## ANALISA LAJU KOROSI PADA PUMP IMPELLER
DI INDUSTRI PERTAMBANGAN BATU BARA

## PUGUH OGI NUR RACHMAN
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana, Jakarta E-mail: npuguhogi93@gmail.com
Abstrak -- Korosi merupakan kerusakan material logam yang disebabkan reaksi antara logam dengan lingkungannya yang menghasilkan oksida logam dan sulfida logam atau hasil reaksi lainnya yang lebih dikenal sebagai pengkaratan. Stainless steel merupakan jenis baja yang tahan terhadap korosi karena memiliki unsur paduan minimal 18% chrom (Cr) dan 8% nikel (Ni).Penelitian ini menggunakan tahanan polarisasi  dengan  menggunakan  software  342  Sotcorr  Corrosion  Meansurement  software  yang dilengkapi dengan Potensiostat/Galvanostat 273, lalu dilakukan uji foto optik dengan pembesaran 50 kali,  untuk  mengetahui  permukaan  spesimen  dengan  perbesaran  struktur  pada  stainless  steel  304 tersebut. Objek penelitian menggunakan stainless steel 304 dengan ukuran spesimen 10 mm sebanyak 3 kali pengujian. Stainless steel AISI 304 mempunyai nilai masa jenis 7,94 gr/cm² dan berat ekuivalen 25,12  gr.Hasil  dari  metode  tahanan  polarisasi  pada  sample  pertama  didapatkan  potensial  korosi  - 336,54 mV dan laju korosi 0,0201 mpy, pada sample kedua potensial korosi -359,25 mV dan laju korosi 0,0266  mpy,  selanjutnya  pada  sample  terakhir  didapatkan  potensial  korosi  -353  mV  dan  laju  korosi 0,0221 mpy.
Kata Kunci: Pump Impeller, Stainless Steel, Limbah Batu Bara, Korosi, Laju Korosi.
Abstact  -- Corrosion  is  a  metal  material  damage  caused  by  the  reaction  between  the  metal  and  its environment that generates metal oxide and metal sulfide or other reaction products are more commonly known as rusting. Stainless steel is a type of steel that is resistant to corrosion because it has at least 18% alloying elements chromium (Cr) and 8% nickel (Ni).This study uses a polarization resistance using 342 software Sotcorr Corrosion Meansurement software that comes with a potentiostat / Galvanostat 273, then test optical photograph with magnification of 50 times, to know the surface of the specimen with a magnification of structures on the 304 stainless steel. The object of research using 304 stainless steel with a size of 10 mm specimen 3 times testing. Stainless steel AISI 304 has a value of density of 7.94 g / cm² and the equivalent weight of 25.12 grams.Results of polarization resistance method in the first  sample  obtained  -336.54  mV  corrosion  potential  and  corrosion  rate  of  0.0201  mpy,  the  second sample -359.25 mV corrosion potential and corrosion rate of 0.0266 mpy, then the final sample obtained corrosion potential - 353 mV and the corrosion rate of 0.0221 mpy.
Keywords: Pump Impeller, Stainless Steel, Waste Coal, Corrosion, Corrosion rate

## 1.  PENDAHULUAN
Pompa mempunyai fungsi pada operasi penambangan dan penggalian menangani berbagai cairan, banyak di antaranya mengandung  zat padat atau asam pekat bahkan keduanya. Aplikasi pada penambangan batu bara mencakup pengembunan air, umpan penyaringan, penanganan medium berat, perpindahan endapan lumpur, pengaliran lumpur, pemompaan minyak, umpan pengentalan, kemudian  pengaliran  pengentalan,  pembuangan sampah  dan  pembilasan  batu  bara.  Sebagian besar  pompa  dalam  pelayanan  ini  kerap menggunakan  pompa  sentrifugal  dan  pompa bolak balik.
Pompa  sentrifugal  sering  disebut  pompa tambang,  karena  unit-unitnya  dilengkapi  dengan selubung  besar,  yang  memberikan  kemudahan karat  yang  luas.  Oleh  karena  itu,  perlengkapan tambahan  dibuat  agar  dapat  mencegah  karat. Keunggulan  dari  pompa  sentrifugal  adalah
mudahnya penggantian pada bagian-bagian yang telah aus.
Pada penambangan batu bara, bagian yang cepat  terkorosi  adalah  impeller,  yang  berfungsi mengubah tenaga mesin menjadi tenaga kinetik. Pada  proses  produksi  batu  bara  pompa  ini berfungsi memompakan slurry dari slurry pool ke mesin  press  untuk  di  pisahkan  dengan  air  dan juga sebagai pembilasan pada batu bara.
Korosi  pada  pompa  impeller  merupakan proses  kerusakan  material  karena  pengaruh lingkungan  yang  korosif.  Korosi  tidak  dapat  di cegah  keberadaannya,  akan  tetapi  korosi  dapat dikendalikan  keberadaanya  sehingga  kita  dapat menunda  terjadinya  korosi  yang  membuat material  pompa  impeller  jadi  tahan  lebih  lama terhadap  korosi.  Pada  penelitian  sebelumnya mengenai  pengukuran  laju  korosi  pada stainless steel AISI  304,  dengan  media  larutan  nira  aren oleh Rizki Ornelasari (2015), dengan temperature 27 ºC dengan waktu 7 hari didapatkan laju korosi 13,938 mpy.

## 2.  METODELOGI PENELITIAN
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  laju korosi  pada pump  impeller pada  limbah pertambangan batu bara.

## 2.1 Diagram Alir
Gambar 2.1 Diagram allir
Diagram alir adalah diagram yang menggambarkan  bagaimana  proses  pengujian mulai dari awal hingga akhir.

## 2.2 Bahan Dan Alat Penelitian
Dalam  pengujian  ini  bahan  yang  digunakan sebanyak  tiga  sampel  menggunakan  material stainless steel AISI 304.
Gambar 2.1 Foto Sampel 01
Gambar 2.2 Foto Sampel 02
Gambar 2.3 Foto Sampel 03
Alat  penelitian  yang  digunakan  sesuai kebutuhan adalah Software 342 Sotcorr Corrosion Meansurement software yang dilengkapi  dengan alat  ukur  laju  korosi Potensiostat  /  Galvanostat 273 dan Mikroskop Optik.

## 2.2.1  Potensiostat / Galvanostat 273
Gambar 2.4 Alat ukur laju korosi Potensiostat/
Galvanostat 273
Pembuktian dari hasil alat ini dapat menggunakan rumus:
( )( ) =  0,13 ( ) . dimana: I corr  = Arus korosi (mA) EW = Berat ekuivalen (g) A = Luas permukaan sample (cm 2 ) D = Densitas massa (g/cm 3 ) mpy = Mili-inchi per tahun ( mils per year ) 2.2.2  Mikroskop Optik Mulai Pengumpulan Data dan Sample (Jurnal,
Wawancara, buku dll) Pengujian Sample (Potensiotat Galvanostat, Mikroskop Optik) Anaslisa Hasil Uji Pemecahan Kasus Kesimpulan Selesai
Mikroskop  optik  digunakan  untuk  melakukan pengamatan permukaan pada permukaan stainless  steel AISI  304  sebelum  maupun sesudah pengujian.
Gambar 2.5 Mikroskop optik Dari  uraian  metode  peneltian  diatas,  untuk mencapai hasil yang optimal maka alur penelitian harus sesuia dengan urutannya.

## 3.  ANALISA
Pengujian  terhadap  impeller  dengan  material stainless  steel AISI  304  dengan  media  limbah pertambangan  batu  bara  di  BATAN  Puspitek adalah untuk mengetahui perilaku korosi dan laju korosi. Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan Software  342 Sotcorr  Corrosion Meansurement software yang dilengkapi  dengan Potensiostat/Galvanostat  273.  Dari  pengujian yang  dilakukan  akan  diperoleh  kurva  tafel  dari setiap sampel uji.
Kurva  tafel  yang  didapat  dari  hasil  penelitian menggunakan potensiostat dengan  software 342 Sotcorr  Corrosion  Meansurement  software akan di  analisa  nilai  potensial  korosi,  arus  korosi  dan laju korosi sehingga dapat diketahui sejauh mana material baja tahan karat AISI 304 bertahan dalam lingkungan pertambangan batu bara.

## 3.1 Pengujian Laju Korosi Polarisasi Resistance
Laju  korosi  terhadap  impeller  dengan  material baja  tahan  karat  AISI  304  di  lingkungan  limbah pertambangan  batu  bara  menggunakan  standar ASTM  102  yang  merupakan  standar  pengujian laju korosi untuk material stainless steel AISI 304 tanpa inhibitor, terdapat nilai massa jenis ( density ) dan berat ekuivalen ( weight equivalent ).
Tabel 3.1. Equivalent   Weight Values for a Variety of Metals and Alloys
SUS AISI EW (gr) Density (gr/cm ᵌ ) 304 25,12 7,94 309 24,62 7,98 310 24,44 7,98 316 25,5 7,98 317 25,26 7,98 321 25,13 7,94 410 25,94 7,7 430 25,3 7,72 446 24,22 7,65 Dari  tabel  3.1 equivalent  weight  values  for  a variety  of  metals  and  alloys ,  diketahui  bahwa material  baja  tahan  karat  AISI  304  yang  di  uji memiliki  nilai  berat  ekuivalen  25.12  gr  dan memiliki nilai densitas masa 7.94 gr/cm³.
Tabel 3.2. Data hasil pengujian pada sampel 01
Dengan pembuktian perhitungan dengan rumus:
( )( ) =  0,13 • ( ) • ( )( ) =  0,13 • 0,05 (25,12) 0,785 • 7,94 ( )( ) =  0,0261
Dengan pembuktian perhitungan dengan rumus:
( )( ) =  0,13 • ( ) •
( )( ) =  0,13 • 0,06 (25,12) 0,785 • 7,94 ( )( ) =  0,0314
Tabel 3.4 Data hasil pengujian pada sampel03.
Dengan pembuktian perhitungan dengan rumus:
( )( ) =  0,13  • ( ) .
( )( ) =  0,13 •  0,05 (25,12) 0,785 • 7,94 ( )( ) =  0,0261 Dengan pengujian  pada stainless  steel AISI 304  perbedaan  arus  korosi  yang  tidak  terlalu signifikan ( Icorr ) yaitu 0,05 μA/Cm 2 untuk PG-01, 0,06 μA/Cm 2 untuk PG-02 dan 05 μA/Cm 2 untuk PG-03. Dengan nilai laju korosi ( coor rate ) yaitu 0.0201  mpy  untuk  S-01,  0.0266  mpy  untuk  S-02 dan 0.0221 mpy untuk S-03.
Dari analisa pembahasan diatas dapat dilihat bahwa stainless  steel AISI  304  dilingkungan pertambangan  batu  bara  mempunyai  nilai  laju korosi  yang  baik  antara  0.0201  mpy  sampai 0.0266  mpy,  yang  tergolong  sebagai  tingkat ketahanan  korosi outstanding yang  berarti  dapat di pergunakan dalam pekerjaan pompa ini.
Dari  analisa  di  atas  maka  di  dapatkan  data sebagai berikut:
Tabel 3.5 Potensial Korosi Baja Tahan Karat AISI 304 Waktu (min) E S-01 E S-02 E S-03 1 -3,58 -3,71 -3,74 20 -3,533 -3,663 -3,693 40 -3,483 -3,613 -3,643 60 -3,433 -3,563 -3,593 80 -3,383 -3,513 -3,543 100 -3,333 -3,463 -3,493 120 -3,283 -3,413 -3,443 140 -3,233 -3,363 -3,393 180 -3,183 -3,313 -3,343
Gambar 3.1 Kurva Potensial Korosi Baja Tahan Karat AISI 304
Dari  tabel  dan  grafik  diatas  terlihat  pada  sampel 01,  sampel  02  dan  sampel  03  mempunyai  nilai potensial korosi ( E ) yang tidak terlalu signifikan perubahannya  dengan  waktu  pengujian  180 menit.  Sampel  01  pada  menit  pertama  memiliki
-3.8 -3.7 -3.6 -3.5 -3.4 -3.3 -3.2 -3.1 0 20 40 60 80 100120140160180200 Po te nsi a l Ko rosi (MV) Waktu (Menit ) E S-01 E S-02 E S-03
potensial korosi (E) -3,58 dan berakhir pada menit 180  dengan  nilai  potensial  korosi  (E)  -3,183, sampel 02 pada menit pertama memiliki potensial korosi  (E)  -3,74  dan  berakhir  pada  menit  180 dengan  nilai  potensial  korosi (E)  -3,43  dan  pada sampel 03  pada menit pertama memiliki potensial korosi  (E)  -3,71  dan  berakhir  pada  menit  180 dengan  nilai  potensial  korosi  (E)  -3,313.  Maka potensial korosi mengalami kenaikan 0,25 % per menit atau 15% per jam.

## 3.2 Tafel Analisa Baja Tahan Karat AISI 304
Dari  proses  pengujian  korosi  menggunakan polarisasi resistance maka diperoleh data berupa kurva  tafel  yaitu  kurva  potensial  lawan  log  arus. Kurva tafel  untuk sampel Stainless Steel AISI 304 dengan  media  limbah  batu  bara  disajikan  pada grafik.
Dari  berbagai  kurva  hasil  dari  proses pengujian  dengan  metode  tahanan  polarisasi  di peroleh nilai laju korosi, arus korosi dan potensial korosi  yang  tersedia  di  Tabel  4.2,  Tabel  4.3  dan Tabel 4.4.
Gambar 3.2 Kurva tafel tahanan polarisasi media larutan limbah batu bara S-01.
Gambar 3.3 Kurva tafel tahanan polarisasi media larutan limbah batu bara S-02
Gambar 3.4 Kurva tafel tahanan polarisasi media larutan limbah batu bara S-03

## 3.3 Foto Optik Permukaan Stainless Steel
Untuk  dapat  mengetahui  kondisi  material setelah pengujian laju korosi maka perlu dilakukan pengujian foto optik. Dari pengujian foto optik akan tampak  kerusakan  yang  terjadi  pada  sempel  uji setelah  mengalami  pengujian  laju  korosi.  Berikut merupakan  hasil  pengujian  foto  Optik  pada material.  Analisa  Foto  Optik  permukaan  pada sampel.
A.  Foto Optik Permukaan dari sampel awa l
Gambar 3.5 Foto optik permukaan sampel 01, 02 dan 03 sebelum pengujian
Foto  optik  permukaan  sampel  awal  dapat dilihat pada gambar, pada gambar terlihat adanya garis-garis  halus  dan  relatif  tipis  merupakan pengaruh  dari  pengamplasan  permukaan  baja tahan  karat  AISI  304  yang  dilakukan  sebelum dilakukan pengujian. Terlihat juga bahwa permukaan  masih  rata,  bersih  dan  belum mengalami cacat (belum terkorosi). Hal ini berarti baja  tahan  karat  AISI  304  belum  menunjukan
reaksi  korosi  karena  belum  ada  pengaruh  dari lingkungan air laut yang bersifat korosif.
B.  Foto optik permukaan Stainless stell AISI 304
Gambar 3.6 Foto optik permukaan Stainless steel AISI 304 sampel 01
Gambar 3.7 Foto optik permukaan Stainless steel AISI 304 sampel 02
Gambar 3.8 Foto optik permukaan Stainless steel AISI 304 sampel 03
Gambar 3.6, 3.7 dan 3.8 yang merupakan hasil foto optik permukaan sampel stainless steel AISI 304  setelah  melakukan  uji  korosi  dalam  media limbah  pada  pertambangan  batu  bara  terlihat bahwa stainless  steel mengalami  proses  korosi yang  ditandai  lubang-lubang  kecil  pada  lokal tertentu  permukaan stainless  steel akibat  reaksi kimia  dan  diprediksi  mengalami pitting  corrosion (korosi  sumuran).  Terlihat  jelas  bahwa stainless steel tersebut telah mengalami korosi dan terjadi kerusakan  pada  permukaan  stainless  steel. Permukaan stainless  stell mengalami perubahan struktur  dan  terbentuk  pori  dimana  logam teroksidasi,  dilingkungan  yang  korosif  limbah pertambangan batu bara stainless steel akan lebih cepat berkorosi.
C.  Foto  optik  permukaan Stainless  steel yang telah rusak
Gambar 3.6 Foto optik permukaan Stainless steel AISI 304 yang telah rusak.
Dari Gambar 4.4 terlihat adanya perbedaan yang cukup  signifikan  yang  terjadi  pada  permukaan stainless  steel yang  telah  digunakan  ±  5  bulan dikarenakan  adanya  reaksi  yang  terjadi  pada media limbah pada pertambangan batu bara dan juga  akibat  gaya  putar  yang  di  lakukan  oleh impeller saat bekerja yang mengakibatkan korosi erosi.

## 4.  KESIMPULAN
1.  Limbah  batu  bara  yang  memiliki  nilai  tingkat keasaman  antara  6,4  –  7,6  pH  menjadi penyebab  terjadinya  korosi  pada impeller dengan material stainless steel AISI 304.
2.  Pada stainless  steel AISI  304  pada  limbah pertambangan  batu  bara,  lamanya  waktu pengujian  akan  mempengaruhi  nilai  dari potensial korosinya.
3.  Untuk  analisa  pada  limbah  pertambangan batu  bara  nilai  laju  korosi  pada  temperature yang sama antara 0,0201 mpy sampai 0,0266 mpy.

## DAFTAR PUSTAKA
[1].  Fontana,  Mars  Guy.  (1986). Corrosion Engineering. Singapore : McGraw-Hill.
[2].  Knofel, Dietbert. (1978). Corrosion Of Building Material .  United  States  :  Van  Nostrand Reinhold Company Chamberlain.
[3].  J.,Trethewey,  KR.  (1991). Korosi .  Jakarta  : PT. Gramedia Pustaka Utama
[4].  ASTM  Internasional.  2004. ASTM  G102: Standard  Practice  for  Laboratory  Immersion Corrosion Testing of Metals. United State.
[5].  Sularso.  (2004). Pompa  dan  Kompresor . Jakarta : PT Pradnya Paramita
[6].  Marcus  P.,  and  Oudar  J.,  1995. Corrosion Mechanisms  in  Theory  and  Practice ,United States :Marcel Dekker Inc
[7].  Chruch,  Austin.  (1993). Pompa  dan  Blower Sentrifugal . Jakarta : Eirlangga.
[8].  Ornelasari,  Rizki.  2015. Analisa  Laju  Korosi pada  Stainless  Steel  304  dengan  Metode ASTM G31-72 pada Media Air Nira Aren , 01. 112-117.
[9].  AK  Steel.  2007.  304/304  L  Stainless  Steel. www.aksteel.com. Retrieved: 2015-12-15 . [10]. Kopecki, E. (1937). Cleaning Stainless Steel . ASTM International .