KOMPARASI EFISIENSI MATERIAL BAJA KARBON St 37, BAJA KARBON St 41 DAN BAJA KARBON St 60 TERHADAP LAJU KOROSI DI MEDIA AIR MUARA SUNGAI (PAYAU) DENGAN METODE ELEKTROKIMIA
1 2 Yusuf Nur Afandi , Sumarji
1 Alumni Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jember
2 Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jember
Jl. Kalimantan 37 Jember 68121

## ABSTRACT
Mouth of the river is the meeting place of river water and sea water. water estuaries (brackish water) has a sodium chloride content of between 1% -2.5 whether it's from natural sources around the surrounding river water or a mixture of sea water. many construction or structure that is attached to the mouth of the river environment  made  of  metal  materials,  especially  carbon  steel.  the  use  of  steel  in  building  structures  in estuaries  susceptible  to  corrosion  due  to  environmental  water  containing  chemical  elements  that  are corrosive.  Factors  affecting  corrosion  such  as  temperature,  acidity  (pH),  salinity  (NaCl),  the  levels  of chloride (Cl), the levels of sulfate (SO) as well as dissolved oxygen, causing easily corroded carbon steel. This study aims to determine the Comparative Efficiency of Steel St 37, St 41 Steel and Steel st 60 on the rate of corrosion  in  aqueous  media  estuaries  with  tool  Potensiostat  methods.  This  research  is  an  experimental laboratory to design the post-test group design. From the results obtained data show the results of corrosion rate measurements made in this study that the greatest rate of corrosion occurring on the steel material St 37 is 29.527 mpy, St 41 steel was 27.548 mpy, and steel St 60 is 24,493 mpy. The results showed that the corrosion rate of steel st 37 has a very large corrosion rate in comparison steel and carbon steel st 41 high st 60. From the observation in micro on the trid specimen three is corrosion that resembles a uniform or evenly corrosion. A form of corrosion that results in a uniform attack on the entire surface of the metal.
Keywords: Estuaries, The Rate of Corrosion

## PENDAHULUAN
Muara  sungai  adalah  tempat  bertemunya  air sungai  dengan  air  laut.  Air  muara  sungai  (payau  ) mempunyai  kandungan  sodium  klorida  antara  1- 2,5%,baik  dari  sumber  alami  di  sekitar  air  sungai ataupun  campuran  dari  air  laut.  Banyak  konstruksi atau struktur yang terpasang pada lingkungan muara sungai terbuat dari bahan logam terutama baja karbon. Muara  sungai  banyak  dimanfaatkan  untuk  beberapa bangunan di pelabuhan sampai bangunan hilir seperti jembatan  dan  bendungan  yang  memiliki  peranan penting seperti dalam bidang transportasi dan sistem irigasi.  Penggunaan  baja  tahan  karat  juga  mulai digunakan, karena ketahanan korosi yang lebih tinggi walaupun dengan biaya yang lebih mahal karena dapat mengurangi kemungikinan serangan korosi [1].
Faktor-faktor  yang  berpengaruh  terhadap korosi dilingkungan muara sungai diantaranya adalah kadar  garam,  kandungan  oksigen,  temperatur,  dan intensitas pencemaran. Penggunaan baja pada struktur bangunan di muara sungai mudah mengalami korosi karena lingkungan air yang mengandung unsur unsur kimia  yang  bersifat  korosif.  Faktor  faktor  yang mempengaruhi  korosi  Seperti  faktor  temperatur,
keasaman  (pH),  kadar  garam  (NaCl),  kadar  klorida (Cl),  kadar  sulfat  (SO)  dan  juga  oksigen  terlarut sehingga menyebabkan baja karbon mudah terkorosi. Oleh  karena  itu,  penelitian  ini  dilakukan  untuk mengetahui  karakteristik  dan  laju  korosi  pada  baja rendah dan baja karbon medium di lingkungan muara sungai.Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisa pengaruh  polutan  pada  air  muara  sungai  terhadap perilaku korosi baja rendah dan baja karbon medium serta  menganalisa  karakteristik  di  sekitar  muara sungai.  Untuk  kedepannya,  dapat  memberikan gambaran tentang pengaruh air muara sungai terhadap karakteristik  dan  laju  korosi  pada  baja  sehingga apabila  dilakukan  pembangunan  kontruksi  yang menggunakan baja khususnya baja karbon rendah dan karbon  medium  dapat  digunakan  sebagai  salah  satu pertimbangan untuk mengetahui umur pakai material tersebut  dan  juga  sebagai  salah  satu  bahan pertimbangan untuk mengurangi terjadinya korosi di lingkungan muara sungai.
Dari  penelitian  sebelumnya  pada  pengujian potensiostat di dapat laju korosi tertinggi di dalam air muara  sungai  (payau)  yaitu  pada  waktu  sore  hari dimana baja AISI 1045 sebesar 10,361 mpy. Korosi yang terbentuk pada AISI 1045 adalah korosi merata.
Pada pengujian XRD, produk korosi yang terbentuk pada  AISI  1045  adalah  baja  karbon  [2].  Dan  dari penelitian sebelumnya oleh (Sulistyoweni W 2002 ) hasil  uji  immersi  di  dalam  air  rawa  menunjukkan bahwa  unsur  khlorida  memberikan  pengaruh  yang paling besar dalam proses korosi St 37 maupun St 60 dan  dengan  di  ikuti  dengan  unsur  sulfat  dan  nitrat. Besarnya  laju  korosi  St  37  adalah  24.29  mpy sedangkan  St  60  adalah  22.76  mpy.  Untuk  tulangan beton St 37 yang di gerakkan naik turun, besarnya laju korosi  adalah  37.59  mpy,  dimana  unsur  khlorida paling besar pengaruhnya dalam proses korosi, dan di ikuti dengan sulfat dan nitrat.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui Komparasi Efisiensi Baja St 37, Baja St 41 dan Baja St 60 terhadap laju korosi dalam media air muara sungai dengan  metode  Elektrokimia.  Jenis  penelitian  ini adalah  eksperimental  laboratoris  dengan  rancangan the post test group design.
Manfaat dari penelitian ini adalah Memberikan solusi dalam menentukan pemilihan material material baja karbon St 37, baja karbon St 41, dan baja karbon St  60  yang  cocok  di  lingkungan  muara  sungai  (air payau), Mengetahui laju korosi dan arus yang terjadi pada material baja karbon St 37, baja karbon St 41 dan baja  karbon  St  60  di  lingkungan  muara  sungai  (air payau),  Mengetahui  perbandingan  kinerja  pada  baja karbon St 37, baja karbon St 41 dan baja karbon St 60 di  dalam  lingkungan  muara  sungai  (air  payau)  dan Mengetahui jenis korosi yang terjadi.

## METODOLOGI PENELITIAN
Metode  penelitian  ini  merupakan  penelitian Eksperimental  Laboratoris  dengan  menggunakan rancangan penelitian the post test only group design, yaitu pengujian skala laboratorium dan juga dilakukan pengujian  dengan  mencelupkan  sampel  bahan kedalam  muara  sungai  pantai  Wotgalih  Lumajang. Pada  pengujian  laboratorium,  pengujian  yang dilakukan  adalah  potensiostat  dengan  metode  tafel untuk  mengetahui  pengaruh  kandungan  air  muara sungai.  Peralatan  dan  bahan  yang  digunakan  dalam pengujian adalah sebagai berikut:
· Tabung uji
· Potensiostat / alat laju korosi Versastat 4
· Mesin penghalus permukaan
· Gergaji
· Solder
· Mikroskop metalurgi
Tabel 1. komposisi bahan baja karbon

## Prosedur Penelitian
Sebelum  penelitian  dilaksanakan,  terlebih dahulu dilakukan persiapan menyusun perlengkapan penelitian maupun bahan – bahan.yaitu diantaranya:
1. Alat–alat yang harus dicek diantaranya:
· Kondisi potensiostat
· Solder
· Gergaji
· Tabung uji
· Mesin penghalus permukaan
2. Bahan yang harus disediakan:
· Material St 37 dengan dimensi 10x5x5 (mm)
· Material St 41 dengan dimensi 10x5x5 (mm)
· Material St 60 dengan dimensi 10x5x5 (mm)
· Kabel dengan inti tunggal dari tembaga
· Resin  dan hardener ,  digunakan  untuk membungkus material yang akan di uji
· Air  muara  sungai  (payau)  yang  di  ambil  dari wilayah  Puger  Jember  dan  panat  Wotgalih Lumajang
Susunan spesimen dibagi dalam 1 bak plastik (bak  air  pyau),  masing-masing  spesimen  dijepit dengan kayu dan ditempatkan di atas mulut bak air laut dengan  bagian  yang  tercelup  12  cm,  seperti  pada Gambar 1.
Gambar 1. Susunan spesimen
Keterangan :
1. Kabel tembaga inti tunggal
2. Material yang akan di uji
3. Resin dan hardener

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Hasil pengujian Air muara sungai
Tabel 2. Nilai pH Air muara sungai
Dari  hasil  pengujian  ke-4  air  muara  sungai tersebut yang paling mendekati pada umumnya adalah pada  sampel  1 Wotgalih  yaitu  dengan  pH  air  muara sungai 7,6.

## Hasil Pengujian Potensiostat
Dari hasil pengujian potensiostat digunakan untuk  mengetahui  laju  korosi  pada  baja.  Dengan memperhatikan bentuk garis-garis reaksi katoda pada gambar,  dapat  di  ketahui  bahwa  reaksi  katoda  yang terjadi  mengalami  pergeseran  baik  ke  kanan  dan  ke kiri.  Pergeseran  kekanan,  laju  korosi  akan  semakin meningkat dan sebaliknya, semakin kekiri laju korosi akan semakin kecil. hasil penelitian tentang laju korosi pada material baja St 37, baja St 41, dan baja St 60 dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 3. Hasil data penelitian arus dan laju korosi
Keterangan A  =  Baja St 37 B  =  Baja St 41 C  =  Baja St 60

## Hasil Analisa Data (Pembahasan)
Arus  berbanding  lurus  dengan  laju  korosi, semakin  besar  arus  yang  terjadi  semakin  besar  pula laju korosi kita dapat melihat dari arus yang terjadi. Untuk mempermudah menganalisa data kita membuat grafik  hubungan  antara  waktu  dan  arus  seperti Gambar 2, Gambar 3 dan Gambar 4.
Gambar 2.  Grafik hubungan arus dengan waktu pada material Baja St 37.
Pada pengukuran ke 3 detik samapai 72 detik menunjukkan  peninggkatan  yang  tidak  signifikan mulai -228.25 hingga 4.914 yang di tunjukkan pada gambar 2. karena material memiliki sifat korosi dan laju  korosinya  begitu  cepat,  dan  setelah  waktu pengukuran  ke  72  sampai  183  detik  terjadi p e n i n g k a t a n   a r u s   y a n g   l e b i h   c e p a t   d a r i sebelumnya,hal itu terjadi karena laju korosi baja St 37 dalam  larutan  korosif  Asam  klorida  dan  Natrium Klorida pada unsur air muara sungai [3].
Berdasarkan  data  hasil  percobaan  besar  laju korosi sampel baja St 37 berada pada rentang 29,527 mpy. Munurut fontana [3] menyatakan bahwa standar pembanding ketahanan laju korosi (dalam mpy) adalah ketahanan  korosi  untuk  baja  dari  bahan  dasar  besi  –
nikel  dikatan  baik  apabila  laju  krosinya  berada  pada rentang  1  –  20  mpy,  sedangkan  ketahanan  korosi dikatakan  buruk  apabila  laju  korosinya  berada  pada rentang  lebih  dari  50  mpy.  Hasil  pengujian  ini  dapat disimpulkan  bahwa  sampel  baja  St  37  relatif  kurang tahan terhadap serangan korosi dalam lingkungan asam.
Gambar 3.  Grafik  hubungan  antara  arus  dan  waktu pada material Baja St 41
Pada waktu pengukuran ke 3 detik sampai 63 detik  menunjukkan  peningkatan  yang  signifikan mulai – 244.506  hingga 2.789 yang di tunjukkan pada gambar 3. karena material memiliki sifat korosif dan diketahui laju korosi menjadi begitu stabil mulai dari detik  ke  63  samapai  detik  183  tetapi  disini  tidak  di ketahui sampai mana pucak atau laju krosi maksimum pada  material  tersebut  karena  pada  grafik menunjukkan peningkatan terus.
Baja  karbon  secara  alami  memiliki keterbatasan  terhadap  kandungan  paduannya, biasanya dibawah 2% dari total penambahan. Namun p e n a m b a h a n   t e r s e b u t   s e c a r a   u m u m   t i d a k menghasilkan perubahan terhadap ketahanan korosi. Terkecuali  weathering  steel,  dengan  penambahan sedikit  tembaga,  krom,  nikel,  dan  phosphorus  dapat mereduksi laju korosi pada lingkungan tertentu [4].
Gambar 4. Grafik hubungan arus dengan waktu pada material baja St 60.
Pada waktu pengukuran ke 3 detik sampai 72 detik  menunjukkan  peningkatan  yang  sanagat signifikan  mulai  -145.624    hingga  4.199  yang  di tunjukkan  pada  gambar  4.  karena  material  memiliki sifat korosif dan diketahui laju korosi menjadi begitu stabil mulai dari detik ke 72 samapai detik 183 tetapi disini  tidak  di  ketahui  sampai  mana  pucak  atau  laju krosi maksimum pada material tersebut karena pada grafik menunjukkan peningkatan terus .
Afandi , Jurnal ROTOR, Volume 6  Nomor 2, November 2013 Y.N.
Hasil Struktur mikro dan makro pada St 37, St 41, dan St 60
Untuk  mengetahui  laju  korosi  yang  terjadi perlu  di  lakukan  pengujian  material  secara mikroskopik  atau  penampakan  morfologi  sesuai ASM, korosi yang terbentuk pada baja St 37, St 41, St 60 dilakukan pengujian untuk mengetahui perbedaan bentuk permukaan yang terkorosi akibat pengaruh di lingkungan  muara  sungai.  Maka  dari  itu  dilakukan pengamatan ecara makro dan uji struktur mikro pada baja  karbon  tersebut  untuk  mengetahui  terjadinya perubahan dan korosi apa yg terjadi.
Gambar 5. Foto makro baja karbon St 37
Gambar 6. Struktur  mikro  baja  St  37  ;  (a.1)  dengan perbesaran 100x (a.2) dengan perbesaran 400x dengan etsa HN , dan etanol 97%.
Hasil  pengamatan  secara  makro  pada gambar5.  Baja    karbon  St  37  terdapat  korosi. Specimen  menjadi  kasar  dan  kotor,  terdapat  hasil korosi yang berwarna kuning, dan terdapat juga korosi merata. Hasil pengamatan secara mikro pada gambar 6. baja karbon terdapat korosi yang menyerupai korosi umum seragam atau merata. Suatu bentuk korosi yang menghasilkan  serangan  seragam  pada  seluruh permukaan  logam.  Sering  kali  dikaitkan  dengan korosi di lingkungan atmosfir dan oksidasi pada suhu tinggi atau serangan sulfidasi.
Korosi  jenis  ini  sulit  di  prediksi  sehingga tingkat  kerusakan  yang  terjadi  sulit  di  tentukan. Korosi  ini  sulit  diketahui  awal  terjadinya,  karena berlangsung dalam waktu yang relativ singkat.
Gambar 7.Foto makro baja karbon St 41
Gambar 8.  Struktur  mikro  baja  St  41;  (b.1)  dengan perbesaran 100x (b.2) dengan perbesaran 400x dengan etsa HN , dan etanol 97%.
Hasil pengamatan secara mikro pada gambar 8.  baja  karbon  terdapat  korosi  merata,  untuk  daerah diatas  permukaan  media  terlihat  logam  baja  karbon yaitu terjadi korosi merata.
Korosi  merata  adalah  korosi  yang  terjadi secara  serentak  di  seluruh  permukaan  logam,  oleh karena itu pada logam yang mengalami korosi merata terjadi  karena  proses  anodik  dan  katodik  yang berlangsung  pada  permukaan  logam  terdistribusi secara merata. Ini terjadi karena adanya pengaruh dari lingkungan  sehingga  kontak  yang  berlangsung mengakibatkan  seluruh  permukaan  logam  terkorosi. Korosi seperti ini umumnya dapat kita temukan pada baja  di  atmosfer  dan  pada  logam  atau  paduan  yang aktif  terkorosi,  potensial  korosinya  berada  pada daerah kestabilan ionnya dalam potensial p-H.
Korosi  merata  adalah  korosi  yang  terjadi secara  serentak  diseluruh  permukaan  logam,  oleh karena itu pada logam yang mengalami korosi merata akan terjadi pengurangan dimensi yang relatif besar persatuan  waktu.  Jenis  korosi  ini  dapat  diketahui dengan  baik  karena  tampilannya  serangannya  yang menyeluruh dan seragam di semua permukaan logam. Korosi ini terjadi jika lingkungan korosif mempunyai akses  yang  sama  keseluruh  bagian  dari  permukaan logam  dan  secara  thermodinamika  logamnya  harus mempunyai komposisi kimia yang sama [6].
Gambar 9. Foto makro baja karbon St 60
(a.1) (a.2) (b.1) (b.2)
Afandi , Jurnal ROTOR, Volume 6  Nomor 2, November 2013 Y.N.
Gambar 10. Struktur mikro baja St 60 ; (c.1) dengan perbesaran 100x (c.2) dengan perbesaran 400x dengan etsa HN , dan etanol 97%
Pada gambar 10 foto makro terdapat korosi uniform, jenis korosi menyeluruh, seluruh permukaan logam yang terekspose dengan lingkungan, terkorosi secara  merata.  Jenis  korosi  ini  mengakibatkan rusaknya konstruksi secara total [5]. Untuk hasil foto mikro  perbesaran  400x  disana  bisa  kita  lihat  korosi yang  terjadi,  korosi  sangat  tipis  dan  merata.  Hasil pengamatan  secara  mikro  pada  gambar  4.13  baja karbon  terdapat  korosi  merata,  untuk  daerah  diatas permukaan media air muara sungai terlihat pada baja karbon  mengallami  korosi  merata  yang  terjadi  pada seluruh permukaan logam.
Ciri  khusus  dari  proses  korosi  adalah berlangsungnya  reaksi  redoks  pada  tempat  yang terpisah  di  logam.  Proses  korosi  logam  berlangsung secara elektrokimia yang terjadi secara simultan pada daerah anoda dan katoda yang membentuk rangkaian arus listrik tertutup. Korosi terjadi ketika electron dari atom-atom  pada  permukaan  logam  dipindahkan  ke bagian  lain  yang  bertindak  sebagai  katoda  sehingga terjadi  depolarisasi.  Depolarisator  yang  umumnya adalah oksigen, asam dan kation yang kuranng aktif [7].

## KESIMPULAN
Dari  analisa  terhadap  hasil  pengujian  laju korosi  yang  telah  dilakukan  terhadap  sampel  baja karbon St 37, baja karbon St 41 dan baja karbon St 60 pada  lingkungan  air  muara  sungai  diperoleh kesimpulan :
1. Dari hasil analisa laju korosi rata-rata material baja karbon St 37 adalah 29,527 mpy, baja karbon St 41 adalah 27,548 mpy dan baja karbon St 60 adalah 24,493 mpy.
2. Material  baja  karbon  St  60  lebih  efisien dibandingkan  dengan  baja  karbon  St  37  dengan laju korosinya 29,527 mpy dan baja karbon St 41 dengan  laju  korosinya  27,548  mpy,  dikarenakan laju  korosi  baja  karbon  St  60  lebih  lambat  yaitu 24,493 mpy.
3. Korosi yang terjadi setelah perendaman di media air payau adalah korosi uniform atau merata.

## SARAN
1. Sebaiknya  material  baja  yang  di  gunakan berbentuk plat agar mudah untuk mengambil foto mikro.
2. Sebaiknyapenelitian  selanjutnya  melakukan mappingarea untuk  mengetahui  dengan  pasti untuk  material  yang  akan  di  uji  hasilnya  lebih akurat
3. Perhatikan pengambilan sampel air muara sungai supaya lebih akurat.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Kurniawan,  Muhammad  N  M,  2012, Pengaruh Polutan Terhadap Karakteristik dan Laju Korosi pada  Baja AISI  1045  dan  Stainless  steel  304  di Lingkungan Muara Sungai. Jurnal Staf Pengajar Teknik  Material  dan  Metalurgi  Fakultas Teknologi  Industri,  Institut  Teknologi  Sepuluh Nopember (ITS).
[2]  Anggono, Juliana. Citro, Soejono. dan Palapessy, Victor Rizal, 2000, Studi Perbandingan Kinerja Anoda Korban Paduan Aluminium dengan Padua Seng  dalam  Lingkungan  Air  Laut ,  Jurnal TeknikMesin,Fakultas  Teknologi  Industri, Universitas  Kristen  Petra,  Surabaya,  Volume  2 Nomor 1, halaman 89 – 99.
[3]  Fontana, Mars G, 1986, Corrosion Engineering, 3th   Edition, Mc Graw Hill Book Co., New York.
[4]  Prameswari,  2008, Studi  Efektifitas  Lapis . Fakultas  Teknik,Jurnal  Materi  Universitas Indonesia.
[5]  Rustandi,  Andi,  Johny.  W.  Soedarsono,  2008, Correlation Efficiency of Sacrificial Anode Al-Zn- In Toward Movement of Polarization Curve Using P o t e n s i o d y n a m i c   M o t h o d ,   I n   N A C E International, Corrosion 2005, Paper No . 05077, Texas, USA.
[6]  Ahmad,  Zaki,  2006, Principle  of  Corrosion Enginering  And  Corrosion  Control, Elsevier Sciense & Technologi books.
[7]  Cramer,  Stephen  D,  and  Bernard  S.  Covino,  Jr 2003, Asm  Hand  book Volume  13b  Corrosion; Environments  And  Industries,, United  States  of American.
(c.1)
(c.2)
Afandi , Jurnal ROTOR, Volume 6  Nomor 2, November 2013 Y.N.