## PENGARUH JENIS MEDIA KOROSIF TERHADAP LAJU KOROSI BESI COR KELABU
Windarta Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Jakarta Email: windarta@ftumj.ac.id

## ABSTRAK
Abstract : Corrosion is one of dangerous-phenomenon which can generate a lot  of  loss.  Grey  cast  iron  is  the  most  useful  material  by  a  human  being  to various industrial need and engineering. This use is triggered from advantage its use.  The use of grey  cast iron in various area  causes grey cast iron has to deal  with  various  environment.    This  research  aim  to    determine  corrosion rate of grey cast iron in  corrosive media of the sea, condensation of NaCl  5 % concentration, and calcify condensation in concentration 5 %. Method used by taking data from appliance echem corrosion test. Result got to be analysed by  softcorr  342  DC  corrosion  .  Result  of  data  analysis  indicated  that  at corrosive media type sea  smallest corrosion rate was 2,194 mpy and biggest 17,279  mpy.  The  smallest  Corrosion  rate  at  corrosive  media    of  Nacl  was 2,663 mpy and biggest 5,800 mpy. While corrosion rate at corrosive media  of calcify condensation  was  0,003 until  12,992 mpy. Corrosion  type  at  the sea and salt condensation corrosive media was pitting corrosion.
Keywords : Media korosif, laju korosi, korosi sumuran.

## 1. PENDAHULUAN
Korosi  telah  menjadi  kajian  yang sangat  menarik  bagi  ilmuwan,  karena keberadaannya  dapat  dikatakan  sebagai musuh  besar  yang  dapat  menimbulkan kerugian  yang  begitu  banyaknya  pada kehidupan manusia. Institut Battelle pernah  menaksir  kerugian  yang  diderita oleh  Amerika  Serikat  akibat  korosi mencapai  70  milyar  dolar  (  Avner,  1987).
Penelitian  yang  lain  yang  dilakukan  di Inggris,  diperkirakan  1  ton  baja  berubah menjadi karat pada setiap 90 detik ( Allen, 1982). Sementara itu perlindungan terhadap  korosi  membutuhkan  biaya  yang sangat mahal (Editorial, 1980).
Karena  adanya  korosi  ini  maka setidaknya ada dua kerugian yang ditimbulkan  yaitu  :  pertama  pemakaian sumber  daya  alam  menjadi  sangat  boros, dan  kedua  orang  yang  berada  pada lingkungan yang bersifat korosi, juga akan
terganggu  keamanan  dan  kenyamanan hidupnya.  Contoh  pertama,  pada  tahun 1761  lambung  kapal  fregat  HMS  Alarm telah  mengalami  kerusakan.  Paku-paku besi  yang  digunakan  untuk  menempelkan lapisan tembaga ke kayu telah lapuk. Dari penyelidikan yang dilakukan
menyimpulkan  bahwa    besi  tidak  boleh kontak langsung dengan tembaga dilingkungan air (Trethewey & Chamberlain,  1988).  Contoh  kedua,  pada tahun  1985  atap  kolam  renang  di  Swiss yang baru berusia 13 tahun telah roboh dan menewaskan  12  orang  serta  melukai banyak yang lain.Setelah diselidiki ternyata  penyebab  kecelakaan  itu  adalah baja  nirkarat  yang  menyangga  atap  beton bertulang terkena korosi sehingga keropos. Salah  satu  logam  yang  banyak digunakan  oleh  manusia  untuk  keperluan industri  dan  rekayasa  adalah  besi  cor kelabu  (  Surdia  &  Saito,  1984).  Beberapa
contoh  penggunaan  besi  cor  kelabu  antara lain    dalam  komponen  otomotif,  sudu untuk turbin, poros engkol, blok mesin dan lain  sebagainya.  Penggunaan  besi  cor kelabu  secara  luas  banyak  dipicu  dari keuntungan penggunaannya.
Perkembangan teknologi dewasa ini menuntut  penggunaan  suatu  bahanharus memiliki  kualifikasi  tertentu  misalnya  : tahan  aus,  tahan  panas,  dan  tahan  korosi. Banyak usaha dilakukan untuk memperbaiki  ketahanan  korosi  suatu bahan.  Namun  adakalanya  bahan  yang tahan  korosi  juga  dapat  terserang  korosi karena lingkungan yang bersifat korosif.
Toifur (1998) menjelaskan pengaruh  implantasi  ion  argon  dapat menurunkan laju korosi dengan aquatridest sebagai  media  korosifnya.  Sutjipto  (1990) menerangkan  bahwa  asam  klorida  sebagai media korosif terbukti memiliki laju korosi lebih  tinggi  dibanding  dengan  aquatridest sebagai  media  korosifnya.  Dari  beberapa penelitian  yang  telah  dilakukan,  masih terbatas  pada  penelitian  dengan  media korosif  bahan dari laboratorium. Sehingga penelitian  dengan  media  korosif  yang mendekati  lingkungan  dimana  bahan tersebut dipakai mutlak diperlukan.
Penelitian  dilakukan  terhadap  besi cor  kelabu  dengan  media  korosif  air  laut, larutan garam NaCl 5 %, dan larutan kapur 5  %.  Pemilihan  air  laut  sebagai  media korosif karena air laut banyak mengandung unsur organik dan anorganik. Air laut bersifat asam sehingga mempunyai pH dibawah 7. Larutan garam NaCl 5 % dan larutan kapur 5 % dianggap dapat  mewakili  lingkungan  garam  dan basa.
Toifur  (1998)  menjelaskan    laju korosi  pada  media  korosif  aquatridest sebagai fungsi dari dosis ion.  Perlambatan terhadap korosi ketika korosi berjalan juga dapat  terjadi  dengan  terbentuknya  lapisan pelindung.  Daerah  yang  menunjukkan terbentuknya  lapisan  pelindung  disebut daerah  pasivasi.  Setelah  daerah  pasivasi, korosi  dapat  berjalan  kembali,  daerah  ini
disebut daerah transpasivasi (Dieter,
1990).
Lapisan  pelindung  yang  terbentuk, berupa  endapan  jumlahnya  diduga  ada hubungannya  dengan  keasaman  media korosifnya.  Sutjipto  (1990)  menerangkan laju  korosi  dengan  media  korosif  asam klorida mempunyai laju korosi lebih tinggi dibanding  dengan  aquatridest  sebagai media  korosif.  Dari  penelitian  yang terdahulu dapat disimpulkan media korosif diduga  berpengaruh  terhadap  laju  korosi. Penelitian ini dialkukan untuk  mengetahui seberapa  besar  pengaruh  media  korosif terhadap laju korosi besi cor kelabu.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk menyelidiki  pengaruh  jenis  media  korosif terhadap  laju  korosi,  jenis  korosi  dan derajat  kerusakan  akibat  korosi  pada  besi cor kelabu.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN 2.1. Bahan
Bahan yang digunakan pada penelitian  ini  adalah  besi  cor  kelabu dengan  kandungan  karbon  3  %  yang dibentuk menjadi lingkaran-lingkaran berdiameter  10  mm,  ketebalan  3  mm sebanyak  15  buah.  Agar  diperoleh permukaan yang lebih halus dan homogen, maka  permukaan  besi  cor  kelabu  digosok dengan  kertas  abrasif  bernomor  160,  400, 800  dan  1200.  Selanjutnya  untuk  lebih memperhalus dan mengkilapkan permukaannya, dipoles dengan autosol dan dibersihkan dengan alkohol.
Jenis media korosif yang digunakan dalam penelitian adalah air laut, larutan garam NaCl 5 %, dan larutan kapur 5  %.  Pemilihan  air  laut  sebagai  media korosif karena air laut banyak mengandung unsur organik dan anorganik. Air laut bersifat asam sehingga mempunyai pH dibawah 7. Larutan garam NaCl 5 % dan larutan kapur 5 % dianggap dapat  mewakili  lingkungan  garam  dan basa.

## 2.2. Alat Uji Korosi ECHEM
Alat  ini  menyediakan  fasilitas sampel  bentuk  lingkaran  dengan  diameter 10  mm.  Lama  korosi  dapat  diatur, demikian juga tegangan katoda dan anoda. Untuk mengatur tegangan dipakai
Potensiostat M273. Sebagai katoda digunakan sel korosi K047 yang dilengkapi  elektroda  pembanding  kalomel jenuh,  elektroda  pembantu  grafit  dan sarana pemasukan gas inert.

## 2.3. Jalan Penelitian
Sampel  yang  telah  telah  dipoles ditempatkan  pada  sel  korosi  K047, dilanjutkan dengan pengukuran potensiodinamik  polarisasi  anodik  dengan perangkat lunak softcorr 342 DC corrosion measurement.  Setiap  pengukuran  dimulai dari E awal = -250 mV terhadap E kor dan berakhir di E akhir = 1600 mV lawan Eref. Kecepatan pelarikan potensial = 2 mV/detik.  Media  korosif  diaduk  dengan pengaduk  magnetik  pada  skala  posisi  4. selanjutnya  dari  data  yang  diperoleh berupa  E ( potensial ) dan I (arus ), diolah sehingga  diperoleh  laju  korosi  (mpy) dengan menggunakan persamaan (1).

## 2.4.  Cara Analisa Korosi
Korosi  adalah  kerusakan  atau penurunan  nilai  guna  dari  material disebabkan  oleh  lingkungannya,  secara kimia  ataupun  secara  elektrokimia.  Jadi korosi  bukan  kerusakan  material  akibat pengaruh mekanik secara langsung.
Berdasarkan  definisi  diatas  material  akan rusak  atau  mengalami  korosi  apabila bereaksi dengan
lingkungannya.
Lingkungan  sekeliling  ini  bisa  berupa  air, larutan  asam,  larutan  basa,  larutan  garam, udara  dan  sebagainya.  Semua  lingkungan pada dasarnya bersifat  korosif, pada udara yang  kelihatan  bersih  inipun  logam  bisa mengalami  korosi.  Perbedaan  lingkungan satu  dengan  lainnya  adalah  daya  rusaknya terhadap material.
Media korosif  asam  bersifat  paling korosif.  Semakin  kecil  pH  dari  asam tersebut,  maka  asam  ini  bersifat  semakin korosif.  PH  dari  suatu  asam  tergantung dari  konsentrasi  asam  dalam  larutan. Reaksi korosi pada asam dapat berlangsung  baik  dengan  adanya  oksigen ataupun  tanpa  oksigen  berlainan  dengan reaksi korosi pada garam dan basa.
Laju  korosi  dihitung  dengan  meggunakan persamaan :
Laju korosi = 0,13 i kor (E. W )  ( mpy )
Ad Dimana : E. W   = berat ekivalen ( g/eq ) d =  massa  jenis  besi  cor  kelabu  ( g/cm 3 )
A = luas penampang sampel ( cm 2 )
Ada  beberapa  variabel  lingkungan yang  lebih  umum  untuk  dipertimbangkan berkaitan  dengan  korosi,  yaitu  efek oksigen dan oksidasi, laju korosi, temperatur, dan konsentrasi korosif. Oksidasi  dapat  menaikkan  laju  korosi. Selain  itu  kandungan  klorida,  kandungan karbon,  kelembaban,  dan  curah  hujan dapat  mempengaruhi  korosi.  Ion  klorida dapat  menurunkan  potensial  kerusakan lapisan pasif dan menyebabkan korosi besi cor,  mulai  konsentrasi  0,05  M  hingga  0,6 M  (  batas  konsentrasi  klorida  dalam  air laut). Potensial kerusakan lapisan pasif ion klorida ternyata lebih rendah dibandingkan besi cor yang terkorosi air laut.

## 3. HASIL & PEMBAHASAN
Hasil pengukuran potensiodinamik disajikan dalam tabel 1, tabel 2 dan tabel 3 berikut :
Tabel 1. Tabel Data Pengukuran potensiodinamik Polarisasi Anodik dari Besi Cor Kelabu di dalam media korosif air laut.
N o Wakt u (jam) E kor (mV) I kor (μA/cm 2 ) Laju Koros i (mpy) Daerah pasivas i (mV) 1 168 - 685,1 7 86,811 5,338  -325 s.d. 800 2 336 - 727,0 2 218,052 13,40 9 -325 s.d. 1550 3 504 - 805,0 2 35,691 2,194 50 s.d. 1550 4 672 - 740,0 2 74,400 4,575 50 s.d. 1550 5 840 - 737,8 3 280,997 17,27 9 -25 s.d. 550
Hasil  pengamatan  pengujian  laju  korosi besi  cor  kelabu  dengan  media  korosif larutan  garam  NaCl  konsentarsi  5  % disajikan pada tabel 2.
Tabel 2. Tabel Data Pengukuran potensiodinamik Polarisasi Anodik dari Besi Cor Kelabu di dalam media korosif larutan garam NaCl konsentrasi 5 %.
Hasil  pengamatan  pengujian  laju  korosi besi  cor  kelabu  dengan  media  korosif  air kapur konsentarsi 5 % disajikan pada tabel 3.
Tabel 3.  Tabel Data Pengukuran potensiodinamik Polarisasi Anodik dari Besi Cor Kelabu di dalam media korosif air kapur konsentrasi 5 %.
Dari  ketiga  tabel  diatas  menunjukkan bahwa  secara  umum  proses  korosi dikontrol  oleh  reaksi  katoda.  Hal  tersebut ditunjukkan  oleh  harga  potensial  korosi (E kor )  yang  negatif  (tabel  1,2,3  kolom  2).
Nilai E kor menunjukkan besarnya potensial yang  ditimbulkan  oleh  rangkaian  katoda- anoda  jika  R  =  ~,  sedang  nilai  dari  I kor menunjukkan  besarnya  arus  yang  timbul jika  R  =  0.  Harga  I kor juga  menunjukkan ionisasi  yang  terjadi  pada  anoda.  Kedua variabel  ini  juga  menentukan  struktur permukaan  besi  cor,  namun  bukan  yang paling menentukan. E kor yang besar berarti untuk  menimbulkan aruskorosi diperlukan tegangan yang besar sedang jika E kor kecil berarti untuk menimbulkan arus I kor cukup diperlukan tegangan yang kecil.
Laju  korosi  menunjuk  langsung pada kecepatan suatu bahan untuk terkorosi.  Laju  korosi  dinyatakan  dengan satuan mili inchi per tahun (mpy). Gambar 1  menunjukkan  grafik  laju  korosi  besi  cor kelabu pada media korosif air laut, larutan garam NaCl konsentrasi 5 % dan air kapur konsentrasi  5  %.  Dari  gambar  tersebut dapat  diketahui  bahwa  laju  korosi  terkecil
N o Wak tu
(jam ) E kor (mV) I kor (μA/cm 2 ) Laju Korosi (mpy) Daerah pasivasi (mV) 1 168 -803,05 49,457 3,041  -100 s.d. 1075 2 336 -723,34 64,014 3,936  -125 s.d. 1425 3 504 -685,76 43,317 2,663    -25 s.d. 1525 4 672 -745,82 55,138 3,390  -100 s.d. 1425 5 840 -693,60 94,330 5,800  -200 s.d. 1425 N o Wakt u (jam) E kor (mV) I kor (μA/cm 2 ) Laju Korosi (mpy) Daerah pasivasi (mV) 1 168 - 745,82 0,048 0,003  -100 s.d. 900 2 336 - 693,60 14,082 0,866  -200 s.d. 1425 3 504 - 633,91 33,038 2,031  -250 s.d. 1425 4 672 - 564,97 102,023 6,273  -250 s.d. 1425 5 840 - 393,23 211,277 12,992  -450 s.d. 1600
terdapat  dalam  media  korosif  air  kapur, dan  laju  korosi  terbesar  terdapat  dalam media korosif air laut.
Perlambatan  terhadap  laju  korosi ketika  korosi  berjalan  juga  dapat  terjadi dengan  terbentuknya  lapisan  pelindung. Daerah  yang  menunjukkan  terbentuknya lapisan  pelindung  disebut  daerah  pasivasi. Setelah  daerah  pasivasi,  korosi  dapat berjalan kembali, daerah ini disebut daerah transpasivasi  (Dieter  dan  Djaprie,  1990). Potensial transpasivasi menyatakan besarnya  potensial  yang  diperlukan  untuk menghilangkan  lapisan  pelindung  yang melekat pada bahan.
Gambar 1. Grafik laju korosi besi cor kelabu terhadap waktu
Dari  gambar  diatas  menunjukkan  bahwa pada lingkungan air laut terjadi laju korosi yang  paling  besar.  Yang  menunjukkan bahwa  pada  lingkungan  air  laut  adalah media  paling  korosif.  Hal  ini  disebabkan karena  pada  air  laut  banyak  terdapat  zat- zat  yang  bersifat  asam  ,  antara  lain  ion klorida. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
Fe + 2H + + 2Cl -  Fe 2+ + 2Cl - + H 2 ------- ------------------------------ (2)
Dari  persamaan  reaksi  diatas  (2)  logam besi  cor  kelabu  mengalami  oksidasi sedangkan  ion  H + mengalami  reduksi. Pada  persamaan  reaksi  diatas  ion  klorida tidak  mengambil  bagian  secara  langsung dalam  reaksi,  karena  ion  klorida  ada  pada ruas kiri dan ruas kanan. Disini ion klorida
sebagai katalisator yang fungsinya mempercepat terjadinya reaksi korosi.
Korosi  yang  terjadi  pada  larutan NaCl  terlihat  bahwa  laju  korosi  relatif lebih stabil dibanding dengan lainnya. Hal ini  disebabkan  karena  pada  lingkungan garam  larutan  garam  mengoksidasi  logam besi, seperti pada reaksi berikut :
Fe + 2NaCl  FeCl 2 + 2Na + ---------------- ----------- (3)
Dari  persamaan  ini  terlihat  bahwa  hasil reaksi adalah logam besi bereaksi menghasilkan  ferroklorida,  pada  keadaan ini  besi  terkorosi.  Sedangkan  pada lingkungan  air  kapur  besi  terkorosi  bila terdapat cukup oksigen. Dalam lingkungan air  kapur  besi  tidak  bisa  terkorosi  tanpa bantuan oksigen. Persamaan reaksinya :
4Fe + 6H 2 O + 3O 2  4 Fe(OH) 3 ----------- --------------------- (4)
Jenis  korosi  yang  terjadi  pada  media korosif  air  laut  dan  garam  NaCl  adalah korosi  sumuran.  Yaitu  jenis  korosi  yang menyebabkan lubang-lubang pada permukaan logam.  Lubang-lubang ini bisa besar  ataupun  kecil.  Biasanya  lubang tersebut  adalah  kecil.  Korosi  sumuran  ini sulit dideteksi karena tertutup oleh produk korosi.  Lubang-lubang  kecil  ini  bisa menembus  dari  sisi  satu  ke  sisi  yang  lain. Apabila  lubang  yang  tembus  ini  banyak maka bisa menyebabkan konstruksi patah.

## 4. KESIMPULAN DAN SARAN 4.1. Kesimpulan
Dari  analisa  data-data  hasil  penelitian diatas  dapat  ditarik  kesimpulan  sebagai berikut :
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 1683365046728401008 Laj u Korosi , mpy Waktu, Jam Larutan NaCl Air Laut
a. Laju  korosi  hasil  penelitian  dengan media  korosif  air  laut  adalah  2,194  – 17,279  mpy,  media  korosif  larutan NaCl 5 % laju korosinya 2,663 – 5,800 mpy  sedangkan  dengan  media  korosif air kapur 0,003 – 12,992 mpy.
b. Media air laut merupakan media paling korosif sedangkan air kapur
merupakan media paling tidak korosif.
c. Jenis korosi yang terjadi adalah korosi sumuran. Yaitu korosi yang menyebabkan lubang-lubang kecil pada permukaan logam.
d. Pada  saat  korosi  sedang  berlangsung terdapat  daerah  pasivasi.  Yaitu  daerah dimana laju korosi mengalami penurunan. Sesudah itu bila laju korosi meningkat lagi maka daerah ini disebut daerah transpasivasi.
e. Persamaan  reaksi  korosi  merupakan persamaan reaksi elektrokimia. Hal ini karena  melibatkan  reaksi  ion-ion  yang teroksidasi maupun tereduksi.

## 4.2. Saran
a. Perlu  dilakukan  penelitian  lanjutan pengaruh  kecepatan  aliran    media korosif,  perbedaan  temperatur  media korosif
guna
penyempurnaan
penelitian ini.
b. Waktu  perendaman  dalam  media korosif    perlu  dilakukan  lebih  lama guna  mendapatkan  hasil  yang  lebih baik.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Allen,  M.  D.,  &  Ames,  D.  W.,  1982, Interaction and Stray Current Effect on Buried  Pipelines  Six  Case  Histories, The  present  Status,  Institution  of Corrosion  Science  &  Technology,
Science Division, London.
2. Avner,  S.H.,  1987, Introduction  to Physical  Metalurgy, Mc  Graw-Hill Inc., Singapore.
3. Dieter,  G.E.,  &  Djaprie,  S.,  1990, Metalurgi Mekanik, Erlangga, Jakarta.
4. Editorial,  1980, Corrosion  Prevention and Control, 32 (3): 41, London.
5. Surdia,  T.,  dan  Saito,  S.,  1984, Pengetahuan Bahan Teknik, PT
Pradnya Paramita, Jakarta.
6. Sutjipto,  1990, Pengaruh  Striping pada Korosi Al 1100F, Tesis,  Program
Pasca Sarjana MIPA UGM. 7. Toifur, M., 1998, Korositas Aluminium  1100F  yang  Diimplantasi dengan  Ion  Argon, Jurnal Media Almamater, KOPERTIS  Wilayah  V, Yogyakarta.
8. Trethewey,  KR.,  dan  Chamberlain,  J., 1988, Corrosion  for  Student  Science and Engineering, Longman Group UK Limited, London.
9. Uhlig,  H.,  1971, Corrosion  and Corrosions  Control, John  Wiley  &
Sons, New York.