Iskandar, dkk./ ROTASI, Vol. 22  No. 4  (Oktober  2020) Hal. 266-271
Analisis Laju Korosi pada Lingkungan Sungai Terhadap Material Pipa Stainless Steel 304 dan Pipa Galvanis di Kota Semarang
*Norman Iskandar a , Sri Nugroho a , I Putu Gde Wahyu Krisna b a Dosen Program Studi S-1 Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro
b Mahasiswa Program Studi S-1 Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro
Jl. Prof. Sudharto, SH., Tembalang-Semarang 50275, Telp. +62247460059 *E-mail: norman.undip@gmail.com

## Abstract
Flood pump installations in river environments in Semarang City often experience failure or damage due to corrosion problems. This is because the city of Semarang is directly adjacent to the sea and some areas have experienced sea water infiltration. This study will examine the rate of corrosion that occurs in 304 stainless steel pipe material and galvanized pipe in flood pump installations in Semarang City. Material preparation begins with a pipe cutting process with a length of 50 mm. Galvanized material is divided into two treatments where the first condition (non-treatment) is the absence of coating on the cut ring and the second condition (treatment) is the coating on the cut part to protect the base metal from corrosion. The test method used is to immerse the specimen directly in the river and weight loss analysis is used to calculate the corrosion rate of the material. The test parameters considered are the content of corrosive environmental elements such as the degree of acidity (pH), salinity, total dissolve solids (TDS), dissolve oxygen (DO), chloride and sulfate ions to the  hardness  of  river  water.  There  are  three  test  locations,  namely  the  Progo  river,  the  Gudang Senjata river and the Banger river. The results showed that the highest corrosion rate of SS-304 pipe and  non-treatment  Galvanized  pipe  occurred  in  the  Gudang  Senjata  river,  namely  0.1796  mpy (outstanding) and 1.5104 mpy (excellent) respectively due to the presence of higher corrosive content compared to rivers. other. Meanwhile, for Galvanized pipe material treatment, the highest corrosion rate occurred at the location of the Banger river, which is 1.2047 mpy (excellent), this is because the Banger river has low hardness compared to other rivers.
Keywords : Corrosion; river; weight loss analysis; 304 Stainless Steel Pipe; Galvanized Pipe

## Abstrak
Instalasi pompa banjir di lingkungan sungai di Kota Semarang sering mengalami kegagalan atau kerusakan karena permasalahan korosi. Hal ini dikarenakan Kota Semarang berbatasan langsung dengan laut dan sebagian wilayah telah mengalami infiltrasi air laut. Penelitian ini akan mengkaji tentang  laju  korosi  yang  terjadi  pada  material  pipa  stainless  steel  304  dan  pipa  galvanis  pada instalasi pompa banjir di Kota Semarang. Preparasi material diawali dengan proses pemotongan pipa  dengan  panjang    50  mm.  Untuk  material  Galvanis  dibagi  menjadi  dua  perlakuan  dimana kondisi  pertama ( non- treatment ) yaitu tidak terdapatnya pelapisan bagian cincin potongan dan kondisi  kedua ( treatment ) yaitu diberikannya pelapisan pada bagian potongan untuk melindungi base  metal  dari  korosi.  Metode  pengujian  yang  digunakan  adalah  dengan  merendam  langsung spesimen langsung di  sungai  dan weight loss analysis digunakan untuk  menghitung laju korosi pada  material.  Parameter  uji  yang  dipertimbangkan  adalah  kandungan  unsur-unsur  korosif lingkungan seperti derajat keasaman (pH), tingkat keasinan (salinitas), total dissolve solids (TDS) , dissolve oxygen (DO) , ion klorida dan sulfat hingga tingkat kesadahan air sungai. Terdapat tiga lokasi pengujian yaitu di sungai Progo, sungai Gudang Senjata dan sungai Banger. Hasil penelitian menunjukkan nilai laju korosi pipa SS -304 dan pipa galvanis non-treatment tertinggi terjadi pada sungai  Gudang  Senjata  yaitu  masing-  masing  0,1796  mpy  ( outstanding )  dan  1,5104  mpy ( excellent )  akibat  adanya  konten  korosif  yang  lebih  tinggi  dibandingkan  sungai  lainnya.
Sedangkan untuk material pipa galvanis yang di treatment , laju korosi tertinggi terjadi pada lokasi sungai Banger yaitu sebesar 1,2047 mpy ( excellent ) hal ini dikarenakan sungai Banger memiliki kesadahan yang rendah dibandingkan sungai lain.
Kata kunci : Korosi; sungai; weight loss analysis ; pipa stainless steel 304; pipa galvanis
Iskandar, dkk./ ROTASI, Vol. 22  No. 4  (Oktober  2020) Hal. 266-271

## 1. Pendahuluan
Penggunaan logam dalam perkembangan teknologi dalam menunjang peradaban manusia sangat besar peranannya. Dalam kondisi karakteristik logam, hal yang paling rentan terjadi dan mengganggu kinerja logam adalah laju korosi dari logam tersebut. Korosi adalah penurunan mutu logam akibat reaksi elektrokimia dengan lingkungannya [1].
Korosi pada logam telah dikenal sejak lama sangat merugikan, dimana kerugian akibat korosi dapat terjadi di banyak aspek seperti korosi dapat menyebabkan penutupan sebuah pabrik, pemborosan sumber daya yang berharga, kehilangan atau  kontaminasi  suatu  produk,  penurunan  efisiensi,  pemeliharaan  yang  mahal,  dan overdesign yang  mahal,  juga membahayakan keselamatan dan menghambat kemajuan teknologi [2].
Kota Semarang merupakan salah satu kota di Indonesia yang memiliki kelembaban relatif dan suhu yang tinggi, Kota Semarang juga memiliki banyak aliran sungai dengan kondisi air yang bervariasi. Variasi kondisi air sungai di Kota Semarang dipengaruhi oleh limbah rumah tangga ataupun industri yang masuk di sepanjang aliran sungai.  Kota Semarang juga terkenal dengan kondisi area bawah yang sering mengalami banjir baik akibat dari limpahan air sungai dari sektor hulu maupun dari air pasang laut. Salah satu penanganan banjir ini adalah dengan pembuatan polder dan pemasangan pompa banjir. Pada instalasi pompa banjir tersebut banyak menggunakan material logam diluar elemen pompanya sendiri, seperti untuk pintu air dan perpipaannya. Korosi banyak ditemukan bahkan secara kasat mata sangat jelas terlihat di perlatan dan  instalasi  pendukung  pompa  banjir  yang  dipasang  oleh Pemerintah  Kota  Semarang.  Berikut  Gambar  1  menunjukkan kerusakan material pipa di salah satu intalasi pompa banjir dan pintu irigasi akibat korosi di Kota Semarang.
(a) (b)
Gambar 1 Kerusakan akibat korosi (a) Pipa pompa banjir, (b) Pintu air irigasi
Korosi menjadi salah satu masalah besar dikarenakan banyaknya jumlah instalasi pompa banjir sehingga menuntut biaya perawatan dan perbaikan yang sangat besar. Bahkan beberapa peralatan mengalami kerusakan yang cukup parah akibat  korosi.  Hal  ini  yang  coba  diinvestigasi  termasuk  mengetahu  tingkat  laju  korosi  sehingga  bisa  menjadi  acuan perencanaan material baru yang  akan diterapkan dan perencanaan untuk teknik perawatannya.  Hal  ini juga sekaligus untuk mengetahui tingkat ketahanann material yang selama ini telah terpasang serta mengetahui karakteristik tiap aliran sungai dan kontaminasi yang ada sehingga bisa menjadi bahan pertimbangan juga dalam perbaikan mutu lingkungan.
Pengklasifikasian ketahanan suatu material perlu diketahui untuk mendapatkan parameter tentang apakah material yang  digunakan  layak  atau  tidak  digunakan  dalam  infrastruktur.  Berikut  Tabel  1  menunjukkan  klasifikasi  tingkat ketahanan material terhadap korosi.
Tabel 1. Klasifikasi tingkat ketahanan material terhadap korosi [3].
Relative Corrosion Resistance mpy mm/yr µm/yr nm/h pm/s Outstanding < 1 < 0,02 < 25 < 2 < 1 Excellent 1-5 0,02-0,1 25-100 2-10 1-5 Good 5-20 0,1-0,5 100-500 10-50 20-50 Fair 20-50 0,5-1 500-1000 50-150 20-50 Poor 50-200 1-5 1000-5000 150-500 50-200 Unacceptable 200 + 5 + 5000 + 500 + 200 +

## 2. Material dan metodologi
Metodologi pengujian korosi untuk melakukan analisis tingkat korosifitas lingkungan sungai dengan menggunakan metode weight loss analysis untuk mengetahui laju korosi material, terdapat beberapa langkah.

## 2.1 Persiapan material
Persiapan material diawali dengan memotong bagian pipa sehingga memiliki panjang 50 mm untuk masing-masing pipa. Untuk pipa galvanis dibagi menjadi 2 kondisi dimana kondisi pertama pipa galvanis non-treatment dalam artian bahwa pipa bagian cincin bekas potongan pipa tidak dilapisi kembali dengan menggunakan cat dan kondisi yang kedua bagian bekas potongan dilapisi dengan menggunakan cat. Kemudian pipa direndam pada larutan aseton kurang lebih 10

## Iskandar, dkk./ ROTASI, Vol. 22  No. 4  (Oktober  2020) Hal. 266-271
4
menit.  Kemudian  pipa  ditimbang  pada  timbangan  digital  untuk  mengetahui  massa  awal  pipa  sebelum  pengujian  dan diukur nilai densitasnya dengan menggunakan density meter . Berikut Gambar 2 menunjukkan preparasi material.
(a) (b) (c)
Gambar 2. Preparasi material (a) Pipa SS -304, (b) Pipa galvanis non-treatment , (c) Pipa galvanis treatment

## 2.2 Perendaman material
Perendaman material dilakukan pada tiga lokasi sungai yang berbeda yaitu (Sungai Progo, Sungai Gudang Senjata dan Sungai Banger). Masing masing lokasi ada sembilan spesimen material yang direndam. Dengan rincian 3 pipa SS - 304, 3 pipa galvanis non-treatment dan 3 pipa galvanis dengan treatment. Perendaman selama 3 bulan dengan masing- masing pengambilan 1 bulan sekali untuk setiap spesimen dan tempat.

## 2.3 Pengujian unsur-unsur korosif pada lingkungan sungai
Pengujian unsur-unsur korosif meliputi derajat keasaman (pH), tingkat garam terlarut (salinitas), Dissolved Oxygen (DO), sulfat dan klorida hingga tingkat kesadahan air. Pengujian unsur-unsur korosif penting kaitannya dengan tingkat korosifitas  suatu  sungai semakin tinggi nilai unsur korosif tentunya  akan menyebabkan lokasi tersebut  begitu korosif, namun untuk tingkat kesadahan berbanding terbalik dengan korosi pada baja galvanis hal ini disebabkan oleh terbentuknya lapisan pasivasi pada baja galvanis yang dapat menghambat terjadinya korosi lanjutan pada galvanis.

## 2.4 Pembersihan material pasca perendaman
Pembersihan material pasca perendaman 1, 2, 3 bulan bertujuan untuk menghilangkan kotoran dan produk korosi yang terbentuk pada permukaan material. Pembersihan dilakukan secara kimiawi (chemical cleaning) menurut  ASTM- G1 [4]. Dimana pembersihan material SS -304 dilakukan dengan cara merendam material pada larutan HF (20 mL) dan HNO 3 (100  mL)  yang  dicampurkan  dengan  air  (1000  mL)  untuk  material  galvanis  pembersihan  dilakukan  dengan menggunakan NH 4 OH (150 mL) dicampur dengan menggunakan air 1000 mL.

## 2.5 Penimbangan material pasca perendaman
Penimbangan material bertujuan untuk mengetahui pengurangan massa yang terjadi pada material setelah pengujian. Kemudian  setelah  didapatkan  nilai  pengurangan  massa  suatu  material  dapat  dihitung  nilai  laju  korosi  dengan menggunakan Rumus 1. berikut [5].
𝑚𝑝𝑦 = 𝐾 𝑥 𝑊 𝐷 𝑥 𝐴𝑠 𝑥 𝑡 (2.1) Dimana: mpy = Laju korosi mills per year K = Konstanta laju korosi (3,45 x10 6 ) W = Pengurangan massa material (gr) D = Densitas  material (gr/cm 3 ) As = Luas permukaan pipa (mm 2 ) t = Waktu Perendaman (jam)

## 3. Hasil dan pembahasan

## 3.1 Hasil uji kandungan ion korosif air sungai
Pengujian kandungan ion korosif  pada sungai dilakukan untuk mengetahui kandungan unsur makro air sungai yang mempengaruhi korosi ditunjukkan pada Tabel 2.  Kandungan unsur makro yang diketahui adalah unsur Cl − (klorida) dan SO 42- (sulfat).
Iskandar, dkk./ ROTASI, Vol. 22  No. 4  (Oktober  2020) Hal. 266-271
Tabel 2. Hasil pengujian kandungan unsur makro air sungai.
Lokasi Parameter unsur makro (mg/L) Klorida (Cl − ) Sulfat (SO 4 2− ) A (Sungai Progo) 0,05-406,16 0,225-0,235 B (Sungai Gudang Senjata) 0,16-1342,20 0,226-0,234 C (Sungai Banger) 0,08-776,16 0,227-0,237
Dari hasil pengujian diatas dapat disimpulkan bahwa Sungai Progo memiliki tingkat korosifitas yang rendah karena kandungan unsur makro (klorida dan sulfat) yang lebih rendah dari pada 2 sungai lainnya. Sedangkan tingkat korosifitas paling tinggi dimiliki oleh Sungai Gudang Senjata karena memiliki kandungan unsur makro yang lebih besar diantara yang lainnya. Untuk Sungai Banger berada pada tingkat korosi antara Sungai Gudang Senjata dan Sungai Progo. Hal ini disebabkan  karena  semakin  tinggi  kandungan  unsur  makro  (klorida  dan  sulfat)  maka  semakin  tinggi  pula  ion  yang mempengaruhi dan mempercepat terjadinya proses korosi.

## 3.2 Hasil uji pH, salinitas, dan TDS
Penguian  pH,  salinitas  dan TDS ini  dilakukan  untuk  mengetahui  tingkat  korosifitas  air  sungai  pada  tempat perendaman material. Berikut Tabel 3. menunjukkan nilai pH, TDS (Total Dissolve Solid) , serta salinitas setiap sungai.
Tabel 3. Hasil pengujian nilai pH, salinitas dan TDS setiap sungai.
Lokasi Parameter pH Salinitas (mg/L) TDS (mg/L) A (Sungai Progo) 7,11-8,56 498-527 751-899 B (Sungai Gudang Senjata) 7,22 -8,47 624-1340 1420-1820 C (Sungai Banger) 7,44-8,36 752 -970 1256-1337
Dari data tersebut maka dapat diambil kesimpulan bahwa sungai Gudang Senjata menjadi lingkungan yang memiliki tingkat korosifitas material tertinggi, karena mempunyai nilai pH, salinitas dan TDS lebih tinggi dibandingkan 2 sungai lainnya.  Sedangkan  sungai  yang  memiliki  tingkat  korosifitas  yang  rendah  yaitu  sungai  Progo  karena  hasil  pengujian parameter menunjukkan bahwa sungai Progo memiliki nilai yang rendah dibandingkan sungai lainnya. Untuk kualitas air, ketiga sungai termasuk kedalam klasifikasi kualitas air sedang,  hal ini dikarenakan nilai salinitas ketiga sungai berada pada cakupan antara 500-1500 ppm.
3.3 Hasil pengujian DO (Dissolved Oxygen) dan kesadahan
Pengujian kesadahan dan DO dilakukan untuk mengetahui tingkat kualifikasi sungai yang dapat mempengaruhi laju korosi material tempat perendaman material. Berikut Tabel 4. menunjukkan nilai kesadahan dan DO setiap sungai.
Tabel 4. Hasil pengujian D O dan kesadahan air sungai
Lokasi Parameter (%) DO Kesadahan A (Sungai Progo) 1,5 1525 B (Sungai Gd Senjata) 2,2 2964 C (Sungai Banger) 1,9 436
Dari  hasil  pengujian  diatas  dapat  diketahui  bahwa  Sungai  Gudang  Senjata  memiliki  tingkat  korosi  yang  tinggi dikarenakan nilai DO yang tinggi, namun dalam segi kesadahan Sungai Gudang Senjata memiliki proteksi terhadap korosi terhadap material galvanis karena mengandung ion CaCO 3 yang besar untuk membentuk suatu lapisan penghalang yang dapat menghambat laju korosi pada material galvanis.
Iskandar, dkk./ ROTASI, Vol. 22  No. 4  (Oktober  2020) Hal. 266-271

## 3.4 Hasil Pengujian Korosi
Dengan menggunakan data kehilangan berat masing-masing material serta rumus 2.1 maka laju korosi material di lokasi sungai Progo dapat diketahui dan ditunjukkan pada Tabel 5.

## Tabel 5. Hasil pengujian laju korosi
Lokasi Laju Korosi (mpy) Pipa SS- 304 Pipa Galvanis Pipa Galvanis dicat 720 jam  1140 jam  2160 jam 720 jam  1140 jam  2160 jam 720 jam  1140 jam  2160 jam Sungai Progo 0,0742 0,0630 0,0436 0,6887 0,7314 0,4704 0,4072 0,3708 0,2005 Sungai Gd Senjata 0,1796 0,1013 0,0527 1,5104 0,9063 0,4745 0,5837 0,4924 0,2571 Sungai Banger 0,0990 0,0913 0,0516 1,2080 0,8504 0,4724 1,2047 0,7437 0,3608
Berikut merupakan Gambar 3. sampai Gambar 5. menampilkan histogram laju korosi material pada lokasi perendaman terhadap waktu perendaman.
Gambar 3. Laju korosi pipa SS -304 pada berbagai lingkungan sungai terhadap waktu perendaman
Gambar 4. Laju korosi pipa galvanis pada berbagai lingkungan sungai terhadap waktu perendaman
Gambar 5. Laju korosi pipa galvanis treatment pada berbagai lingkungan sungai terhadap waktu perendaman
Sungai Progo Sungai Gd Senjata
Sungai
Banger 2160 jam 1140 jam WAKTU 720 jam 0,0 5 0 0,0527 0,0516 0,043 6 0,1013 0,0913 0,0630 0,1 0,074 0,099 0 0, 15 0,179 6 1 0, outstanding Sungai Banger 2160  jam 1140 jam WAKTU Sungai Gd Senjata 720 jam Sungai Progo 0,472 4 0,9063 0,8504 0,7314 0,4704 0,4745 0,688 7 1,5104 1,208 0 5 2 1, 5 1 0, 5 Outstanding Excellent Sungai Progo Sungai Gd Senjata Sungai Banger 2160 jam 1140 jam WAKTU 720 jam 0 1 0,257 0,3608 0,200 5 0,492 4 0,370 8 2 0,743 7 0,583 7 0,407 0,5 1 1,204 7 5 1, Outstanding Excellent LA JU K R OSOSI ( MP Y ) LA

## JU
K OR OSI ( MP Y ) LA JU K OR OSI ( MP Y )
Iskandar, dkk./ ROTASI, Vol. 22  No. 4  (Oktober  2020) Hal. 266-271
Dari  histogram  diatas  dapat  diketahui  bahwa  pipa SS -304  dengan  laju  korosi  terbesar  yaitu  pada  lokasi  Sungai Gudang Senjata yaitu sebesar 0,1796 mpy namun masih dalam kategori outstanding , hal ini disebabkan karena Sungai Gudang  Senjata  memiliki  unsur-unsur  korosif  dengan  presentase  yang  lebih  tinggi  dibandingkan  sungai  lainnya. Sedangkan laju korosi paling rendah terjadi pada Sungai Progo karena memiliki presentase unsur-unsur penyebab korosi yang rendah.
Pada pipa galvanis laju korosi terbesar terjadi pada Sungai Gudang Senjata yaitu dengan laju sebesar 1,5104 mpy (termasuk kategori excellent ) karena memiliki presentase unsur penyebab korosi lebih besar dibandingkan sungai lainnya, hal ini akan dengan mudah menyerang permukaan terutama bagian ring pipa yang merupakan base metal pipa galvanis bekas potongan yaitu baja karbon karena tidak terproteksi zinc sehingga lingkungan dengan mudah menyerang bagian tersebut.
Pada  pipa  galvanis treatment ,  laju  korosi  paling  besar  terjadi  pada  Sungai  Banger  yaitu  sebesar  1,2047  mpy ( excellent) karena  Sungai  Banger  memiliki  nilai kesadahan  yang  rendah  yang  dapat  menyebabkan  kurangnya  ion-ion CaCO 3 yang membentuk lapisan proteksi pada galvanis untuk menghambat korosi, oleh karena itu lingkungan dengan kesadahan yang lebih rendah dapat mengakibatkan baja galvanis lebih terkorosi. Sedangkan daerah yang paling rendah mengalami korosi galvanis dengan pengecatan yaitu di Sungai Progo, hal ini disebabkan karena kesadahan yang cukup tinggi dan kandungan unsur korosif yang rendah sehingga kurang adanya unsur-unsur yang menyerang bagian zinc pada lapisan galvanis.

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dibahas pada Bab 3 kemudian didapat beberapa kesimpulan sebagai berikut: (1) Laju korosi pipa SS-304 tertinggi yaitu berada pada perendaman Sungai Gudang Senjata yaitu sebesar 0,1796 mpy pada perendaman 1 bulan hal ini dikarenakan kandungan unsur korosif paling tinggi pada lokasi ini; (2)  Laju korosi pada pipa galvanis dicat  memiliki nilai laju korosi tertinggi  diperoleh pada lokasi  Sungai  Banger yaitu 1,2047 mpy hal  ini dikarenakan tingkat kesadahan air pada Sungai Banger paling rendah diantara sungai yang lainnya; (3) Laju korosi pada pipa galvanis tertinggi pada perendaman Sungai Gudang Senjata yaitu sebesar 1,5104 mpy hal ini dikarenakan lingkungan Sungai Gudang Senjata mempunyai unsur yang lebih korosif dibandingkan sungai lainnya yang dapat menyerang bagian base metal galvanis bekas potongan dengan signifikan. Nilai  laju  korosi  kedua  material  masih  dalam  kategori outstanding untuk  pipa SS -304  dan excellent untuk  pipa galvanis (treatment dan non-treatment) hal ini mengidentifikasikan bahwa kedua material sudah sangat baik digunakan pada kondisi lingkungan sungai terkait instalasi pompa banjir oleh Pemerintah Kota Semarang.

## Daftar Pustaka
[1] Trethewey and Chamberlain., 1991, “ Korosi Untuk Mahasiswa dan Rekayasawan, ” PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
[2] Roberge, Pierre R., 2000, “ Handbook of Corrosion Engineering, ” McGraw-Hill. Library of Congress, USA.
[3] Jones, D. A., 1996, “ Principles and Prevention of Corrosion, 2nd. Ed. Upper Saddle River, ” Prentice Hall, NY., 168- 198.
[4] ASTM G1., 1999, “ Standard Practice for Preparing, Cleaning, and Evaluation Corrosion Test Specimens ”
[5] M.G. Fontana., 1986, “ Corrosion Engineering, third ed., ” McGraw-Hill, New York.