Journal of Renewable Energy & Mechanics (REM)                             E-ISSN: 2614-8315 Vol.04 No.01 2021: 7-13                                                                           P-ISSN: 2714-621X DOI: 10.25299/rem.2021.vol4(01).4948         Received 2020-05-03; Accepted 2021-02-25

## STRESS CORROSION CRACKING OF AISI 304 WITH VARIATION OF WEIGHT USING OCEAN’S WATER AS MEDIA
(ANALISA KOROSI RETAK TEGANG MATERIAL AISI 304 DENGAN

## VARIASI PEMBEBANAN PADA MEDIA AIR LAUT)
Eko Saputra 1 ,Kurnia Hastuti 1 *
1 Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Islam Riau-Pekanbaru Jl.Kaharudin Nasution No.113, Pekanbaru – Riau
*Corresponding author: kurnia@eng.uir.ac.id

## ABSTRACT
Stress  Corrosion  Cracking  (SCC)  or  stress  corrosion  cracking  is  a  failure  of  corrosion metals  resulting  from  intergranular  and  transgranular  cracking  under  the  influence  of tensile  stress  and  corrosive  environments.  Stress  Corrosion  Cracking  often  occurs  in underwater  pipelines.  This  is  because  welding  that  is  usually  done  on  pipes  produces residual  stresses  and  the  combination  with  corrosive  seawater  media  causes  SCC.  The purpose of this study is to understand the SCC phenomenon and examine the effect of load variations  on  SCC  on  AISI  304  pipe  material.  The  test  method  used  is  C  ring,  with  a variation of load 3 kN, 4kN and 5kN. Matrial is dipped in seawater for 5 days, 10 days and 15 days. Tests carried out are hardness tests, data loss of weight loss, calculation of the corrosion rate and measurement of the area of the crack with an optical microscope. The hardness test results showed an increase in the hardness of the specimen after loading from initial hardness 163 VHN increased to 165.5 VHN at a load of 3 kN, 186.3 VHN at a load of 189.1 VHN and at a load of 5kN. Weight loss and corrosion rate are affected by the amount of load and the length of time immersion. The highest weight loss and corrosion rate occurred in specimens with a load of 5 kN and a time of dyeing 15 days and the smallest occurred at a load of 3 kN and dyeing 5 days. The area of the crack also increases with increasing load and increasing immersion time. Specimens that have the largest cracked area occur in specimens with a load of 5 kN with a dipping time of 15 days that is 999039.09 µₘ2 and specimens that have the smallest cracked area are specimens with a load of 3 kN at 5 days immersion of 285494.76 µₘ2. This research shows that the load given should be a maximum of only 4 kN, because the increase in load above this value causes the corrosion rate to increase sharply.
Kata Kunci : AISI304, C-ring, Corrosion rate, Stress Corrosion Cracking

## ABSTRAK
Stress Corrosion Cracking [SCC] atau korosi retak tegang merupakan kegagalan  logam korosi hasil peretakan intergranular dan transgranular dibawah pengaruh tegangan tarik dan lingkungan korosif. Stress Corrosion Cracking sering terjadi pada pipa bawah laut. Hal  ini  disebabkan  karena  pengelasan  yang  biasa  dilakukan  pada  pipa  menghasilkan tegangan sisa dan kombinasi dengan media air laut yang korosif menyebabkan terjadinya SCC.  Tujuan  penelitian    ini  adalah  untuk  memahami  fenomena  SCC  dan  mengkaji pengaruh  variasi  beban  terhadap  SCC  pada  material  pipa  AISI  304.  Metode  pengujian yang digunakan adalah C ring, dengan variasi beban 3 kN, 4kN dan 5kN. Matrial dicelup dalam media air laut selama 5 hari, 10 hari dan 15 hari. Pengujian yang dilakukan adalah uji  kekerasan,  pengambilan  data  kehilangan  berat,  perhitungan  laju  korosi  dan pengukuran luas area retak dengan mikroskop optik. Hasil pengujian kekerasan
menunjukan  peningkatan  nilai  kekerasan  spesimen  setelah  dilakukan  pembebanan  dari kekerasan awal 163 VHN naik menjadi 165,5 VHN Pada beban 3 kN, 186,3 VHN pada beban 4kN 189,1 VHN dan pada beban 5kN. Kehilangan berat dan laju korosi dipengaruhi besarnya beban dan lamanya waktu pencelupan. Kehilangan berat dan laju korosi terbesar terjadi pada spesimen dengan beban 5 kN dan waktu pencelupan 15 hari dan yang terkecil terjadi pada beban 3 kN dan pencelupan 5 hari. Luas retak juga meningkat dengan naiknya beban dan bertambahnya waktu perendaman. Spesimen yang memiliki area retak terbesar terjadi pada spesimen dengan beban 5 kN dengan waktu pencelupan 15 hari yaitu sebesar 999039,09  µₘ2  dan  spesimen  yang  memiliki  area  retak  terkecil  ialah  spesimen  dengan beban  3  kN  pada  waktu  pencelupan  5  hari  sebesar  285494,76  µₘ2.  Penelitian  ini menunjukan bahwa beban yang diberikan sebaiknya maksimal hanya sebesar 4 kN, karena peningkatan beban di atas nilai tersebut menyebabkan laju korosi meningkat tajam.
Kata Kunci : AISI304, C-ring, Korosi Retak Tegang, Laju korosi

## PENDAHULUAN
Stress corrosion cracking (SCC) atau korosi  retak  tegang  merupakan kegagalan  interganular  pada  baja akibat  kegiatan  gabungan  antara tegangan tarik statik dengan lingkungan khusus. Bentuk korosi ini sangat  lazim  dijumpai  dilingkungan industri.  SCC  terjadi  karena  adanya tiga  faktor  yang  saling  berkaitan,
yaitu adanya tegangan tarik,
lingkungan yang korosif, dan material yang rentan terhadap korosi.
Pipa  gas  bawah  laut  adalah komponen  yang  beresiko  terhadap terjadinya korosi retak tegang. Dalam penggunaanya  pipa bawah  laut berfungsi  untuk  memindahkan  gas. Pengelasan  pada  sambungan  pipa dapat  memberikan  tegangan  sisa terhadap pipa. Adanya media air laut dengan  kadar  garam  yang  tinggi  di kombinasikan  dengan    tegangan  sisa yg  diberikan  akibat  pengelasan menyebabkan pipa bawah laut mengalami  korosi  retak  tegang.
Permasalahan ini sering dialami pipa bawah  laut  sehingga  menyebabkan pipa  bocor.  Pipa  bawah  laut  tidak hanya  mengalami  korosi  tetapi  juga retak.
Sebelumnya  penelitian  korosi retak  tegang  ini  sudah  pernah dilakukan  oleh  Putrandono  (2014) menggunakan  spesimen  kuningan dengan  variasi  pembebanan  pada media  air.  Dari  hasil  pengamatan menunjukan bahwa kegagalan disebabkan  karena  pengaruh  media korosif.  Semakin  besar  tegangan maka  terjadinya  stress  korosi  retak tegangan semakin cepat.
Badarudin  (2014)  menggunakan spesimen baja karbon rendah dengan memberi  efek  shot  peening  pada media  air  laut.  Hasil  pengamatan menunjukan peningkatan nilai kekerasan  pada  bahan  yang  di  shot peening sehingga menghasilkan deformasi plastis yang dapat
menimbulkan efek pengerasan regangan dan tidak ditemukan korosi retak tegang pada bahan yang di shot peening.
Pada penelitian yang lain, Sinurat (2014)  mengunakan  material  AISI 304  dengan  metode  u-bend  dalam media  HCL  1M.  pengujian  ini menunjukan bahwa tebal berpengaruh pada  laju  korosi  pada  plat  6mm korosinya  lebih  cepat  dibandingkan plat  tebal  3mm.  selain  itu  terjadinya
korosi  menyebabkan  sifat  mekanik material turun.
Berdasarkan beberapa penelitian sebelumnya masih diperlukan penelitian  berkaitan  dengan  korosi retak  tegang  pada  pipa  bawah  laut. Diharapkan  dapat  digunakan  sebagai bahan  uji  dengan  media  air  lautdan variasi  pembebanan  diberikan  untuk mengetahui pengaruhnya pada kecepatan korosi. Pengujian  ini  perlu  dilakukan karena Stress corrosion cracking tidak dapat  diduga  datangnya  dan  dapat menyebabkan  pengurangan  dimensi dan  kekuatan.  Hasil  penelitian  ini  di harapkan  dapat  menjelaskan  cara pengujian  dan  proses  terjadinya korosi retak tegang pada pipa bawah laut.

## METODE PENELITIAN
Komposisi  kimia  dan  sifat  makanis SS 304 yang digunakan dapat dilihat pada tabel 1. Tabel 1. Kandungan
Fe C Si M n P S Ni  C r 66. 345 – 74 M ax 0. 08 Ma x1 M ax 2 Ma x 0.0 45 M ax 0. 03 8 – 10 .5 1 8 - 2 0
Spesimen dari baja steinless steel 304  berbentuk  pipa  kemudian  di potong dengan lebar 2 cm sebanyak 9 buah selanjutnya pipa di potong pada bagian  samping  sehingga  berbentuk C.
Sampel tersebut kemudian diberikan  beban  mengunakan  alat tekan compression machine kapasitas 250  kN  ASTM  C-39  dengan  beban yang  telah  ditentukan  yaitu  3  kN,  4 kN dan 5 kN. Setelah sampel ditekan
kemudian  catat  berapa  pengurangan jarak  yang  terjadi  pada  sampel berbentuk C dan setelah itu sampel di berikan  baut  agar  sampel  tetap  pada posisi saat pemberian beba. Sebelum masuk pada tahap pencelupan, spesimen  ditimbang  terlebih  dahulu tanpa  baut  agar  mengetahui  berat awal  sampel  dan  setelah  itu  barulah spesimen dicelupkan mengunakan air laut  sebagai  media  korosi  dengan variasi waktu 5 hari, 10  hari, dan 15 hari.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Hasil Uji Kekerasan
Untuk mengetahui pengaruh pembebanan yang diberikan terhadap kekerasan  material  maka  pengujian kekerasan dilakukan sebelum mataerial diberi beban (keadaan awal) dan  setelah  diberikan  beban.  Uji kekerasan  dilakukan  dengan  metode Vickers.
Gambar 1. Pengaruh beban terhadap kekerasan material

## Hasil Penelitian Laju Korosi
Penelitian  laju  korosi  dilakukan dengan menggunakan metode pencelupan.  Untuk  mengetahui  laju korosi dapat diperoleh dengan dengan persamaan  (2.3).  hasil  uji  korosi menghitung selisih berat pada durasi
163 165,5 186,3 189,1 140 150 160 170 180 190 200 Material awal 3 kN 4 kN 5 kN kondisi pembebanan
waktu yang telahdi tetapkan,
memberikan  hasil  berupa  grafik sebagai berikut:
Berdasarkan  Gambar  2  dapat  dilihat bahwa besarnya beban yang diberika berpengaruh  pada  laju  korosi  yang terjadi.  Meningkatnya  beban  dari  3 kN, 4 kN dan 5kN menyebabkan laju korosi  juga  naik.  Laju  korosi  yang terjadi pada spesimen dengan
pemberian beban 3 KN adalah relatif rendah,  begitu  juga  dengan  beban  4 KN.  Laju  korosi  terbesar  dialami dengan spesimen yang diberi beban 5 KN.

## Pengamatan Retak
Pengamatan  retak  ini  dilakukan dengan  mikroskop  optik  bertujuan untuk  melihat  retak  yang  tgerjadi pada spesimen akibat SCC. Selanjutnya pada masing masing foto diamati  besarnya  area  retak  yang terjadi antara spesimen untuk mengetahui  pengaruh  pembebanan pada media air laut. Pengamatan  metalografi  pada daerah titik tengah spesimen terlihatnya adanya perbedaan besarnya area retak yang terjadi pada spesimen. Dibawah ini dapat di lihat
foto  makro  baja  stainlees  steel  304 yang mengalami retak.
Beb an Wak tu Gambar retak pada spesimen Lua s area reta k(µₘ 2 )
3 kN 5 hari 0,25 631 818 10 hari 397 829 7,16 15 hari 530 535, 54 3 KgN 4 KgN 5 KgN 15 hari 0,05366 0,13952 1,084 10 hari 0,03219 0,14489 0,93375 5 hari 0,03219 0,03219 0,09659 0,03219 0,03219 0,09659 0,03219 0,14489 0,93375
0,05366 0,13952 1,084 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Laj u k o ro si ( m m /y )
Beba n Wakt u Gamba r retak pada spesime n Luas area retak(µₘ 2 ) 4 kN 5 hari 285494,7 6 10 hari
596185,8
4
15 hari 896115,6 0 Beba n Wak tu Gambar retak pada spesimen Luas area retak(µₘ 2 ) 5 hari
4651280
7
5 kN 10 hari 652750, 93
15 hari 999039, 09

## KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian tentang pengaruh  pembebanan  terhadap  laju korosi  dengan  variasi  waktu  pada stainless steel 304 pada media air laut dapat  ditarik  kesimpulkan  sebagai berikut: 1. Dari  hasil  uji  kekerasan  di ketahui bahwa nilai kekerasan tanpa pembebanan nilai kekerasan  nya  sebesar  163 VHN, pemberian beban  3 kN naik menjadi 165,5, pemberian  beban  4  kN  maka kekerasan  akan  naik  menjadi 186,  sedangkan  pemberian beban  5  kN  menyebabkan kekerasan  naik  189,1.  Nilai kekerasan pada material selalu meningkat  seiring  dengan bertambahnya  beban  yang diberikan  pada  spesimen  uji. Berdasarkan hasil uji kekerasan  maka  pemberian beban terhadap material mempengaruhi nilai kekerasan  material,  semakin besar  beban  yang  diberikan
maka nilai kekerasan nya juga akan semakin besar.
2. Pembebanan  dan  lamanya waktu perendaman yang diberikan  terhadap  material sangat menentukan kecepatan laju korosi, dapat dilihat pada uji weigh loss diketahui bahwa spesimen  dengan  beban  3  kN dengan  waktu  5  hari  laju korosi  pada  material  sebesar 0,03219,  10  hari  laju  korosi tidak  mengalami  peningkatan yaitu  sebesar  0,03219  tetapi perendaman  15  hari  laju korosinya  meningkat  0,05366 mm/y laju korosi yang dialami material  dengan  beban  3  kN masih  relatif  rendah  jika dibandingkan dengan beban 5
kN  dalam  perendaman  5  hari laju korosinya sebesar 0,09659  mm/y,  10  hari  nilai laju  korosinya  ningkat  drastis menjadi 0,93375 mm/y begitu juga  dnegan  perendaman  15 hari  mengalami  peningkatan laju  korosi  sebesar  1,08400 mm/y.
3. Besarnya  area  retak  yang terjadi  pada  material  yang telah  diuji  tergantung  dengan lamanya  waktu  celup  dan besarnya beban yang diberikan  terhadap  material, semakin lama pencelupan dan semakin  besar  beban  yang diberikan  kepada  material  uji makan area retak akan semakin besar.
4. Agar  laju  korosi  yang  terjadi tidak  meningkat  tajam,  maka beban yang diberikan
sebaiknya  tidak  melebihi  4 kN.

## DAFTAR PUSTAKA
Adrian. 2009. “Perilaku Korosi Material Baja Paduan Akibat Pengaruh Kondensat Yang Berasal Dari Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi.”
Armanto,  H.  dan  Daryanto.  1999. “Ilmu Bahan.” Baboian Robert, N. 2002. “Corrosion
Engineering.”
Badaruddin,  M.  2014.  “Efek  Shot
Peening Terhadap Korosi Retak  Tegang  (  SCC  )  Baja Karbon Rendah Dalam Lingkungan  Air  Laut  Efek Shot Peening Terhadap Korosi Retak Tegang ( SCC ) Baja  Karbon  Rendah  Dalam Lingkungan Air Laut.” (January 2005). Bayuseno, A.P. et al. 2014. “ANALISIS STRESS CORROSION  CRACKING AUSTENITIC  STAINLESS STEEL ( AISI 304 ) DENGAN METODE U- BEND PADA MEDIA KOROSIF  HCL  1M.”  2(1): 110–18. Craig, B.D. 2006.  “Corrosion
Prevention  and  Control :  A
Program  Management  Guide for Selecting Materials.”
Indra, F. dkk. 2008. “Steinless Steel.”
Lippold, J.C. and Kotecki, D.J. 2005. “Welding  Metallurgy  and Weldability of Stainless Steels.” Munasir. 2009. “Laju Korosi Baja SC 42  Dalam  Medium  Air  Laut Dengan Metode Immers Total.” Parmansyah.  2017.  “HUBUNGAN ANTARA BIOFOULING DENGAN KOROSI MATERIAL BADAN
KAPAL  PADA  MEDIA  AIR LAUT.” Priyotomo,  G.  2016.  “Korosi  Retak
Tegang  Material  Stainless Steel AISI 304 Di Lingkungan
MgCl2  KOROSI  RETAK TEGANG MATERIAL STAINLESS  STEEL  AISI 304 DI LINGKUNGAN
MgCl  2  Material.”  (August
2008). Putrandono, F.E. et al. 2014. “Online : Http://EjournalS1.Undip.Ac.I d/Index.Php/Jtm  ANALISIS STRESS CORROSION CRACKING  AISI  C20500 DENGAN  VARIASI  Jurnal
Teknik  Mesin  S-1  ,  Vol  .  2  , No . 2 , Tahun 2014 Online : Http://Ejournal- S1.Undip.Ac.Id/Index.Php/Jt m.” 2(2): 92–100.
Sasono,  E.J.  2010.  “Efektivitas Penggunaan  Anoda  Korban Panduan  Aluminium  Pada Pelat  Baja  Kapal  Aisi  E2512 Terhadap  Laju  Korosi  Di Dalam Media Air Laut.” : 57. Seitovirta,  M.  2013.  “Handbook  of
Stainless Steel.”