Analisis pengaruh variasi jumlah pelapisan dan jarak pelapisan spray coating pada baja AISI 1020 terhadap kekasaran dan laju korosi dengan media air garam

## Iqbal Rizky Setyawan, Afira Ainur Rosidah
Program Studi Teknik Mesin, Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya Jl. Arief Rahman Hakim No.100, Surabaya, 60117 Email korespondensi: afiraar@itats.ac.id

## Abstrak
Baja AISI 1020 merupakan baja karbon rendah yang biasa digunakan sebagai lambung kapal. Kekurangan pada baja adalah mudah terkorosi. Salah satu cara untuk memperlambat laju korosi adalah dengan cara coating. Coating atau pelapisan adalah cara yang paling sering digunakan untuk memperlambat laju korosi karena lebih efektif,  mudah  diaplikasikan.  Kajian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  pengaruh  jumlah  pelapisan  dan  jarak pelapisan spray coating terhadap kekasaran permukaan serta laju korosi. Variasi yang digunakan adalah variasi jumlah pelapisan sebanyak 1 lapis, 2 lapis, dan 3 lapis, serta variasi jarak pelapisan 10 cm, 15 cm, dan 20 cm. Metode  yang  digunakan  untuk  menghitung  laju  korosi  adalah  weight  loss.  Hasil  pengujian  menunjukkan kekasaran yang paling bagus pada spesimen 3 lapis dengan jarak 10 cm, yakni nilai sebesar 0,857 𝜇 m dan laju korosi yang paling rendah pada spesimen 3 lapis dengan jarak 20 cm, yakni nilai sebesar 2,376 mpy. Jarak yang paling baik untuk pelapisan adalah tidak terlalu dekat dan terlalu jauh. Jarak yang terlalu dekat menyebabkan cat akan meleleh (runs) dan jumlah cat yang menempel menjadi banyak, sehingga lapisan akan terlalu tebal dan halus.  Jarak  pelapisan  yang  terlalu  jauh  menyebabkan  cat  akan  sedikit  menempel  dan  menyebabkan  cat mengering sebelum menempel pada media, sehingga menjadi tipis dan kasar. Semakin banyak jumlah pelapisan akan semakin baik dalam menghambat laju korosi.
Kata kunci : laju korosi, weight loss , spray coating , AISI 1020, kekasaran.

## Abstract
AISI 1020 steel is a low carbon steel commonly used for ship hulls. The disadvantage of steel is that it corrodes easily. One way to slow down the rate of corrosion is by coating. Coating or plating is the method most often used to slow down the corrosion rate because it is more effective, easy to apply. This research aims to determine the effect  of  the  number  of  coatings  and  the  spacing  of  spray  coatings  on  surface  roughness  and  corrosion  rate. Variations used are variations in the amount of coating 1 layer, 2 layers, dan 3 layers, also variations in coating distance of 10 cm, 15 cm, and 20 cm. The method used to calculate the corrosion rate is weight loss. The results showed that the best roughness on the 3-layer with 10 cm specimen was 0.857 μm and the lowest corrosion rate was on the 3-layer with 20 cm specimen with a value of 2.376 mpy. The best distance for coating is not too close and not too far. If the distance is too close, the paint will melt (runs) and the amount of paint that sticks will be too large, so the layer will be too thick and smooth. The coating distance that is too far causes the paint to stick a little and causes the paint to dry before it sticks to the media, so that it becomes thin and rough. The more the number of coatings, the better it inhibits the corrosion rate.
Keywords: corrosion rate, weight loss, spray coating, AISI 1020, roughness.

## 1. Pendahuluan
Baja merupakan jenis bahan yang sering diaplikasikan dalam  dunia  industri  seperti  dalam  pembangunan infrastruktur,  mobil,  kapal,  kereta  api,  senjata,  dan alat–alat  perkakas  [1]–[3].  Baja  memiliki  beberapa macam  jenis,  salah  satunya  yang  banyak  digunakan adalah  baja  AISI  1020.  Baja  AISI  1020  biasa digunakan sebagai lambung kapal, untuk pembuatan baut,  sekrup,  roda  gigi,  batang  piston  untuk  mesin, dan  komponen landing  gear pesawat  terbang  [4]. Kelebihan  baja  karbon  rendah  yaitu  lebih  mudah dalam machining, tetapi tidak bisa dikeraskan secara langsung,  karena  kandungan  karbonnya  kurang  dari 0,3%. Kekurangan pada baja adalah mudah terkorosi [5].
Korosi merupakan proses kehancuran atau kerusakan material  yang  disebabkan  adanya  reaksi  dengan lingkungannya [6]. Korosi merupakan peristiwa alami yang pasti terjadi dan tidak dapat dihindari, tetapi bisa dikendalikan  atau  diperlambat  lajunya  [7].  Korosi merupakan  sesuatu  yang  sangat  berbahaya,  baik secara  langsung  ataupun  tidak  langsung  seperti menurunkan  mutu/kualitas  logam,  pencemaran lingkungan  akibat  produk  korosi  dalam  bentuk senyawa  yang  mencemarkan lingkungan.  Salah  satu penyebab  terjadinya  korosi  adalah  lingkungan  yang menggandung  senyawa  NaCl.  Semakin  tinggi kandungan  NaCl,  maka  akan  mempercepat  laju korosi.
Salah  satu  cara  untuk  memperlambat  laju  korosi adalah  dengan  cara coating . Coating atau  pelapisan adalah  cara  yang  paling  sering  digunakan  untuk memperlambat laju korosi karena lebih efektif, mudah diaplikasikan  baik  sebelum  maupun  sesudah pemasangan konstruksi [8]. Coating dapat memproteksi  permukaan  logam  dari  korosi  dengan cara  membentuk  suatu  lapisan  yang  dapat memisahkan permukaan logam melalui daya lekatnya dengan lingkungan luar [9], sehingga laju korosi dapat dihambat  dengan  proses coating [10] . Hal  ini  telah dibuktikan dengan penggunaan alkyd maupun epoxy sebagai  bahan coating [11] , mampu  memenuhi standar tingkat ketahanan material yang mendapatkan nilai  laju  korosi  sangat  kecil  bahkan  nyaris  tidak terjadi  korosi.  Proses coating yang  baik  dan memenuhi  standar  perlu  memperhatikan  perlu beberapa  hal  seperti blistering /pengelembungan  cat , drying  trouble/ pengeringan  tidak  sempurna,  dan wrinkling/ pengerutan  cat.  Faktor  tersebut  dapat menimbulkan terjadinya laju korosi yang lebih besar apabila terjadi dalam proses coating . Berdasarkan hal- hal yang telah dijabarkan, tujuan dari kajian ini yaitu untuk mengetahui pengaruh jumlah lapisan dan jarak pelapisan  terhadap  laju  korosi  dan  kekasaran permukaan.  Hasil  yang  diharapkan  adalah  dapat mengetahui jumlah lapisan dan jarak pelapisan yang efektif untuk memperlambat laju korosi [12].

## 2. Metode

## Spesimen
Spesimen  yang  digunakan  adalah  baja  AISI  1020 berbentuk  persegi  panjang  dengan  ukuran  70×25×5 mm dan dilubangi 2 mm di bagian tengah atas [13]. Dimensi  spesimen  dapat  dilihat  pada  Gambar  1 berikut.
Gambar 1. Spesimen uji.

## Pelapisan Spesimen
Pelapisan  spesimen  menggunakan spray coating dengan  tekanan  kompresor  sebesar  36  psi  dengan variasi jumlah pelapisan yakni 1 lapis, 2 lapis, dan 3 lapis, serta variasi jarak pelapisan 10 cm, 15 cm, dan 20 cm. Bahan yang di gunakan pada pelapisan yaitu jenis alkyd 80%.

## Pengamatan Visual
Pengamatan  visual  sebagai  tahapan  awal  analisis terjadinya  korosi.  Pengamatan  visual  dilakukan menggunakan  kamera  digital  dan  analisis  visual.
Pengamatan  visual  dilakukan  setelah  proses pencelupan  spesimen.  Hal  yang  diperhatikan  pada pengamatan  visual  adalah  kondisi  spesimen  yang terkena korosi dan jenis korosinya.

## Uji Kekasaran
Uji  kekasaran  dilakukan  untuk  mengetahui  tingkat kekasaran permukaan material. Alat yang digunakan untuk  menguji  kekasaran  adalah roughness  tester merk SRT-6210.

## Uji Laju Korosi
Pengujian  dilakukan  dengan  metode weight loss menggunakan standar pengujian ASTM G31-72 yaitu dengan  mencelupkan  spesimen  uji  ke  dalam  media korosif  dan  menimbang  kehilangan  berat  spesimen sebelum  dan  sesudah  diuji.  Langkah  selanjutnya adalah  menghitung  laju  korosi  spesimen  dengan rumus kehilangan berat sesuai Persamaan (1) berikut.
CR =
(1)
Persamaan  (1)  menunjukkan  bahwa CR adalah corrosion rate (mpy), K adalah konstanta faktor (3,45 x 10 ), W adalah weight  loss (gram), D adalah densitas  spesimen  (g/cm 3 ), A adalah surface  area (cm 2 ), dan T adalah exposure time (jam).
Pada  pengujian  ini,  media  yang  digunakan  sebagai pencelupan  adalah  NaCl  3,5  %  dengan  waktu perendaman 7 hari/168 jam.

## 3. Hasil dan Pembahasan

## Pengamatan Visual
Pengamatan visual dilakukan setelah uji rendam baja AISI  1020  dengan  media  perendaman  NaCl  3,5  %, penampakan  sebelum  dan  sesudah  perendaman terdapat pada Gambar 2 di bawah ini.
(a)
(b)
Gambar 2. Spesimen saat (a) sebelum perendaman, dan (b) sesudah perendaman.
Pada spesimen sesudah perendaman (Gambar 2 (b)), terlihat  pada  spesimen  3  lapis  dengan  jarak  10  cm mengalami  penggelembungan  pada coating ,  hal  ini disebabkan  adanya  korosi  yang  berjenis hydrogen blistering . Hydrogen blistering diakibatkan rekombinasi atom-atom H menjadi molekul-molekul H₂  di  dalam  baja  [14].  Atom  hidrogen  berasal  dari elektrolit yaitu NaCl yang diencerkan dengan akuades (H₂O). Sedangkan, pada spesimen tanpa coating dapat terlihat  hampir  seluruh  bagian  terkorosi  termasuk jenis  korosi  seragam  ( uniform  corrosion ).  Semua spesimen rata-rata terserang korosi seragam ( uniform corrosion ).
Spesimen  dengan  jumlah  pelapisan  1  lapis  terlihat mengalami korosi paling parah. Hal tersebut terlihat pada spesimen dengan jarak pelapisan 10 cm, hampir seluruh spesimen tersebut berwarna gelap. Sedangkan spesimen  dengan  jumlah  pelapisan  2  lapis  yang terkena  korosi  paling  banyak  yaitu  pada  jarak pelapisan  15  cm,  dapat  dilihat  spesimen  tersebut berwarna lebih gelap dan terdapat banyak gelembung- gelembung  kecil  pada  cat.  Untuk  spesimen  dengan jumlah  pelapisan  3  lapis  yang  terkena  korosi  paling banyak  adalah  pada  jarak  pelapisan  10  cm,  hal tersebut  dapat  dilihat  terdapat  banyak  gelembung pada cat.

## Uji Kekasaran
Uji kekasaran pada spesimen dilakukan menggunakan roughness  tester merk  SRT-6210  dengan  ketelitian 0,005-16,00  µm.  Hasil  uji  kekasaran  dapat  dilihat pada Gambar 3 berikut.
Gambar 3. Hasil uji kekasaran terhadap variasi jumlah pelapisan dan jarak pelapisan.
Jarak pelapisan  yang terlalu  dekat dapat mengakibatkan  cat  meleleh  ( runs )  dan  jumlah  cat yang  menempel  menjadi  banyak,  sehingga  lapisan yang  dihasilkan  terlalu  tebal.  Dan  apabila  jarak penyemprotan cat terlalu jauh, maka cat akan sedikit menempel dan menyebabkan cat mengering sebelum menempel  pada  media,  sehingga  hasil  pelapisan menjadi tipis dan kasar [15]. Jumlah pelapisan dapat mempengaruhi  nilai  kekasaran,  semakin  banyak jumlah  pelapisan,  maka  akan  semakin  kecil  nilai kekasarannya.
Berdasarkan  grafik  di  atas  dapat  diketahui  bahwa variasi  jarak  pelapisan  mempengaruhi  nilai kekasaran.  Nilai  kekasaran  terkecil  pada  jumlah lapisan  sebanyak  3  lapis  dan  jarak  pelapisan  10  cm dengan nilai 0,857 μm. Nilai kekasaran terbesar pada jumlah lapisan sebanyak 2 lapis dan jarak pelapisan 20 cm dengan nilai 2,021 μm.

## Laju Korosi
Perhitungan laju korosi pada kajian ini menggunakan metode  kehilangan  berat  ( weight  loss ),  di  mana spesimen  yang  digunakan  berjumlah  2  untuk  setiap variasinya.  Kemudian,  spesimen  direndam  selama 7 hari  dengan  media  perendaman  NaCl  3,5%,  luas permukaan spesimen sebesar 44,47 cm², dan densitas menurut mill certificate sebesar 7,87 g/cm 3 . Hasil laju korosi dapat dilihat pada Gambar 4 berikut.
0.523 1.057 1.392 0.857 1.173 1.5 0.968 1.685 2.021 1.414 0 0.5 1 1.5 2 2.5 tanpa coating 1 lapis 2 lapis 3 lapis
µm tanpa coating 10 cm 15 cm 20 cm
Gambar 4. Hasil laju korosi terhadap variasi jumlah pelapisan dan jarak pelapisan.
Berdasarkan Gambar 4, dapat  diketahui bahwa nilai laju  korosi  dipengaruhi  oleh  jumlah  lapisan.  Grafik tanpa coating memperoleh  nilai  laju  korosinya sebesar 38,560 mpy dan mengalami penurunan nilai laju  korosi  sejalan  dengan  penambahan  jumlah lapisannya.  Hal  ini  dikarenakan  pelapisan  dapat menghambat laju korosi, semakin tebal lapisan akan semakin  baik  dalam  menghambat  laju  korosi  [12]. Jarak pelapisan yang terlalu dekat akan mengakibatkan  cat  yang  teraplikasi  pada  spesimen terlalu  banyak  dan  tebal,  serta  terjadi  pengeringan yang  tidak  sempurna.  Jarak  pelapisan  yang  terlalu jauh  mengakibatkan  cat yang  teraplikasi  sedikit  dan tipis.

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  dan  pembahasan,  dapat  diambil simpulan bahwa jarak pelapisan dan jumlah pelapisan mempengaruhi kekasaran permukaan. Jarak pelapisan yang  terlalu  dekat  menyebabkan  cat  akan  meleleh ( runs )  dan  jumlah  cat  yang  menempel  menjadi banyak, sehingga lapisan akan terlalu tebal dan halus. Jarak  pelapisan  yang  terlalu  jauh  menyebabkan  cat akan  sedikit  menempel  dan  menyebabkan  cat mengering sebelum menempel pada media, sehingga menjadi  tipis  dan  kasar.  Semakin  banyak  jumlah lapisan maka semakin halus. Berdasarkan kajian ini, jarak pelapisan dan jumlah lapisan yang paling baik adalah  3  lapis  dengan  jarak  10  cm,  yakni  nilai kekasaran sebesar 0,857 μm.
Jumlah  pelapisan  mempengaruhi  kecepatan  laju korosi  semakin  tebal  hasil  pelapisan,  maka  akan semakin  baik  dalam  menghambat  laju  korosi. Berdasarkan  kajian  ini,  jumlah  lapisan  yang  paling baik untuk memperlambat laju korosi adalah 3 lapis dengan jarak penyemprotan 20 cm dengan nilai laju korosi sebesar 2,376 mpy.

## Daftar Pustaka
[1]  M.  Zulfri et  al. ,  “Pemetaan  Laju  Korosi Atmosferik  Baja  Konstruksi  Di  Industri  Pabrik Kelapa  Sawit;  (Studi  Kasus  di  PT  Ensem
Sawita),” JURUTERA  -  Jurnal  Umum  Teknik Terapan , vol. 5, no. 01, pp. 15–21, Jul. 2018, doi: 10.55377/jurutera.v5i01.724.
[2]  A.  P.  Yanuar,  H.  Pratikno,  and  H.  S.  Titah, “Pengaruh Penambahan Inhibitor Alami terhadap Laju Korosi pada Material Pipa dalam
Larutan Air Laut Buatan,” JTITS , vol. 5, no. 2,
Feb. 2017, doi: 10.12962/j23373539.v5i2.18938.
[3]  W.  E.  Triastuti  and  A.  Subekti,  “KARAKTER FISIK  DAN  KOROSI  MANGAN  HASIL PELAPISAN PADA BAJA AISI 1020,” vol. 9, 2013.
[4]  I.  N.  Gusniar  and  A.  S.  Putra,  “Perhitungan Beban Statik pada Rangka Mesin Pengering Padi Menggunakan Baja AISI 1020,” jtm , vol. 14, no.
2, pp. 53–58, Dec. 2021, doi:
10.30630/jtm.14.2.556.
[5]  R.  Hapidansyah  and  H.  Abizar,  “ANALISIS SIMULASI  STATIK  POROS  GENERATOR 500  WATT  MENGGUNAKAN  MATERIAL AISI 1020  DAN ALUMINIUM  ALLOY 606,” vol. 7, no. 2, 2022.
[6]  M.  G.  Fontana, Corrosion  engineering ,  3.  ed., International  ed.  in  McGraw-Hill  series  in materials  science  and  engineering.  New  York: McGraw-Hill, 1987.
[7]  R. Indarti, “Ekstraksi Teh Hijau dan Aplikasinya sebagai  Pengendali  Korosi  Pada  Pompa  di Lingkungan  Garam  NaCl  3,56%:  Green  Tea Extraction  and  Its  Application  as  Corrosion Controller in 3.56% NaCl,” Kovalen , vol. 8, no. 3, pp. 248–257, Dec. 2022, doi: 10.22487/kovalen.2022.v8.i3.16160.
[8]  S.  Arinda  and  D.  T.  Wijayanto,  “Analisis  Laju Korosi  Dan  Morfologi  Permukaan  Pada  Baja Karbon Dengan Variasi Ketebalan dan Material Pelapisan  Terhadap  Laju  Korosi  dan  Analisa Morfologi pada Baja Karbon,” 2022.
[9]  R. H. Aruan, H. Pratikno, and Y. S. Hadiwidodo, “Analisis  Pengaruh  Suhu  Material  Pada Pengaplikasian  Coating  Epoxy  Terhadap Kekuatan Adhesi Baja A36,” JTITS , vol. 12, no.
1, pp. F34–F40, May 2023, doi: 10.12962/j23373539.v12i1.110657.
[10] N. H. Othman, M. Che Ismail, M. Mustapha, N. Sallih,  K.  E.  Kee,  and  R.  Ahmad  Jaal, “Graphene-based  polymer  nanocomposites  as barrier  coatings  for  corrosion  protection,”
Progress in Organic Coatings , vol. 135, pp. 82– 99, Oct. 2019, doi: 10.1016/j.porgcoat.2019.05.030. [11] A.  A.  Priyahutama  and  A.  A.  Rosidah, “ANALISIS LAJU KOROSI DAN KEKERASAN  BAJA  AISI  1020  DALAM MEDIA ASAM SULFAT DENGAN VARIASI SUDUT BENDING DAN MATERIAL PELAPISAN,” JURNAL  ILMIAH  TEKNIK MESIN , vol. 11, no. 2, Art. no. 2, Aug. 2023, doi: 10.33558/jitm.v11i2.7126.
19.51
15.813
7.745 5.222 14.669 10.239 3.491 13.319 9.3 2.376 0 5 10 15 20 25 tanpa coating 1 lapis 2 lapis 3 lapis m py tanpa coating 10 cm 15 cm 20 cm
[12] Y.  K.  Afandi,  I.  S.  Arief,  and  A.  Amiadji, “Analisa  Laju  Korosi  Pada  Pelat  Baja  Karbon Dengan Variasi Ketebalan Coating,” JTITS , vol. 4,  no.  1,  pp.  G1–G5,  Mar.  2015,  doi:
10.12962/j23373539.v4i1.8931.
[13] S. Prasetyo, U. Budiarto, W. Amiruddin, and J. Soedarto,  “Analisa  Laju  Korosi  Pada  Material Aluminium 5083 Menggunakan Media Air Laut Sebagai  Aplikasi  Bahan  Lambung  Kapal,” vol. 7, no. 4, 2019.
[14] Y. Sari and S. T. Dwiyati, “KOROSI H2S DAN CO2  PADA  PERALATAN  STATIK  DI INDUSTRI  MINYAK  DAN  GAS,” Jurnal Konversi Energi dan Manufaktur , vol. 2, no. 1, Art.
no. 1, Apr. 2015, doi: 10.21009/JKEM.2.1.2.
[15] A.  ARIYANSYAH,  “PENGARUH  JARAK SEMPROT  DAN  KETEBALAN  LAPISAN TERHADAP  KETAHANAN  KOROSI  HASIL COATING  SPRAY  GUN  ELEKTRIK  PADA BAJA  KARBON  RENDAH,”  undergraduate,
Sriwijaya University, 2022. Accessed: May 15, 2023. [Online].
Available: http://repository.unsri.ac.id/66456/