol, 100  g  NaCl  mengandung  39,34  g  Na  dan  60,66  g  Cl.  Senyawa  ini  adalah garam yang paling  memengaruhi salinitas laut dan cairan  ekstraselular pada  banyak organisme multiseluler. Pada penelitian ini digunakan larutan dengan kadar 10% NaCl. Larutan ini diperoleh  dengan  pencampuran  antara  NaCl  (garam  dapur)  dengan  air,  dengan komposisi 10% (10 gr)  NaCl dan 90% air.

## 2.4. Stainless Steel 316L
Stainless  steel  316  L adalah stainless  steel  molibdenum  austenitic . Kandungan nikel  dan  molibdenum  yang  lebih  tinggi  di  kelas  ini  memungkinkannya  untuk menunjukkan  sifat  tahan  korosi  keseluruhan  yang  lebih  baik  daripada  304,  terutama yang berkaitan dengan korosi pitting dan celah di lingkungan klorida. Selain itu, Alloy 316L  memberikan  kekuatan  tarik,  creep,  dan  tegangan  pecah  suhu  yang  sangat  baik, serta kemampuan bentuk dan kemampuan las yang luar biasa. 316L adalah versi karbon yang  lebih  rendah  dari  316  dan  kebal  dari  kepekaan; oleh  karena  itu,  sangat  sering digunakan dalam komponen yang dilas berat.
Tabel 1. Komposisi Stainless Steel 316 L C SI S P MN NI CR MO FE 0,029 0,390 0,035 0,050 1,648 9,930 16,860 2,057 - Tabel 2. Sifat Mekanik SS 316L Tensile (MPa) Yield (MPa) Elongation (%in50mm) Hardness Rocwell (HRB) Density (kg/ 𝑚 3 ) Elastic Modulus (GPa) Specific Heat (J/Kg.K) Electric Resistivity (n 𝛺 .m) 485 170 40 95 8000 193 500 740

## 2.5. Diagram Alir

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1. Hasil
Benda  kerja  sebelum  dan  yang  telah  terkorosi  kemudian  ditimbang  kembali, dengan  alat  timbang  yang  namanya Nautical  Balance ,  Untuk  mengetahui  kehilangan
Mulai Pembentukan Spesimen Pemilihan Material Pembersihan sisa korosi Penimbangan awal spesimen Degreasing : Penimbangan akhir spesimen Kesimpulan dan Saran Selesai Proses Pengkorosian (NacL 10%) Waktu perendaman
- 1 Minggu - 2 Minggu - 3 Minggu - 4 Minggu - 5 Minggu Analisa Data Rinsing Melakukan uji vickers
berat  dari  benda  kerja  yang  telah  mengalami  proses  pengkorosian,  kita  dapat menghitung secara matematis dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
W = W 0 - W 1
…. 3
dimana :  W    = Pengurangan Berat ( mg ) W 0 =  Berat Awal (gr) W 1 =  Berat Akhir (gr)
Dengan menggunakan rumus di atas maka diperoleh data pada tabel berikut :
Tabel  3. Berat Spesimen Sebelum dan Sesudah Direndam Spesim en Waktu Pencelupan Spesimen Waktu Pengangkatan Spesimen Berat Awal Spesimen W 0 (gr) Berat Akhir Spesimen W 1 (gr) Selisih Berat W (gr) I Kamis,9Januari2 020 Kamis,16 Januari 2020 15.75 15.60 0.05 II 16.13 16.09 0,04 III Kamis,9Januari2 020 Kamis,23 Januari 2020 16.15 16.04 0.11 IV 15.98 15.88 0.10 V Kamis,19 Desember 2019 Kamis,09 Januari 2020 15,76 15.61 0.15 VI 16.08 15.91 0.17 VII Kamis,19 Desember 2019 Kamis,09 Januari 2020 15.54 15.34 0.20 VIII 15.74 15.53 0.21 IX Kamis,19 Desember 2019 Kamis,09 Januari 2020 16.08 15.83 0.25 X 16.06 15.83 0.24
Setelah  ditimbang,  specimen  hasil  korosi  kemudian  dibersihkan  dan  dilakukan  uji Vickers yang hasilmnya dapat dilihat pada tabel berikut ini.
Tabel 4. Kekerasan Spesimen Setelah Direndam Spesimen Waktu (minggu) VHN (MPa) I 1 544,85 II 517,85 III 2 477,34 IV 420,67 V 3 439,46 VI 463,72 VII 4 402,49 VII 376,13 IX 5 354,59 X 380,60
Tabel 5. Rata-rata nilai kekerasan pada speimen Material Waktu perendaman Rata-rata kekerasan VHN Stainless Steel 316L Sebelum direndam 624,35 1 minggu 531,35 2 minggu 449,00 3 minggu 451,59 4 minggu 389,31 5 minggu 367,595
6.71 7.83 7.95 7.64 7.31 6 6.2 6.4 6.6 6.8 7 7.2 7.4 7.6 7.8 8 8.2 1 2 3 4 5 L A J U K O R O S I WAKTU

## Laju Korosi vs Waktu (Minggu)

## 3.2. Pembahasan
Dari  data  penelitian  ini  dapat  kita  analisa  laju  korosi  yang  terjadi  dengan menggunakan persamaan 1, dimana data penelitian ini dapat kita lihat seperti pada tabel di bawah ini..
Tabel  4. Laju korosi spesimen No Spesi men Waktu (Jam) Laju Korosi (mpy) 1 I 168 7,46 2 II 5,96 3 III 336 8,20 4 IV 7,46 5 V 504 7,460 6 VI 8,454 7 VII 672 7,460 8 VII 7,833 9 IX 840 7,460 10 X 7,161 Tabel 5. Rata-rata laju korosi pada spesimen Material Waktu perendaman Rata-rata laju korosi (mpy) Stainless Steel 316L 1 minggu 6,71 2 minggu 7,83 3 minggu 7,95 4 minggu 7,64 5 minggu 7,31
Dari data pada tabel 5 diatas dapat digambarkan grafik laju korosi akibat pengaruh waktu perendaman untuk stainless steel 316 L seperti pada gambar berikut ini.
Gambar 2. Laju korosi akibat pengaruh waktu perendaman Stainless Steel 316L pada larutan NaCl 10%.
Dari  grafik di  atas dapat kita lihat  bahwa laju  korosi terjadi secara cepat  pada minggu pertama  sampai  minggu  ketiga,  namun  mengalami  penurunan  pada  minggu  ke  empat dan lima.
Data  hasil  pengujian  kekerasan  seperti  pada  tabel  5  diatas  dapat  digambarkan  grafik hubungan lamanya waktu perendaman dengan kekerasan specimen
Gambar 3. Grafik hubungan lamanya waktu perendaman dengan kekerasan yang terjadi

## 4. KESIMPULAN
Dari hasil  penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa jenis korosi  yang  terjadi  pada  spesimen  adalah  jenis  korosi  seragam  ( Uniform  Corrosion ). Karena pada setiap  sisi dari spesimen mengalami  perubahan warna atau terkorosi.Laju korosi yang terjadi pada material dipengaruhi oleh variable waktu  yang diberikan pada saat proses pengkorosian, semakin lama waktu  yang dipakai maka laju korosi semakin melambat. Hal ini dikarenakan adanya karat atau rush yang menghalangi proses korosi. Nilai  kekerasan  pada  dipengaruhi  oleh  lama  perendaman  material  pada  media korosi. Semakin lama material tersebut dikorosikan maka nilai kekerasan pada material tersebut juga akan semakin berkurang.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Yudha  Kurniawan  Afandi,  Irfan  Syarif  Arief,  dan  Amiadji,  Analisa  Laju  Korosi pada  Pelat  Baja  Karbon  dengan  Variasi  Ketebalan  Coating,  JURNAL  TEKNIK ITS Vol. 4, No. 1, (2015)
2. Djoko  Hadi  Pratikno,  Jan  Setiawan,  Elektrokimia  Baja  Tahan  Karat  SS  316 Dalam Media Nano Fluida, Jurnal Urania Vol. 25 No. 1, Februari 2019: 1−70
3. I.G.  Ayu  Arwati,  Edy  Herianto  Majlan,  Wan  Ramli  Wan  Daud,  Loh  Kee, Temperature  Effects  on  Stainless  Steel  316L  Corrosion  in  the  Environment  of Sulphuric  Acid  (H 2 SO 4 ),  IOP  Conf.  Series:  Materials  Science  and  Engineering 343 (2018)
624.35
531.35
449 451.59 389.31 367.595 0 100 200 300 400 500 600 700 0 1 2 3 4 5 V H N WAKTU VHN vs Waktu (minggu)
4. R.  Kohar,  Laju  dan  bentuk  korosi  pada  baja  karbon  menengah  yang  mendapat perlakuan pada suhu austenite diuji di dalam larutan NaCl 3 N, Jurnal Desiminasi Teknologi, Volume 1, Nomor 1, Januari 2013
5. Afriwan Wahyu Pratama, Paridawati, Tri Santoso, Analisa laju korosi dan struktur mikro  terhadap  baja  karbon  rendah  SS400  pada  metode  pelapisan  hot  dip galvanizing,  Prosiding  Seminar  Nasional  Energi  dan  Teknologi,  UNISMA BEKASI, Juni 2019.
6. Wahyu Kheren Sabyantoro, Helmy Purwanto dan Muhammad Dzulfikar, Analisis laju korosi dengan aliran media korosi HCL 10% pada material baja ASTM A36 dengan sudut bending, Momentum, Vol. 15, No. 1, April 2019