58
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil penelitian kepekaan SCC yang telah dilakukan pada baja nirkarat AISI 304 dalam lingkungan 3,5 NaCl, maka dapat disimpulkan:
1. Variasi tegangan aplikasi pada spesimen baja nirkarat AISI 304 dalam lingkungan air laut buatan mempengaruhi kurva polarisasi. Pergeseran
kurva menuju kearah yang lebih negatif. Ini terlihat dari nilai potensial korosi semakin negatif dan densitas arus korosi semakin tinggi dengan
bertambahnya tegangan.
2. Waktu perendaman pada spesimen uji yang diberi variasi tegangan juga berpengaruh terhadap pergeseran kurva polarisasi kearah yang lebih
negatif, potensial korosi setiap benda uji semakin negatif dengan meningkatnya waktu perendaman dan densitas arus korosi semakin tinggi
dengan bertambahnya tegangan.
3. Inisiasi SCC pada C-ring spesimen dengan tegangan aplikasi 0,49
y
terjadi setelah perendaman selama 240 jam, sedang inisiasi SCC pada C-ring
spesimen dengan tegangan aplikasi 0,40
y
terjadi setelah perendaman selama 720 jam. Ukuran kepekaan SCC atau batas
σ
app
0,40 σ
y
dan waktu rendam 720 jam inisiasi korosi berupa pit belum terjadi, dengan kata lain
SCC kemungkinan akan ter inisiasi apabila spesimen mendapat tegangan
Universitas Sumatera Utara
59
aplikasi, σ
app
≥ 0,40σ
y
setelah di rendam selama 720 jam, pada kondisi ini
perilaku korosi pada tegangan tersebut potensial, E
cor
≤ - 520 mV
sce
dan densitas korosi, i
cor
, ≥ 4,66
Acm
2
53,68
mpy.
5.2. Saran
Data hubungan tegangan aplikasi dengan kurva polarisasi anodik dan katodik dapat di pergunakan untuk simulasi dengan mengunakan metode elemen batas
Boundry Element Method yang dapat memperkirakan dimana akan terjadi korosi SCC.
Penelitian hendaknya ditambahkan dengan mengkaji diameter spesimen yang lebih besar sehingga memungkinkan pengukuran di beberapa bidang luasan pada
spesimen yang sama dan waktu perendaman yang lebih lama.
Universitas Sumatera Utara
60
DAFTAR KEPUSTAKAAN
ASM HANDBOOK. “Corrosion“. 9a. edition., ASM INTERNATIONAL, USA 1998.
ASTM G38 - 73. “Standards For Making and using C-Ring Stress Corrosion Test Specimens”,Current edition approved, West Conshohocken, United States
2001 ASTM E8-01. “Standards Test Methods of Tension Testing of Metallic Materials”
ATLAS.S.M., “Technical Hand Book Stainless Steel”, WWW. Atlasmetals.com.au,
2003 Dieter, E. “Mechanical Metallurgy”, 2
nd
Ed., Mc Graww-Hill Book, International,1976.
J. Teran, and Torres.A.A,dkk., “Stress Corrosion Cracking Susceptibility of Type 304 Stainless Steel in Chloride Environment Using Compact Tension Specimens”
IMRC 14, Proceeding Symposium 19, NACE Corrosion and Metallurgy, Cancun, Quintana Roo, Mexico 2005.
J. C. Stormer, Jr., “Sailboat Rig Problems: A Surveyors View”, Dixieland Marine, 2005.
John Sedriks., “Corrosion of Stainless Steel”, Jhon Wiley Sons, Toronto, 1979. John Sedriks., “Stress Corrosion Cracking Test Methods”, NACE International,
Houston, Texas 1990 KR. Trethewey and J. Chamberlain,“Corrosion for students of science and
Engineering”, Longman Group, UK ,1988. MatWeb, ”AISI Type 304 HN Stainless Steel”, WWW.MatWeb.com, 2009.
Markus O.Speidel.,“ Stress Corrosion Cracking of Stainless Steel in NaCl Solution”,
Metallurgical Transaction ,1981. M.G. Fontana. “Corrosion Engineering”, 3
rd
Ed.,Mc Graww-Hill Book, Singapore 1988.
Universitas Sumatera Utara
61
M. Ridha and S.Aoki., “Simulation of Corrosion Rate of Carbon Steel Subjected to ElasticPlastic Strain”,EPMESC X, Sanya, Hainan,China Aug. 21-23, 2006.
M. Schumacher.,”Seawater Corrosion Hand Book”, Noyes Data Corporation, Park
Ridge, New Jersey, USA 1979. N.G. Thomson and J.H.Payer.,”DC Electrochemical Test Methods”, NACE
International, Houston, Texas 1998
Universitas Sumatera Utara
62
LAMPIRAN Lampiran 1. Data Proses Olah Panas Annealing
Tanggal :
12 April 2008 Jenis Pengujian
: Proses Olah Panas Annealing
Lokasi :
Workshop Politeknik Medan
Gambar 1.2. Kurva Olah Panas Temperatur - Waktu a b c
Gambar 1.2. Foto a Tensil Spesimen, b C-ring Spesimen dan c Oven Pemanas Keterangan:
- Jenis bahan :
Baja Nirkarat AISI 304. - Asal bahan
: Produk lokal.
- Jumlah :
- 1 Sampel spesimen tensil. - 20 Sampel spesimen C-ring.
- Temperatur naik rata – rata :
300
o
Cjam - Temperatur maksimum di tahan
: 1000
o
C
- Waktu ditahan :
100 menit
- Pendinginan :
Air
- Oven Pemanas Merek :
Nabertherm Germany
Universitas Sumatera Utara
63
Lampiran 2. Data Pengujian Tarik
Tanggal :
02-05-2008 Jenis Pengujian
: Pengujian Tarik
Lokasi :
Lab Material F.T. UNSYIAH Tabel 2.1. Hasil Pengujian Tarik
Data Sheet Hasil Pengujian
Keterangan : Test
No 012
m 10
3
Kg ε
∆LL
o
σ PA
kNmm
2
∆L 10
-2
mm 52
0,0000 0,000
0,00 53
0,4 0,0152
0,032 0,95
54 0,8
0,0304 0,064
1,90 55
1,2 0,0432
0,096 2,70
56 1,6
0,0568 0,128
3,55 57
2,0 0,0736
0,160 4,60
58 2,4
0,0880 0,192
5,50 59
2,8 0,1056
0,224 6,60
60 3,2
0,1240 0,256
7,75 61
3,6 0,1504
0,288 9,40
62 4,0
0,1792 0,320
11,2 63
4,4 0,2176
0,352 13,6
64 4,8
0,2728 0,384
17,05 65
5,2 0,3848
0,415 24,05
66 5,6
0,5552 0,447
34,70 67
6,0 0,7840
0,479 49,00
68 6,4
1,0288 0,511
64,30 69
6,8 1,3488
0,543 84,30
70 7,2
1,7152 0,575
107,2 71
7,6 2,1384
0,607 133,6
72 8,0
2,6696 0,639
166,8 73
8,4 3,3528
0,671 209,5
74 8,8
4,3824 0,703
273,9 75
8,95 5,9336
0,715 370,8
Jenis bahan : SS AISI 304
Asal bahan : Produk lokal
Jumlah :
1 satu sampel
Universitas Sumatera Utara
64
Ukuran Spesimen:
Gambar 2.1. Ukuran Spesimen Standar ASTM E 8M
Peralatan Pengujian:
Gambar 2.2. Mesin Uji Tarik Ukuran spesimen sesudah pengujian :
Gambar 2.3. Spesimen Patah Diameter necking
= 8,18 mm Luas penampang
= 52,5 mm
2
Panjang pengukuran akhir = 97 mm Alat : Tensile Test Machine
Merek : Morh Federhafeag Mannheim Germany
Universitas Sumatera Utara
65
Pengolahan Data : Kekuatan tarik Tensile Strength:
σ
u
= PA = 715,088 Mpa Modulus elastisitas bahan,
E = s E = 1,979 100 GPa atau E = 197,9 GPa.
Diperoleh dengan menarik garis lurus dari titik regangan 0,2 sejajar dengan kurva tegangan-regangan linier, dengan bantuan MS Excel didapat gradien
kemiringan garis, y = 1,979x + 0,007 Kekuatan luluh
s
y
, s
y
= 0,42 GPa atau s
ys
= 420 Mpa
Perpanjangan
Reduksi Area
Universitas Sumatera Utara
66
Lampiran 3. Komposisi Kimia
Universitas Sumatera Utara
67
Lampiran 4. Data Dimensi Spesimen
Tanggal :
26 Juli 2008 Jenis Pengujian
: Pengukuran Spesimen
Lokasi :
Lab Material F.T. UNSYIAH Tabel 4.1. Pengukuran Pergeseran Diameter Spesimen
ID. NO O.D ± 0.05
I.D ± 0.05 THK
L ± 0.4 I. Korosi – Tegangan.
CS01 0,00
-0,05 1,77
0,12 CS02
0,00 -0,05
1,77 0,00
CS03 0,02
-0,03 1,77
-0,06 CS04
0,02 -0,03
1,77 0,05
CS05 0,03
0,00 1,76
0,00 II. Katodik, 0, 10, 20, dan 30 hari.
CS06 0,03
0,00 1,76
-0,06 CS07
0,03 0,02
1,77 0,24
CS08 0,03
0,02 1,77
0,02 CS09
0,04 0,01
1,76 -0,15
CS10 0,04
0,01 1,76
0,00 III. Katodik-Anodik, 0 hari.
CS11 0,04
0,01 1,76
-0,02 CS12
0,04 0,02
1,76 -0,02
CS13 0,05
0,02 1,76
0,12 CS14
0,05 0,02
1,76 0,02
CS15 0,05
0,02 1,77
0,14 CS16
0,05 0,00
1,77 -0,15
CS17 0,05
0,00 1,76
-0,06 CS18
0,05 0,02
1,76 0,02
CS19 0,05
0,02 1,76
-0,04 CS20
0,05 0,02
1,76 -0,02
Universitas Sumatera Utara
68
Keterangan:
- Spesimenbahan : C-RINGSS AISI 304 - Jumlah : 20 DUA PULUH
Gambar 4.1. Foto Identifikasi dan Dimensi Spesimen - Diameter Luar O.D
= 25,00 mm
- Diameter dalam I.D = 21,46 mm
- Tebal THK = 1,77 mm
- Lebar L = 19,00 mm
Alat Ukur
Gambar 4.2 Pengukuran Spesimen
Varnier Caliper Merek : Mitotoyu
Universitas Sumatera Utara
69
Lampiran 5. Data Pengukuran Pembebanan Spesimen
Tanggal :
26 Juli 2008 Jenis Pengujian
: Pengukuran Pembebanan Spesimen
Lokasi :
Lab Material F.T. UNSYIAH Tabel 5.1. Hasil Pengukuran Pergeseran Diameter Spesimen
NO OD
Δ OD
f
I. Korosi – Tegangan CS01
25,00 0,00
25,00 CS02
25,00 0,35
24,65 CS03
25,02 0,50
24,52 CS04
25,02 0,65
24,37 CS05
25,03 0,80
24,23 II. Katodik, 0, 10, 20, dan 30 hari
CS06 25,03
0,00 25,03
CS07 25,03
0,35 24,68
CS08 25,03
0,50 24,53
CS09 25,04
0,65 24,39
CS10 25,04
0,80 24,24
III. Katodik – Anodik CS11
25,04 0,00
25,24 CS12
25,04 0,35
24,69 CS13
25,05 0,50
24,55 CS14
25,05 0,65
24,40 CS15
25,05 0,80
24,25 CS16
25,05 0,00
25,05 CS17
25,05 0,35
24,70 CS18
25,05 0,50
24,55 CS19
25,05 0,65
24,40 CS20
25,05 0,80
24,25
Universitas Sumatera Utara
70
Keterangan: - Namabahan
: C-ringSS AISI 304 - Jumlah
: 20 Dua puluh - Alat ukur
: Varnier Caliper
- Merek : Mitotoyu
Gambar 5.1. Pergeseran Diameter Efek Pengencangan Mur dan Baut
Gambar 5.2. Foto Pengukuran Pergeseran Diameter OD = Diameter luar sebelum pembebanan
OD
f
= Diameter luar setelah pengencangan mur Δ = Selisih diameter pengencangan
Satuan mm.
Universitas Sumatera Utara
71
Lampiran 6. Hasil Simulasi Ansys 9.0 1. Spesimen Pergeseran Diameter, Δ = 0,50 mm
Gambar 6.3. Distribusi Tegangan Von Misses Δ = 0,50 mm
Gambar 6.4. Pergeseran Diameter C-ring Δ = 0,50 mm
Universitas Sumatera Utara
72
2. Spesimen Pergeseran Diameter, Δ = 0,65 mm
Gambar 6.5. Distribusi Tegangan Von Misses Δ = 0,65 mm
Gambar 6.6. Pergeseran Diameter C-ring Δ = 0,65 mm
Universitas Sumatera Utara
73
3. Spesimen Pergeseran Diameter, Δ = 0,80 mm
Gambar 6.7. Distribusi Tegangan Von Misses Δ = 0,80 mm
Gambar 6.8. Pergeseran Diameter C-ring Δ = 0,80 mm
Universitas Sumatera Utara
74
Lampiran 7. Peralatan Uji Sel Korosi dan Perlakuan Rendam
Keterangan: 1. Tabung media uji. 4. Termometer.
2. Baut dan Mur.
5. Rangka penyangga. 3. Spesimen C-ring
6. Lingkungan air laut buatan Alat
: Sel Korosi
Lingkungan : Air laut buatan 3,5 NaCl
Gambar 7.1 Set – up Alat Uji Sel Korosi
7. Spesimen-spesimen Korosi tegangan CS01, CS02, CS03, CS04,dan CS05.
8. Spesimen- spesimen polarisasi katodik CS06, CS07, CS08, CS09,dan CS10.
Universitas Sumatera Utara
75
Lampiran 8. Rangkaian Peralatan Pengukuran Kurva Polarisasi
Keterangan:
Gambar 8.1. Set–up Alat Uji Sel Elektrokimia SpesimenBahan
: C-ring SS AISI 304 Jumlah
: 10 sepuluh spesimen Lingkungan
: Air laut buatan 3,5 NaCl Alat
: Sel Elektrokimia
1. Galvanostat 6. Elektroda bantu
11. Elektroda acuan 2. Voltmeter 7. Elektroda kerja 12.Tabung larutan KCl
3. Ampere meter 8. Tabung media uji 13. Sumber potensia
4. Osiloskop 9. Jembatan garam 5. Termometer 10. Baut dan mur
Universitas Sumatera Utara
76
Lampiran 9. Penentuan Potensial dan Densitas Korosi Dari Kurva Polarisasi Dengan Ekstrapolasi Tafel
a Kurva Katodik dan Anodik
Gambar 9.1. Perpotongan Garis Linier Ekstrapolasi Anodik dan Katodik Perpotongan garis linier dua kurva anodik dan katodik secara ekstrapolasi dari
Gambar 9.1.diperoleh: - Densitas korosi, i
corr
= 2,6 μAcm
2
. - Potensial korosi, E
cor
= -370,4 mV. Dengan cara yang sama untuk beban tegangan yang lain hasilnya disusun Tabel di
atas.
Universitas Sumatera Utara
77
b. Kurva Katodik