26
Foto untuk memeriksa inisiasi korosi tegangan pada permukaan spesimen digunakan kamera Nikon model D70.
Tiang penyangga elektroda, dan kawat penghubung spesimen sebagai pengantar arus.
3.3. Rancangan Penelitian
Rancangan penelitian disusun didasarkan ditemukannya kegagalan komponen yang mengalami beban tegangan dalam lingkungan korosif air laut, maka dalam
penelitian ini dicoba mengangkat hal tersebut dengan meneliti kepekaan SCC baja
nirkarat austenitik AISI 304
.
Dari hasil penelusuran pustaka dan jurnal maka ditentukan, dimensi spesimen, pembebanan, lingkungan pengujian dan penentuan cara pengambilan data yang sesuai
dengan tujuan penelitian. Data hasil pengujian berupa data mentah, seperti data tegangan statik yang
diberikan, data pengamatan produk korosi, dan data kurva polarisasi, di olah hasilnya, kemudian dibandingkan dengan data pengujian orang lain yang sejenis. Jika ada
penyimpangan data yang cukup signifikan, maka dilakukan pengujian ulang untuk verifikasi keakuratan data yang ada, dan jika tidak ada maka hasil penelitian dapat
disimpulkan dan penelitian dianggap selesai. Penelitian dilakukan sampai diperoleh kesimpulan yang menggambarkan
batas kepekaan SCC penggunaan material baja nirkarat AISI 304 tersebut dalam lingkungan pengujian air laut buatan.
Universitas Sumatera Utara
27
Skema rancangan penelitian ditampilkan pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3. Diagram alir penelitian
ya tdk
Proses Annealing
Tensile Spesimen
C-Ring Spesimen ASTM G38
Uji Tarik
t = 0 jam Pengukuran Polarisasi
Katodik P
enga m
at an
F ot
o K
oros i T
eg ang
an t = 240 jam
t = 480 jam t = 720 jam
Pengukuran Polarisasi Anodik- Katodik Tanpa Perlakuan Rendam
Perlakuan Rendam
Bahan Uji
Baja Nirkarat Austenitik AISI 304
Pengolahan Data
- Analisa Distribusi Tegangan - Kurva Polarisasi E-logi
- Kepekaan Korosi Tegangan
Pembebanan
Pengukuran Pergeseran Diameter = Hasil Simulasi ANSYS 9.0 = 0; 0,35; 0,5; 0,65; dan 0,8 mm
Kesimpulan
Universitas Sumatera Utara
28
3.4. Pelaksanaan Penelitian
Penelitian dipersiapkan sebaik mungkin agar dalam pelaksanaannya tidak terdapat gangguan yang berarti dari berbagai hal yang dapat mempengaruhi hasil
penelitian di luar yang diharapkan. Penelitian dilaksanakan dimulai dari persiapan bahan dan lingkungan uji,
rangkaian peralatan, simulasi distrbusi tegangan, uji korosi tegangan dan pengukuran kurva polarisasi, diakhiri dengan interpretasi hasil pengujian.
3.4.1. Persiapan Bahan. Persiapan spesimen dilakukan dalam beberapa tahap persiapan, berikut ini
diuraikan tahap – tahap persiapan spesimen. Spesimen dibuat dengan proses permesinan diharapkan menghasilkan ukuran
dengan tingkat ketelitian yang tinggi. Orientasi pemotongan spesimen C-ring mengikuti bentuk memanjang, dengan menyediakan sampel uji tarik pada batang
yang sama seperti Gambar 3.4.
Gambar 3.4. Batang Silindris dan Orientasi Pemotongan C-ring Spesimen
Universitas Sumatera Utara
29
Pembuatan dimulai dari pelubangan hingga terbentuk C-ring dengan ukuran standar pengujian, plus toleransi untuk pembersihan bagian permukaan spesimen,
biasanya meninggalkan goresan-goresan atau bentuk pemotongan yang tidak halus. Benda uji terlebih dahulu mengalami proses olah panas annealing, dengan
cara dipanaskan sampai 1000 C dalam oven pemanas merek Nabertherm, pada
temperatur tersebut di tahan sampai 100 menit. Setelah pemanasan selama 100 menit benda uji dikejutkan dalam air pada suhu kamar, proses olah panas lampiran 1.
Pekerjaan annealing biasanya meninggalkan kerak hitam pada permukaan, maka perlu dilakukan penghalusan permukaan dengan menggunakan kertas pasir
mulai dari ukuran 600, dan 800 grit secara berurutan sehingga diperoleh permukaan potong yang halus. Penghilangan goresan halus dilaksanakan dengan xx orientasi
sampel yang tegak lurus terhadap goresan yang sebelumnya. Sampel yang dihaluskan kemudian di cuci dengan air suling untuk mencegah pencemaran dan sesudah itu
mengeringkan dengan aseton, kemudian spesimen di ukur menggunakan jangka sorong sampai di dapat ukuran yang tepat, dimensi lengkap spesimen seperti pada
lampiran 4. Untuk mendapatkan sifat mekanik dilakukan pengujian tarik, mengikuti
standar ASTM E8 M, ini berguna untuk memprediksi pembebanan terhadap spesimen yang menjadi referensi untuk pengukuran lanjut, hasil uji tarik pada lampiran 2.
Pembebanan spesimen dilakukan berdasarkan asumsi adanya efek tegangan akibat pengencangan mur dan baut, bagian ujung dari kepala baut di tahan sehingga
terjadi pergeseran diameter .
Universitas Sumatera Utara
30
Nilai pergeseran ini di dapat dari selisih diameter luar OD sebelum pergeseran dengan diameter setelah terjadi pergeseran OD
f
, kemudian dilakukan pengukuran dengan menggunakan jangka sorong.
Pembebanan di buat dengan 5 lima variasi pengecilan diameter luar ∆
yaitu, 0, 0,35, 0,5, 0,65, dan 0,8 mm. Jumlah spesimen direncanakan minimal 20 dua puluh, masing-masing
spesimen diberi nomor urut agar mudah di identifikasi. Untuk menghindari korosi galvanik antara spesimen dengan baut pengikat,
maka spesimen harus dilapisi dengan menggunakan silicone gel. Pelapisan spesimen dibagi dalam dua jenis pelapisan:
a. Spesimen untuk pengamatan korosi tegangan dimana seluruh permukaan spesimen dibiarkan mengalami korosi, dengan jumlah 5 lima spesimen.
b. Spesimen pengukuran kurva polarisasi dengan jumlah 15 lima belas spesimen.
Gambar 3.5. Pelapisan Spesimen a Permukaan Korosi, b Kurva Polarisasi
a b
Universitas Sumatera Utara
31
Gambar 3.5a isolasi spesimen jenis pertama hanya dilakukan pada bagian baut dan mur. Gambar 3.5b, isolasi spesimen jenis kedua, spesimen ini dilengkapi
kawat penghubung arus, agar hasil pengukuran arus segera dapat dikonversikan menjadi kerapatan arus maka elektroda ini dibuat permukaan eksposnya seluas 1
satu centimeter persegi yang tidak dilapisi, terletak pada 180 di tengah permukaan
luas bidang spesimen. 3.4.2. Pengujian Korosi Tegangan dan Perlakuan Rendam
Untuk melihat produk pit korosi atau inisiasi SCC maka jenis spesimen C-ring Gambar 3.5a diletakan dengan menggantungkannya pada rak dengan posisi
keseluruhan spesimen terendam dalam peralatan pengujian sel korosi yang berisi larutan uji pada temperatur kamar seperti lampiran 7, selama selang waktu 720 jam.
Pengamatan permukaan dengan menggunakan foto, dilakukan setiap 240 jam perendaman, dimulai 0, 240, 480, dan 720 jam berurutan.
Perlakuan yang sama untuk spesimen-spesimen pengukuran kurva polarisasi katodik Gambar 3.5b. Pengukuran kurva polarisasi dilakukan setiap 240 jam
perendaman, dimulai 0, 240, 480, dan 720 jam berurutan. 3.4.3. Pengukuran Kurva Polarisasi
Untuk mendapatkan kurva polarisasi dari suatu sampel logam dalam sel elektrokimia, diukur dengan mengalirkan respon arus sebagai fungsi dari potensial
terapan
.
Untuk ini semua peralatan uji disiapkan mulai dari memeriksa kelistrikan, peralatan Galvanometer, Osiloskop, jembatan garam yang berisi agar-agar KCl dan
ketiga elektroda dipastikan berfungsi dengan baik.
Universitas Sumatera Utara
32
Adapun langkah-langkahnya seperti berikut ini: 1. Tempatkan elektroda kerja, elektroda bantu dalam tabung larutan uji 3,5
NaCl dan elektroda acuan pada tabung lain yang berisi KCl. 2. Susun saling berhadapan antara permukaan ukur elektroda kerja dengan
ujung pipa kapiler jembatan garam dan di beri jarak tiga milimeter. 3. Hubungkan kabel terminal output galvanostat ke masing - masing
elektoda. Kabel telah diberi penandaan RE untuk elektroda acuan, WE 1, WE 2 untuk elektroda kerja dan AE untuk elektroda bantu.
4. Semua peralatan uji dihidupkan dan biarkan stabil sekitar 15 menit, switch polarity pada posisi off dan switch function pada posisi rest pot.
5. Operasikan galvanostat dengan membuat switch function dan switch polarity pada posisi operasi.
6. Pengambilan data dilakukan pada range arus 0, 0,5µA,…10µA, 0, 5µA,...100 µA, 0, 50µA,...1mA, 0, 500 µA,...10 mA dan range
potensial 0 - 1000 mV, ke arah katodik. Setiap kenaikan arus dibiarkan 5 menit pada kondisi stabil.
7. Setelah kembali ke keadaan 0 A, dibiarkan minimal satu jam untuk mencapai kondisi relatif stabil.
8. Selanjutnya langkah polarisasi potensial dari kedudukan arus nol dibuat ke arah anodik, dengan menggunakan range pengukuran sama seperti
pengukuran arah katodik.
Universitas Sumatera Utara
33
Untuk pengukuran kurva polarisasi katodik spesimen di rendam seperti lampiran 7, selama 720 jam, setiap 240 jam dilakukan pengukuran sama seperti
pengukuran katodik diatas, pengukuran dimulai 0, 240, 480, dan 720 jam berurutan.
3.5. Prosedur Pengukuran, Pengolahan dan Analisa Data
