PENGARUH RASIO LUAS PERMUKAAN BESITEMBAGA TERHADAP LAJU KOROSI BESI

Seminar Nasional Pakar ke 1 Tahun 2018
Buku 1

ISSN (P) : 2615 - 2584
ISSN (E) : 2615 - 3343

PENGARUH RASIO LUAS PERMUKAAN BESI/TEMBAGA TERHADAP
LAJU KOROSI BESI

1,2)

Dody Prayitno1), Asymar FF2)
Tenik mesin Universitas Trisakti
[email protected]

Abstrak
Serbuk tembaga dapat digunakan untuk menutup (make-up) cacat blow
holepada besi tuang kelabu(BTK) sebeleum dilakukan pengecatan. Kehadairan
tembaga didalam besi tuang kelabu dapat menyebabkan terjadinya korosi
galvanik. Tujuan penelitian untuk mengetahui pengaruh kehadiran tembaga
pada laju korosi besi tuang kelabu. Metode penelitian menggunakan metode

kehilangan berat. Sampel direndam di larutan NaCl 10 N selama 1008 jam.
Berat sampel sebelum dan sesudah direndam dicatat. Hasil penelitian
memperlihatkan bahwa kehadiran logam tembaga sebagai bahan make-up
meningkatkan laju korosi besi tuang kelabu. Peningkatan rasio antara luas
permukaan tembaga dengan besi tuang kelabu akan menambah laju korosi
besi tuang kelabu.
Kata kunci : rasio, galvanik, cacat tuangan
Pendahuluan
Tujuan penelitian untuk mengetahui pengaruh logam tembaga sebagai materialpenutup
cacat (material make-up) terhadap laju korosi besi tuang kelabu. Cylinder liner yang
merupakan material besi tuang kelabu digunakan sebagai sampel. Larutan elektrolit yang
digunakan adalah NaCl 10 N. Pengujian korosi dilakukan dengan merendam sampel
selama 1008 jam. Sampel sebelum dan sesudah perendaman ditimbang. Laju korosi
dihitung dengan menggunakan rumus yang ada.
Studi pustaka
Serbuk tembaga dapat digunakan sebagai material penutup cacat (material make up) pada
besi tuang kelabu dan baja dengan tujuan memperbaiki penampilan.Proses pemakaian
serbuk tembaga sebagai penutup cacat tuang pada besi tuang seperti berikut ini. Pertamatama serbuk tembaga dimasukkan ke dalam lubang cacat. Serbuk tembaga kemudian di
tumbuk-tumbuk, lalu dimasukkan kedalam dapaur pemanas. Sampel dipanaskan pada
suhu 800 oC selamat 0.5- 30 menit.Sampel kemudian didinginkan ke suhu ruang.Proses

make-up selesai.(Dody, et al 2011).
Kerusakan material yang diakibatkan oleh lingkungan sekiling material dikenal sebagai
korosi. korosi galvanik terjadi jika ada dua logam yang berbeda potensial reduksinya dan
terkontak langsung didalam sebuah media korosif. Logam anodik (kurang mulia) akan
terkorosi sementara logam katodik (lebih mulia) tidak terkorosi. Elektron dari anodik
akan bergerak ke katodik, sehingga metal (anodik) berubah menjadi ion – ion positif. Ion
– positif kemudian bereaksi dengan ion negatif yang berada di larutan garam untuk
membentuk garam metal. Contoh, logam aluminium kontak dengan logam besi didalam
larutan natrim klorida. Potensial reduksi aluminium dan besi masing masing adalah 1.662 emf dan -0.440 emf. Aluminium bersifat anodik dibandingkan besi (katodik).
Aluminium terkorosi sementara besi tidak terkorosi. (Fontana, 1986)

379

Seminar Nasional Pakar ke 1 Tahun 2018
Buku 1

ISSN (P) : 2615 - 2584
ISSN (E) : 2615 - 3343

Metode penelitian

Diagram alir penelitian diperlihatkan pada gambar 1.Sampel besi tuang kelabu (Cylinder
liner) dipotong. Setiap potongan sample berbentuk persegi panjang. Sampel-sampel
dikalsifikasikan menjadi 2 grup. Grup I adalah grup Sampel Initial . Grup II diberi kode
sampel inital + tembaga. Sampel grup II dibor (diameter 2 mm) pada dua lokasi (Gambar
2). Kedua lubang dianggap sebagai cacat tuangan (blow hole). Serbuk tembaga kemudian
dimasukkan ke dalam cacat kemudian di tumbuk. Sampel kemudian dipanaskan pada
suhu 900 oC selama 10 menit. Sampel kemudian didinginkan pada suhu ruang.Sampel
kemudian di uji korosi.
Mulai
Cylinder liner
(Besi Tuang Kelabu)
Dipotong
Sampel
Sampel initial

“Sampel initial + Tembaga
Lubang di tutup dengan serbuk tembaga
Dipanaskan 900 oC selama 10 menit”,
Didinginkan
Uji korosi

Data – data
Dianalisa
Kesimpulan
Selesai

Gambar 1 Diagram Alir Penelitian.
Seluruh sampel grup I dan II kemudian di uji korosi dengan metode kehilangan berat.
Sampel di rendam di dalam larutan HCl 10 N selama 1008 jam. Sampel ditimbang baik
sebelum maupun sesudah direndam. Laju korosi dihitung dengan memakai persamaan
[1] (Callister . 2001)
[1]
Dimana CPR = Laju korosi (mm/tahun); W = Berat yang hilang (mg); ρ = berat jenis
(gram/cm3); A = Luas permukaan terekspos (cm2); t = waktu rendam (jam)
Hasil dan Pembahasan
Pada bagian ini akan di bahas pengaruh waktu rendam terhadap laju korosi Besi Tuang
kelavu (BTK) dan efek rasion luas permukaan tembaga dengan besi tuang kelabu (BTK).

380

Seminar Nasional Pakar ke 1 Tahun 2018

Buku 1

ISSN (P) : 2615 - 2584
ISSN (E) : 2615 - 3343

Pengaruh waktu rendam terhadap laju korosi.
Gambar 2 memperlihatkan bahwa laju korosi sampel Inital (Besi Tuang Kelabu) adalah
tetap yaitu 3.1 mm/tahun, walaupun waktu perendamannya bertambah dari 168 jam
menjadi 1008 jam.
8
7

Laju korosi BTK (mm/tahun )

y = -2,143ln(x) + 18,242
6
5
4

Intial

Initial+Cu

3
2
1
0
0

200

400

600
Waktu rendam (jam)

800

1000

1200


Gambar 2. Pengaruh waktu rendam terhadap laju korosi
Pada gambar 3 juga terlihat laju korosi grup sampel (initial + tembaga). Kehadiran
tembaga (sebagai material make up) menyebabkan laju korosi BTK pada masa rendam 168
jam meningkat dari 3.1 mm/tahun hingga mencapai 7.2 mm/tahun. Korosi yang terjadi
adalah korosi galvanik, dimana tembaga sebagai katoda dan besi tuang kelabu sebagai
anoda. Penambahan waktu rendaman dari 168 jam ke 678 jam menyebabkan laju korosi
sampel (intial + tembaga) menurun secara drastis dari 7.2 mm/tahun menjadi 4.1
mm/tahun. Penurunan dikarenakan kontak antara tembaga dengan besi tuang kelabu
berkurang, sehingga aliran elektron dari besi tuang kelabu ke tembaga berkurang.
Penambahan waktu rendam selanjutnya dari 678 jam ke 1008 jam masih menyebabkan
laju korosi grup sampel (intitial+tembaga)dari 4.1 mm/tahun menjadi 3.0 mm/tahun.
Laju laju korosi sampel (initial + tembaga) sebesar 3.0 mm/tahun adalah sama dengan
laju korosi sampel Initial. Penelitian ini membuktikan bahwa setelah waktu rendaman
mencapai 1008 jam , tidak terjadi lagi kontak antara tembaga dengan besi tuang kelabu.
Kehadiran tembaga tidak berpengaruh kepada laju korosi Besi Tuang Kelabu atau dengan
kata lain korosi galvanik tidak terjadi lagi setelah waktu perencaman 1008 jam tercapai.
Persamaan matematika bagi perubahan laju korosi bagi sampel (initial + tembaga) atau
dikenal juga sebagai besi tuang kelabu yang di make up dengan tembagaterhadap
penambahan waktu rendam adalah sebagai berikut:

[2]
Dimana y = laju korosi (mm/tahun); x = waktu perendaman (jam)
Efek rasio luas permukaan antara Tembaga dengan Besi Tuang Kelabu
Tabel 1 dan Tabel 2 masing memperlihatkan luas permukaan sampel initial dan sampel
(initial + Tembaga). Pada grup sampel initial tidak terdapat luas permukaan tembaga
sehingga luas permukaan tembaga adalah 0 (nol) cm2. Pada grup sampel (initial +
tembaga) terdapat luas permukaan tembaga (Gambar 3). Luas permukaan besi tuang
381

Seminar Nasional Pakar ke 1 Tahun 2018
Buku 1

ISSN (P) : 2615 - 2584
ISSN (E) : 2615 - 3343

kelabu (BTK) adalah luas permukaan BTK dikurang luas permukaan tembaga.
Perbandingan luas permukaan tembaga dengan luas permukaan BTK adalah luas
permukaan tembaga dibagi luas permukaan BTK.
Tabel 1. Perbandingan luas permukaan (tembaga/BTK) pada grup
sampel Initial

Sampel Sampel Sampel Sampel Sampel
Sampel 1
2
3
4
5
6
Luas permukaan
168
135
149
142
149
154
sampel (mm2)

Sampel
7
161


Luas permukaan
tembaga (mm2)

0

0

0

0

0

0

0

Luas permukaan
BTK (mm2)


1680=168

135

149

142

149

154

161

Perbandingan
luas permukaan
(Tembaga /BTK)
(mm2/mm2)

0/(168)=0

0

0

0

0

0

0

Luas permukaan Besi
tuang Kelabu

Luas permukaan
tembaga

(a)
(b)
Gambar 3. Luas permukaan real (a) Ilustrasi maksud dari Luas permukaan BTK dan
Tembaga (b)
Tabel 2 Perbandingan luas permukaan (tembaga/BTK) pada grup
sampel (initial+ tembaga)
Sampel 8
Sampe Sampe Sampe Sampe Sampe
l9
l 10
l 11
l 12
l 13
Luas
permukaan
210
189
196
203
189
196
sampel
(mm2)
Luas
permukaan
tembaga
(mm2)

(2x(22/7)x(2/2)2
) = 6.3

6.3

6.3

6.3

6.3

6.3

Sampe
l 14
182

6.3

382

Seminar Nasional Pakar ke 1 Tahun 2018
Buku 1

Luas
permukaan
BTK (mm2)
Perbandinga
n luas
permukaan
(Cu/BTK)
(mm2/mm2)

ISSN (P) : 2615 - 2584
ISSN (E) : 2615 - 3343

210 - 6.3 =-203.7

182,7

189,7

196,7

182,7

189,7

175,7

6.3/203.7 =
0.031

0,034

0,033

0,032

0,034

0,033

0,036

Gambar 4. Efek rasio luas permukaan (tembaga/besi tuang kelabu ) pada perendaman
selama 168 jam.
Gambar 4 memperlihatkan pengaruh perbandingan luas permukaan tembaga dengan
besi tuang kelabu(BTK) terhadap laju korosi besi tuang kelabu (BTK). Korosi yang terjadi
adalah korosi galvanik. Tembaga sebagai katoda dan besi tuang kelabu sebagai anoda.
Oleh karena itu efek rasio luas permukaan tembaga/besi tuang kelabu dapat juga disebut
perbandingan luas permukaan katoda/anoda. Lama perendaman adalah 108 jam.
Perbandingan ratio katoda/anoda sama dengan nol, menunjukkan bahwa pada sampel
tidak ada logam tembaga (katoda) atau tidak terjadi korosi galvanik. Laju korosi besi
tuang kelabu pada ratio luas permukaan (katoda/anoda) rata-rata nol adalah 3.1
mm/tahun. Penambahan ratio luas permukaan tembaga/besi tuang kelalbu
(katoda/anoda) akan meningkatkan laju korosi. Laju korosi pada ratio luas permukaan
(katoda/anoda) 0.033 adalah 7.2 mm/tahun.
Kesimpulan
Kessimpulan dari penelitian ini sebagai berikut :
1. Kehadiran tembaga sebagai material make-up untuk menutup cacat tuang pada besi
tuang kelabu akan meningkatkan laju korosi besi tuang kelabu.
2. Peningkatan nilai perbandingan luar permukaan (tembaga/besi tuang kelabu) akan
meningkatkan laju korosi.
Daftar pustaka
Dody Prayitno, Christina Eni,” Laju Korosi Baja Yang Di Make-Up Dengan Serbuk Tembaga”.
Laporan Penelitian. Jakarta: Universitas Trisakti, 2011.

383

Seminar Nasional Pakar ke 1 Tahun 2018
Buku 1

ISSN (P) : 2615 - 2584
ISSN (E) : 2615 - 3343

Mars G Fontana,“ Corrosion Engineering” International Student Edition, third edition,
McGraw-Hill, 1986
Callister, William D. The Fundamental of Materials Science and Engineering.Fifth Edition.
Danvers: John Wiley & Sons, Inc., 2001.

384